DE102017214997A1 - Elektrische Fluidpumpe - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektrische Fluidpumpe (1) mit einem Pumpengehäuse (2) und mit einem in dem Pumpengehäuse (2) angeordneten Elektromotor (3). Ein Rotor (4) des Elektromotors (3) weist eine Rotorwelle (5) auf und ist in einem Stator (8) des Elektromotors (3) um eine Rotationsachse (9) drehbar gelagert. Das Pumpengehäuse (2) ist ferner in einen Trockenbereich (10) und in einen den Rotor (4) enthaltenden Nassbereich (11) unterteilt.
Erfindungsgemäß sind der Trockenbereich (10) und der Nassbereich (11) durch ein den Stator (8) zumindest bereichsweise einschließendes Statortragstück (13) getrennt.
Erfindungsgemäß sind der Trockenbereich (10) und der Nassbereich (11) durch ein den Stator (8) zumindest bereichsweise einschließendes Statortragstück (13) getrennt.
Description
- Die Erfindung betrifft eine elektrische Fluidpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Eine gattungsgemäße elektrische Fluidpumpe ist beispielsweise aus der
DE 10 2012 222 358 A1 bekannt und weist ein Gehäuse auf, in dem ein elektrischer Motor angeordnet ist. Der elektrische Motor weist einen Stator und einen Rotor mit einer Welle auf, wobei der Rotor in dem Stator drehbar gelagert ist. Durch ein Drehen des Rotors wird ein an der Welle festgelegtes Pumpenrad angetrieben und durch das Pumpenrad wird ein Fluid gefördert. Üblicherweise wird die in dem Rotor entstehende Abwärme über das zu fördernde Fluid und die in dem Stator entstehende Abwärme über das Gehäuse abgeleitet. Das Gehäuse ist dabei in einen Trockenbereich und in einen Nassbereich aufgeteilt, wobei der Rotor in dem Nassbereich von dem zu fördernden Fluid umgeben und elektrische Bauteile des elektrischen Motors - wie beispielsweise Steuerungselektronik und der Stator - in dem Trockenbereich angeordnet sind. Zum Schutz der elektrischen Bauteile in dem Trockenbereich muss dieser von dem Nassbereich fluiddicht getrennt sein. - Aus dem Stand der Technik sind einige Lösungen dazu bekannt. So beschreibt beispielsweise die gattungsgemäße
DE 10 2012 222 358 A1 eine Fluidpumpe, bei der der Stator und die Steuerungselektronik in einem separaten Spalttopf angeordnet sind und so von dem nasslaufenden Rotor fluiddicht getrennt sind. Nachteilig liegt der Stator innerhalb des Spalttopfs und die in dem Stator erzeugte Wärme kann nur über den Spalttopf an das Gehäuse beziehungsweise an das zu fördernde Fluid abgegeben werden. Dadurch ist das Kühlen des Stators und der Steuerungselektronik in dem Spalttopf verschlechtert. Ferner stellt der Spalttopf ein zusätzliches Bauteil dar, wodurch die Gesamtkosten sowie der Herstellungsaufwand erhöht werden. - Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für eine Fluidpumpe der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, bei der die Fluidpumpe besser gekühlt ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Wärmeabgabe eines Stators in einer elektrischen Fluidpumpe zu erhöhen. Dabei weist die Fluidpumpe ein Pumpengehäuse und einen in dem Pumpengehäuse angeordneten Elektromotor auf. Ein Rotor des Elektromotors weist eine Rotorwelle auf und ist in einem Stator des Elektromotors um eine Rotationsachse drehbar gelagert. Dabei ist das Pumpengehäuse in einen Trockenbereich und in einen den Rotor enthaltenden Nassbereich unterteilt. Erfindungsgemäß sind der Trockenbereich und der Nassbereich durch ein den Stator zumindest bereichsweise einschließendes Statortragstück getrennt.
- Der Stator ist auf diese Weise zumindest bereichsweise von Material des Statortragstück eingeschlossen, so dass die in dem Stator erzeugte Wärme leicht an das Material des Statortragstücks abgegeben wird und auf diese Weise von dem Stator abgeleitet wird. Im Unterschied zu einer herkömmlichen Fluidpumpe, bei welcher die in dem Stator erzeugte Wärme über einen den Stator umgebenden Luftspalt mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit und als Wärmestrahlung abgegeben wird, erfolgt bei der erfindungsgemäßen Fluidpumpe die Wärmeabgabe als Wärmeleitung, was zu einem deutlich effizienteren Kühlen führt. Vorteilhafterweise kann im Vergleich zu einem herkömmlich verwendeten Spalttopf auch der Spalt zwischen dem Rotor und dem Stator verringert werden, wodurch Leistungsverluste in der erfindungsgemäßen Fluidpumpe deutlich reduziert werden können.
