DE102018217179B4 - Fluid pump, water delivery unit, water injection system, internal combustion engine and vehicle - Google Patents

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Abstract

Wasserfördereinheit zur Verwendung in einem Wassereinspritzsystem zur Einspritzung von Wasser in einen Verbrennungsmotor, wobei die Wasserfördereinheit eine Fluidpumpe (2) zur Förderung eines flüssigen Fluids aufweist, wobei die Fluidpumpe umfasst:einen Elektromotor (4) undeine durch den Elektromotor (4) angetriebene, ein Pumpenlaufrad (12) aufweisende Pumpenstufe (6),wobei in einer Aufnahme (11) eines Gehäuseabschnitts (9) der Fluidpumpe (2) mindestens ein elastisch stauchbares Ausgleichselement (18) angeordnet ist, wobei die Aufnahme (11) fluidisch mit einem pumpenseitigen, sich in die Pumpenstufe (6) bis durch das Pumpenlaufrad (12) erstreckenden Wellenende (5) eines Rotors (4R) des Elektromotors (4) verbunden ist, wobei das Ausgleichselement (18) eine vereisungsbedingte Ausdehnung des Fluids zwischen der Aufnahme (11) und dem Wellenende (5) elastisch aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenlaufrad (12) in Gestalt eines Seitenkanalpumpenlaufrades ausgebildet ist.Water delivery unit for use in a water injection system for injecting water into an internal combustion engine, the water delivery unit having a fluid pump (2) for delivering a liquid fluid, the fluid pump comprising: an electric motor (4) and a pump impeller driven by the electric motor (4). (12) pump stage (6), wherein at least one elastically compressible compensating element (18) is arranged in a receptacle (11) of a housing section (9) of the fluid pump (2), wherein the receptacle (11) is fluidically connected to a pump-side, located in the pump stage (6) is connected to the shaft end (5) of a rotor (4R) of the electric motor (4) that extends through the pump impeller (12), the compensating element (18) allowing ice-related expansion of the fluid between the receptacle (11) and the shaft end (5) absorbs elastically, characterized in that the pump impeller (12) is designed in the form of a side channel pump impeller.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fluidpumpe zur Förderung eines flüssigen Fluids. Die Erfindung betrifft ferner eine Wasserfördereinheit mit einer solchen Fluidpumpe und ein Wassereinspritzsystem mit einer solchen Wasserfördereinheit. Die Erfindung betrifft ferner einen Verbrennungsmotor, der mit einem solchen Wassereinspritzsystem betrieben wird, sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Verbrennungsmotor.The invention relates to a fluid pump for pumping a liquid fluid. The invention also relates to a water delivery unit with such a fluid pump and a water injection system with such a water delivery unit. The invention also relates to an internal combustion engine that is operated with such a water injection system, and a vehicle with such an internal combustion engine.

Unter einem Fahrzeug ist dabei jede Art von Fahrzeug zu verstehen, welches zum Betrieb mit einem flüssigen Kraftstoff versorgt werden muss, insbesondere aber Personenkraftwagen und/oder Nutzfahrzeuge. Ferner kann es sich beim Fahrzeug auch um ein teilelektrisches Fahrzeug handeln, insbesondere aber um Personenkraftwagen und/oder Nutzfahrzeuge.A vehicle is to be understood as meaning any type of vehicle that has to be supplied with liquid fuel in order to operate, but in particular passenger cars and/or commercial vehicles. Furthermore, the vehicle can also be a partially electric vehicle, but in particular a passenger car and/or commercial vehicle.

Aus dem Stand der Technik ist die Verwendung von Wasser im Sinne eines Additivs zur Einspritzung in einen Verbrennungsmotor bekannt. Die Wassereinspritzung dient dabei der Verbrauchsreduktion sowie der Leistungssteigerung des Verbrennungsmotors.The use of water in the sense of an additive for injection into an internal combustion engine is known from the prior art. The water injection serves to reduce consumption and increase the power of the combustion engine.

Bei der Wassereinspritzung geht es darum, die Verbrennungsluft weiter herunter zu kühlen, als das mit einem Ladeluftkühler eines aufgeladenen Verbrennungsmotors gelingt. Dabei wird vor allem bei hohen Drehzahlen ein Wassersprühnebel - z.B. in den Sammler eines Saugmoduls - eingespritzt, welcher infolge seiner Verdunstung die Verbrennungsluft herunterkühlt, bevor sie in einen Zylinder strömt. Insbesondere in den heutigen Zeiten des „Downsizings“ ist das sinnvoller denn je.With water injection, the aim is to cool the combustion air down further than is possible with an intercooler in a supercharged combustion engine. A water spray is injected, especially at high engine speeds - e.g. into the collector of an intake module - which, as a result of its evaporation, cools down the combustion air before it flows into a cylinder. Especially in today's times of "downsizing" this makes more sense than ever.

Aus den beiden Druckschriften WO 2012/045 452 und EP 2 789 839 A2 ist je ein Betriebs-verfahren einer Verbrennungskraftmaschine bekannt, bei dem Wasser in einen Brennraum eingespritzt wird. From the two pamphlets WO 2012/045 452 and EP 2 789 839 A2 an operating method of an internal combustion engine is known in which water is injected into a combustion chamber.