- Durch das Statortragstück ist der Stator zumindest bereichsweise eingeschlossen und wird dadurch ferner von dem zu fördernden Fluid geschützt. Zweckgemäß ist der Stator von dem Statortragstück insbesondere zu dem Nassbereich hin eingeschlossen, während dem Trockenbereich zugewandte Bereiche des Stators aus dem Statortragstück herausragen können. Auf diese Weise kann beispielsweise der von dem Statortragstück umschlossene Stator nach außen einfach elektrisch kontaktiert werden.
- Um den den Rotor umgebenden Nassbereich von dem Trockenbereich zu trennen, kann das Statortragstück beispielsweise hohlzylindrisch ausgestaltet sein und der von dem Fluid umgebene Rotor kann in einem zylindrischen Hohlraum des Statortragstücks angeordnet werden. Der Rotor kann dabei sowohl um die drehfeste Rotorwelle drehbar angeordnet als auch an der drehbaren Rotorwelle festgelegt sein. Das Statortragstück kann dann an dem Pumpengehäuse festgelegt werden, so dass der Nassbereich durch den Hohlraum des Statortragstücks begrenzt und der Trockenbereich zumindest bereichsweise zwischen einer Mantelfläche des Statortragstücks und dem Pumpengehäuse angeordnet ist. Auf diese Weise kann die elektrische Fluidpumpe kompakt ausgestaltet und der Trockenbereich von dem Nassbereich getrennt sein.
- Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das Statortragstück durch einen Kunststoffkörper gebildet ist, in den der Stator zumindest bereichsweise eingebettet ist. Der Kunststoffkörper kann kostengünstig hergestellt werden und ist elektrisch isolierend, so dass in dem in den Kunststoffkörper eingebetteten Stator ein Leckagestrom sowie ein Kurzschluss verhindert werden. Vorzugsweise ist der Kunststoffkörper durch ein Kunststoffumspritzen hergestellt, wodurch vorteilhaft der Kunststoffkörper kostensparend hergestellt werden kann.
- Dabei kann der Kunststoffkörper aus einem wärmeleitenden Kunststoff bestehen, um die in dem Stator erzeugte Wärme besser abzuleiten. Alternativ oder zusätzlich kann der Kunststoffkörper auf einer dem Rotor zugewandten Innenfläche eine Schutzschicht aufweisen, die den Kunststoffkörper von dem zu pumpenden Fluid schützt. Die Schutzschicht kann auf den Kunststoffkörper durch ein Kunststoffumspritzen aufgetragen werden und ist zweckgemäß gegen das zu pumpende Fluid beständig. So kann beispielsweise der Kunststoffkörper aus einem kostengünstigen Material bestehen, das gegen das zu pumpende Fluid nicht beständig ist. Die auf der Innenfläche des Kunststoffkörpers angeordnete Schutzschicht kann dann aus einem anderen Material bestehen, das gegen das zu pumpende Fluid beständig ist. Auf diese Weise können die Herstellungskosten des Kunststoffkörpers deutlich reduziert werden. Zudem wird dadurch die Auswahl der wärmeleitenden Materialien für den Kunststoffkörper erweitert, da diese keine Beständigkeit gegen das zu pumpende Fluid aufweisen müssen. Die Schutzschicht kann dabei wenige Mikrometer bis wenige Millimeter betragen, so dass die Herstellungskosten auch durch die Schutzschicht aus teuren Materialien nicht erheblich erhöht werden. Vorteilhafterweise kann der Kunststoffkörper aus dem wärmeleitenden Kunststoff durch ein erstes einstufiges oder mehrstufiges Kunststoffumspritzen und nachfolgend die Schutzschicht aus einem fluidbeständigen Kunststoff durch ein zweites Kunststoffumspritzen hergestellt sein. Auf diese Weise können die Kosten und der Aufwand bei der Herstellung des Kunststoffkörpers erheblich reduziert werden.
- So kann beispielsweise der wärmeleitende Kunststoff ein - auch mit Füllstoffen wie beispielsweise Glasfaser gefülltes - Polyamid sein. Das Polyamid weist einen spezifischen Durchgangswiderstand zwischen 1010 und 1013 Ω*m und eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 0,3 und 0,4 W/(m*K) auf und kann für Fluidpumpen einer niedrigen Leistungsklasse mit geringen Strömen verwendet werden. Der Kunststoffkörper aus dem Polyamid ist kostengünstig, wodurch die Herstellungskosten für die Fluidpumpe vorteilhaft reduziert werden können. Der fluidbeständige Kunststoff kann beispielsweise ein - auch mit Füllstoffen wie beispielsweise Glasfaser gefülltes - Polypropylensulfid sein. Das Polypropylensulfid weist einen spezifischen Durchgangswiderstand zwischen 1010 und 1015 Ω*m und eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 0,3 und 0,4 W/(m*K) auf. Da die Schutzschicht wenige Mikrometer bis wenige Millimeter betragen kann, können die Eigenschaften der Schutzschicht von den hier genannten Werten jedoch abweichen.
- Bei einer alternativen Weiterbildung des Kunststoffkörpers ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass der wärmeleitende Kunststoff des Kunststoffkörpers einen spezifischen Durchgangswiderstand höher als 1010 Ω*m und eine Wärmeleitfähigkeit höher als 6 W/(m*K) aufweist. Der wärmeleitende Kunststoff mit diesen Eigenschaften kann insbesondere für Fluidpumpen einer hohen Leistungsklasse mit hohen Strömen verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann der fluidbeständige Kunststoff der Schutzschicht eine Wärmeleitfähigkeit kleiner als 2 W/(m*K) aufweisen. So kann beispielsweise der wärmeleitende Kunststoff ein - auch mit Füllstoffen wie beispielsweise Glasfaser gefülltes - Polypropylensulfid sein. Wie oben bereits erläutert, weist das Polypropylensulfid einen spezifischen Durchgangswiderstand zwischen 1010 und 1015 Ω*m und eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 0,3 und 0,4 W/(m*K) auf. Die Eigenschaften der Schutzschicht können von den hier genannten Werten aufgrund einer kleinen Schichtdicke jedoch abweichen.
- Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fluidpumpe ist vorgesehen, dass der Trockenbereich von dem Nassbereich durch wenigstens eine an dem Statortragstück anliegende Dichtung radial und/oder axial abgedichtet ist. Die Dichtung besteht zweckgemäß aus einem elastischen Material - beispielsweise Gummi - und kann eine Flächendichtung oder eine Ringdichtung sein. Bei einem an dem Pumpengehäuse anliegenden Statortragstück kann die Dichtung zwischen dem Pumpengehäuse und dem Statortragstück dichtend angeordnet sein. Durch die Dichtung kann vorteilhaft der Trockenbereich von dem Nassbereich abgedichtet werden und elektrisch leitende Bauteile der Fluidpumpe - beispielsweise eine Steuerungselektronik - geschützt werden.
- Alternativ ist vorgesehen, dass das Statortragstück an dem Pumpengehäuse festgelegt ist und dadurch der Trockenbereich von dem Nassbereich radial und/oder axial abgedichtet ist. Das Statortragstück kann beispielsweise stoffschlüssig, bevorzugt durch ein Ultraschallschweißen oder durch ein Kunststoffanspritzen, an dem Pumpengehäuse festgelegt sein, so dass der Trockenbereich von dem Nassbereich fluiddicht getrennt ist.
- Um die in dem Stator erzeugte Wärme besser abzuleiten, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass eine Mantelfläche des Statortragstücks durch eine radial nach außen gerichtete Außenfläche des Stators gebildet ist und dass das Statortragstück mit der Mantelfläche an einer Innenfläche des Pumpengehäuses anliegt. Die in dem Stator erzeugte Wärme kann auf diese Weise über die Außenfläche des Stators direkt an das Pumpengehäuse abgegeben werden und der Stator effizienter gekühlt werden. Vorteilhafterweise kann zwischen der Mantelfläche des Statortragstücks und der Innenfläche des Pumpengehäuses eine wärmeleitende Beschichtung angeordnet sein, um einen wärmeisolierenden Luftspalt zwischen dem Pumpengehäuse und dem Stator zu vermeiden und so die Wärmeabgabe von dem Stator an das Pumpengehäuse weiter zu verbessern. Die wärmeleitende Beschichtung kann beispielsweise eine wärmeleitende Folie oder bevorzugt eine Wärmeleitpaste sein.
- Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass eine erste Lagerstelle und eine zweite Lagerstelle des Rotors innerhalb des Pumpengehäuses angeordnet sind. Die beiden Lagerstellen können beispielsweise in einem den Rotor ummantelnden Statortragstück oder an dem Pumpengehäuse angeordnet sein und der Rotor an dem Statortragstück oder an dem Pumpengehäuse gelagert werden. Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das Statortragstück einen Festlegkragen aufweist, der um die zweite Lagerstelle angeordnet ist und den Nassbereich von dem Trockenbereich axial und/oder radial trennt. Auf diese Weise kann die Fluidpumpe kompakter ausgestaltet werden. Zudem kann eine derart ausgestaltete Fluidpumpe nach dem Baukastenprinzip mit unterschiedlichen Pumpenrädern und mit unterschiedlichen Pumpenradgehäusen kombiniert werden.
- Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fluidpumpe ist vorgesehen, dass das Statortragstück mit dem Stator in dem Pumpengehäuse axial und/oder radial kraft-, stoff- oder formschlüssig festgelegt ist. Ein radiales oder axiales Festlegen kann beispielsweise durch eine Nut-Feder-Verbindung oder durch eine Schraubenverbindung oder durch eine Klemmverbindung oder durch eine Klebeverbindung erfolgen.
- Zum Fördern des Fluids ist vorgesehen, dass die Fluidpumpe ein mit dem Rotor antriebsverbundenen Pumpenrad in einem Pumpenradgehäuse aufweist, wobei ein Pumpenradnassbereich des Pumpenradgehäuses mit dem Nassbereich des Pumpengehäuses fluidleitend verbunden ist. Das Pumpenradgehäuse kann dabei an dem Pumpengehäuse festgelegt und nach außen abgedichtet werden. Das Pumpenrad kann mit dem Rotor beispielsweise über die Rotorwelle antriebsverbunden werden, wobei zweckgemäß der Rotor und das Pumpenrad an der Rotorwelle festgelegt sind. Bei dieser Ausführung bilden die Rotorwelle, der Rotor und das Pumpenrad eine Einheit und sind gemeinsam um die Rotationsachse drehbar gelagert. Alternativ kann der Rotor an der drehfesten Rotorwelle gelagert und das Pumpenrad an dem Rotor festgelegt sein. Das Pumpenrad und der Rotor bilden dann eine Einheit, die an der drehfesten Rotorwelle um die Rotationsachse drehbar gelagert ist.
- Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass eine Steuerungselektronik in dem Trockenbereich des Pumpengehäuses zwischen dem Pumpengehäuse und dem Statortragstück kraft- oder form- oder stoffschlüssig festgelegt ist. Auf diese Weise kann die Steuerungselektronik in dem Pumpengehäuse festgelegt werden und zudem vor dem Fluid in dem Nassbereich geschützt werden. Vorteilhafterweise kann die Steuerungselektronik und insbesondere eine Steuerungsplatine mit einer Festlegöffnung um den Festlegkragen des Statortragstücks angeordnet sein. Die Steuerungsplatine kann dann senkrecht zu der Rotorwelle zwischen dem Festlegkragen und dem Pumpengehäuse eingeklemmt sein. Um die Steuerungsplatine einklemmen zu können, kann der Festlegkragen des Statortragstücks mehrere integral ausgebildete Einklemmrippen aufweisen. Die Einklemmrippen können um den Festlegkragen ausgebildet sein und einen Vorsprung um den Festlegkragen bilden, an dem die Steuerungselektronik und insbesondere die Steuerungsplatine abstützend angeordnet sein kann.
- Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fluidpumpe ist vorgesehen, dass das Pumpengehäuse aus einem wärmeleitfähigen Material, bevorzugt aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung, besteht. Das Pumpengehäuse aus einem wärmeleitfähigen Material kann die in dem Stator erzeugte Wärme besser nach außen ableiten, wodurch der Stator in dem Statortragstück besser gekühlt wird. Zudem können durch das Pumpengehäuse aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung aufgrund einer höheren Steifigkeit dieser Materialien auch die beiden Lagerstellen der Rotorwelle in dem Pumpengehäuse versteift werden.
- Um das Kühlen des Statortragstücks und des Stators zu verbessern, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Fluidpumpe eine Kammkühlanordnung mit wenigstens einer Rotorrippe und mit wenigstens einer Gehäuserippe aufweist. Die wenigstens eine Gehäuserippe ist an dem Pumpengehäuse abstehend und die Rotorwelle umlaufend ausgebildet. Entsprechend ist die wenigstens eine Rotorrippe an dem Rotor abstehend und die Rotorwelle umlaufend ausgebildet. Die wenigstens eine Gehäuserippe und die wenigstens eine Rotorrippe sind radial zu der Rotorwelle abwechselnd und parallel zueinander angeordnet. Bevorzugt weist die Kammkühlanordnung mehrere an dem Pumpengehäuse senkrecht abstehende Gehäuserippen und mehrere an dem Rotor senkrecht abstehende Rotorrippen auf, die kammartig ineinander eingreifen. Durch die Kammkühlanordnung kann das zu pumpende Fluid in dem Hohlraum des Statortragstücks um den Rotor besser vermischt werden und das Statortragstück sowie der Rotor besser gekühlt werden.
- Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Rotorwelle einen die Rotationsachse einschließenden Hohlraum aufweist, wobei der Hohlraum mit dem Nassbereich fluidleitend verbunden ist. Zweckgemäß erstreckt sich der Hohlraum koaxial zu der Rotationsachse durch die gesamte Rotorwelle, so dass die Rotorwelle durch das zu pumpende Fluid auch von innen gekühlt werden kann. Bevorzugt ist der Hohlraum durch eine axiale Durchgangsbohrung in der Rotorwelle gebildet, die den Pumpenradnassbereich des Pumpenradgehäuses mit dem Nassbereich des Pumpengehäuses fluidleitend verbindet. In der Rotorwelle können dazu mehrere radiale Öffnungen vorgesehen sein, die die Rotorwelle aus der axialen Durchgangsbohrung radial nach außen durchdringen. Die mehreren radialen Öffnungen in der Rotorwelle können mit radialen Öffnungen in der ersten Lagerstelle korrespondieren, so dass das zu pumpende Fluid durch die Öffnungen in der ersten Lagerstelle aus dem Nassbereich in die Durchgangsbohrung der Rotorwelle und weiter zu dem Pumpenradnassbereich strömen kann. Im Betriebszustand der Fluidpumpe herrscht vor dem Pumpenrad in dem Pumpenradnassbereich ein Unterdruck und nach dem Pumpenrad in dem Nassbereich ein Überdruck in dem zu pumpenden Fluid. Durch den entstehenden axialen Druckunterschied in der Fluidpumpe strömt das zu pumpende Fluid aus dem Nassbereich durch die Öffnungen in der ersten Lagerstelle in die Durchgangsbohrung der Rotorwelle und durch die Durchgangsbohrung in den Pumpenradnassbereich, so dass die Rotorwelle und der Rotor besser gekühlt werden können. Die erste Lagerstelle kann dabei einen kreissegmentförmigen Querschnitt aufweisen, um ein Durchströmen des zu pumpenden Fluids durch die Lagerstelle zu ermöglichen. Insgesamt kann in der erfindungsgemäßen Fluidpumpe durch das den Stator umschließende Statortragstück der Stator effizienter gekühlt und die Fluidpumpe kompakter ausgestaltet werden.
- Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
- Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
- Die einzige
1 zeigt eine Fluidpumpe1 mit einem Pumpengehäuse2 und mit einem in dem Pumpengehäuse2 angeordneten Elektromotor3 . Ein Rotor4 des Elektromotors3 weist eine Rotorwelle5 auf, die den Rotor4 mit einem Pumpenrad6 antriebsverbindet. Die Rotorwelle5 weist einen durch ein Fluid durchströmbaren Hohlraum5a auf, der das Kühlen der Rotorwelle5 verbessert. Das Pumpenrad6 ist in einem Pumpenradgehäuse7 angeordnet, wobei das Pumpenradgehäuse7 an dem Pumpengehäuse2 festgelegt ist. Der Rotor4 ist in einem Stator8 des Elektromotors3 um eine Rotationsachse9 drehbar gelagert und ist zum Kühlen von dem Fluid umgeben. Das Pumpengehäuse2 ist in einen Trockenbereich10 und in einen den Rotor4 enthaltenden Nassbereich11 unterteilt. Ein Pumpenradnassbereich12 des Pumpenradgehäuses7 ist dabei mit dem Nassbereich11 des Pumpengehäuses2 und mit dem Hohlraum5a der Rotorwelle5 fluidleitend verbunden. Der Trockenbereich10 und der Nassbereich11 sind in dem Pumpengehäuse2 durch ein den Stator8 einschließendes Statortragstück13 getrennt, das in diesem Ausführungsbeispiel ein Kunststoffkörper14 ist. Zwischen dem Pumpengehäuse2 und dem Statortragstück13 sind Dichtungen15a und15b angeordnet, die den Trockenbereich10 von dem Nassbereich11 abdichten. Auf diese Weise kann insbesondere eine in dem Trockenbereich10 angeordnete Steuerungselektronik16 geschützt werden. - Eine Mantelfläche
17 des Statortragstücks13 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch eine radial nach außen gerichtete Außenfläche18 des Stators8 gebildet. Das Statortragstück8 liegt mit der Mantelfläche17 an einer Innenfläche19 des Pumpengehäuses2 an. Die in dem Stator8 erzeugte Wärme kann auf diese Weise über die Außenfläche18 des Stators8 direkt an das Pumpengehäuse2 abgegeben werden und der Stator8 kann folglich effizienter gekühlt werden. Ferner ist zwischen der Mantelfläche17 des Statortragstücks13 und der Innenfläche19 des Pumpengehäuses2 eine wärmeleitende Beschichtung20 - beispielsweise eine Wärmeleitpaste - angeordnet, die die Wärmeabgabe von dem Stator8 an das Pumpengehäuse2 weiter verbessert. Der Rotor4 ist in diesem Ausführungsbeispiel an einer ersten Lagerstelle21a und an einer zweiten Lagerstelle21b innerhalb des Pumpengehäuses2 gelagert. Auf diese Weise kann die Fluidpumpe1 kompakt und modular ausgestaltet werden. - Die Fluidpumpe
1 weist zudem eine Kammkühlanordnung22 auf, die mehrere Rotorrippen22a und mehrere Gehäuserippen22b aufweist. Die Gehäuserippen22b sind an dem Pumpengehäuse2 senkrecht abstehend und integral ausgebildet und umlaufen die Rotorwelle5 . Die Rotorrippen22a sind an dem Rotor4 senkrecht abstehend und die Rotorwelle5 umlaufend ausgebildet. Die Gehäuserippen22b sind abwechselnd und parallel zu den Rotorrippen22a angeordnet. Die Kammkühlanordnung22 verbessert zusätzlich das Kühlen des Stators8 in dem Statortragstück13 . - Insgesamt kann in der erfindungsgemäßen Fluidpumpe
1 durch das den Stator8 umschließende Statortragstück13 der Stator8 effizienter gekühlt und die Fluidpumpe1 kompakt ausgestaltet sein. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012222358 A1 [0002, 0003]
Claims (19)
- Elektrische Fluidpumpe (1) mit einem Pumpengehäuse (2) und mit einem in dem Pumpengehäuse (2) angeordneten Elektromotor (3), - wobei ein Rotor (4) des Elektromotors (3) eine Rotorwelle (5) aufweist und in einem Stator (8) des Elektromotors (3) um eine Rotationsachse (9) drehbar gelagert ist, und - wobei das Pumpengehäuse (2) in einen Trockenbereich (10) und in einen den Rotor (4) enthaltenden Nassbereich (11) unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockenbereich (10) und der Nassbereich (11) durch ein den Stator (8) zumindest bereichsweise einschließendes Statortragstück (13) getrennt sind.
- Fluidpumpe nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Statortragstück (13) durch einen Kunststoffkörper (14) gebildet ist, in den der Stator (8) zumindest bereichsweise eingebettet ist. - Fluidpumpe nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, - dass der Kunststoffkörper (14) aus einem wärmeleitenden Kunststoff hergestellt ist, und/oder - dass der Kunststoffkörper (14) auf einer dem Rotor zugewandten Innenfläche eine Schutzschicht aufweist. - Fluidpumpe nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, - dass der Kunststoffkörper (14) aus dem wärmeleitenden Kunststoff durch ein erstes einstufiges oder mehrstufiges Kunststoffumspritzen hergestellt ist, und - dass die Schutzschicht aus einem fluidbeständigen Kunststoff durch ein zweites Kunststoffumspritzen hergestellt ist. - Fluidpumpe nach Anspruch nach 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, - dass der wärmeleitende Kunststoff des Kunststoffkörpers (14) einen spezifischen Durchgangswiderstand höher als 1010 Ω*m und eine Wärmeleitfähigkeit höher als 6 W/(m*K) aufweist, und/oder - dass der fluidbeständige Kunststoff der Schutzschicht eine Wärmeleitfähigkeit kleiner als 2 W/(m*K) aufweist.
- Fluidpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockenbereich (10) von dem Nassbereich (11) durch wenigstens eine an dem Statortragstück (13) anliegende Dichtung (15a, 15b) radial und/oder axial abgedichtet ist.
- Fluidpumpe nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass das Statortragstück (13) an dem Pumpengehäuse (2), bevorzugt durch ein Ultraschallschweißen oder durch ein Kunststoffanspritzen, festgelegt ist und dadurch der Trockenbereich (10) von dem Nassbereich (11) radial und/oder axial abgedichtet ist. - Fluidpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass eine Mantelfläche (17) des Statortragstücks (13) durch eine radial nach außen gerichtete Außenfläche (18) des Stators (8) gebildet ist, und - dass das Statortragstück (13) mit der Mantelfläche (17) an einer Innenfläche (19) des Pumpengehäuses (2) anliegt.
- Fluidpumpe nach
Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Mantelfläche (17) des Statortragstücks (13) und der Innenfläche (19) des Pumpengehäuses (2) eine wärmeleitende Beschichtung (20), bevorzugt eine Wärmeleitpaste, angeordnet ist. - Fluidpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Lagerstelle (21a) und eine zweite Lagerstelle (21b) des Rotors (4) innerhalb des Pumpengehäuses (2) angeordnet sind.
- Fluidpumpe nach
Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet, dass der Statortragstück (13) einen Festlegkragen aufweist, der um die zweite Lagerstelle (21b) angeordnet ist und den Nassbereich (11) von dem Trockenbereich (10) axial und/oder radial trennt. - Fluidpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Statortragstück (13) mit dem Stator (8) in dem Pumpengehäuse (2) axial und/oder radial kraft-, stoff- oder formschlüssig festgelegt ist.
- Fluidpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidpumpe (1) ein mit dem Rotor (4) antriebsverbundenen Pumpenrad (6) in einem Pumpenradgehäuse (7) aufweist, wobei ein Pumpenradnassbereich (12) des Pumpenradgehäuses (7) mit dem Nassbereich (11) des Pumpengehäuses (2) fluidleitend verbunden ist.
- Fluidpumpe nach
Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungselektronik (16) in dem Trockenbereich (10) des Pumpengehäuses (2) zwischen dem Pumpengehäuse (2) und dem Statortragstück (13) kraft- oder form- oder stoffschlüssig festgelegt ist. - Fluidpumpe nach
Anspruch 14 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungselektronik (16), insbesondere eine Steuerungsplatine, mit einer Festlegöffnung um den Festlegkragen des Statortragstücks (13) und senkrecht zu der Rotorwelle (5) zwischen dem Festlegkragen und dem Pumpengehäuse (2) eingeklemmt ist. - Fluidpumpe nach
Anspruch 15 , dadurch gekennzeichnet, dass der Festlegkragen des Statortragstücks (13) mehrere integral ausgebildete Einklemmrippen aufweist, die um den Festlegkragen ausgebildet sind und an denen die Steuerungselektronik (16), insbesondere die Steuerungsplatine, abstützend angeordnet ist. - Fluidpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (2) aus einem wärmeleitfähigen Material, vorzugsweise aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung, besteht.
- Fluidpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidpumpe (1) eine Kammkühlanordnung (22) mit wenigstens einer Rotorrippe (22a) und mit wenigstens einer Gehäuserippe (22b) aufweist, wobei die wenigstens eine Gehäuserippe (22b) an dem Pumpengehäuse (2) abstehen und die Rotorwelle (5) umlaufend ausgebildet ist, wobei die wenigstens eine Rotorrippe (22a) abstehend an dem Rotor (4) und die Rotorwelle (5) umlaufend ausgebildet ist, und wobei die wenigstens eine Gehäuserippe (22b) und die wenigstens eine Rotorrippe (22a) abwechselnd und parallel zueinander angeordnet sind.
- Fluidpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (5) einen die Rotationsachse (9) einschließenden Hohlraum (5a), bevorzugt eine axiale Durchgangsbohrung, aufweist, wobei der Hohlraum (5a) mit dem Nassbereich (11) fluidleitend verbunden ist.
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