Die Druckschriften DE 103 31 602 A1 und DE 10 2017 203 609 A1 offenbaren Wasserfördervorrichtungen.The pamphlets DE 103 31 602 A1 and DE 10 2017 203 609 A1 disclose water handling devices.

Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, der Problematik einer Wasservereisung in einer zu diesem Zweck verwendeten Wasserfördereinheit zu begegnen.One of the objects on which the invention is based is to address the problem of water icing up in a water delivery unit used for this purpose.

Diese Aufgabe wird durch eine gemäß Anspruch 1 unter Schutz gestellte Wasserfördereinheit gelöst. Des Weiteren werden ein Wassereinspritzsystem, ein Verbrennungsmotor sowie ein Fahrzeug vorgeschlagen und unter Schutz gestellt. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a water delivery unit protected according to claim 1 . Furthermore, a water injection system, an internal combustion engine and a vehicle are proposed and placed under protection. Advantageous embodiments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Unter einer vereisungsbedingten Ausdehnung des Fluids ist der Eisgang des Fluids zu verstehen, der sich außerhalb eines Betriebs der Fluidpumpe bei entsprechend tiefen Temperaturen bildet.An expansion of the fluid caused by icing is to be understood as meaning the icing of the fluid that forms when the fluid pump is not in operation at correspondingly low temperatures.

Unter einem flüssigen Fluid ist dabei in erster Linie Wasser zu verstehen. Grundsätzlich aber eignet sich die vorgeschlagene Fluidpumpe auch zur Förderung einer Harnstoff-Wasser-Lösung zur Verwendung in einem Abgasreinigungssystem (Abgasreinigungsverfahren ➜ SCR-Verfahren; SCR = Selective Catalytic Reduction). Eine solche Harnstoff-Wasser-Lösung ist unter dem Handelsnamen AdBlue® erhältlich. Dabei kann es sich z.B. um eine 32,5%ige Harnstoff-Wasser-Lösung handeln, die als solche bei ca. -11°C einfriert.A liquid fluid is to be understood primarily as water. In principle, however, the proposed fluid pump is also suitable for pumping a urea-water solution for use in an exhaust gas purification system (exhaust gas purification process ➜ SCR process; SCR=Selective Catalytic Reduction). Such a urea-water solution is available under the trade name AdBlue®. This can be a 32.5% urea-water solution, for example, which freezes at around -11°C.

Indem das vorgeschlagene, elastisch stauchbare Ausgleichselement den Eisgang des Fluids aufnimmt, verhindert es, dass das Wellenende durch den Eisgang aus dem Pumpenlaufrad herausgedrückt werden kann. Somit stellt das Ausgleichselement im Sinne eines Einfrierschutzelements den Betrieb der Fluidpumpe sicher.Since the proposed, elastically compressible compensating element absorbs the icing of the fluid, it prevents the end of the shaft from being pushed out of the pump impeller by the icing. The compensating element thus ensures the operation of the fluid pump in the sense of an anti-freeze element.

Dabei wird vorgeschlagen, das Ausgleichselement als formstabiles Schaumelement und/oder Gummielement auszubilden. „Formstabil“ bedeutet dabei, dass das Ausgleichselement im flüssigen Zustand des Fluids stets eine den jeweiligen Druckverhältnissen innerhalb der Aufnahme des Gehäuseabschnitts entsprechende Form annimmt. Sowohl eine Verformung des Ausgleichselements im flüssigen Zustand des Fluids als auch eine Verformung bzw. Stauchung des Ausgleichselements durch den Eisgang erfolgen dabei gänzlich reversibel.It is proposed that the compensating element be designed as a dimensionally stable foam element and/or rubber element. In this context, “dimensionally stable” means that the compensating element always assumes a shape corresponding to the respective pressure conditions within the receptacle of the housing section when the fluid is in the liquid state. Both a deformation of the compensating element in the liquid state of the fluid and a deformation or compression of the compensating element by the ice flow are completely reversible.

Das Ausgleichselement kann dabei zur Umgebung der Fluidpumpe hin offen ausgebildet sein, um mit der Umgebung zusammenwirken zu können. Dabei kann das Ausgleichselement in Gestalt eines Hohlkörpers, etwa in Gestalt eines Röhrchens ausgebildet sein.The compensating element can be designed to be open towards the surroundings of the fluid pump in order to be able to interact with the surroundings. The compensating element can be designed in the form of a hollow body, for example in the form of a small tube.

In einer Ausführungsform kann ein solches Röhrchen an seinem innenliegenden, dem pumpenseitigen Wellenende zugewandten Ende geschlossen und an seinem außenliegenden, dem pumpenseitigen Wellenende abgewandten Ende zur Umgebung der Fluidpumpe hin offen ausgebildet sein, so dass Luft im Inneren des Röhrchens infolge einer vereisungsbedingten Stauchung des Röhrchens in die Umgebung entweicht.In one embodiment, such a tube can be closed at its inner end facing the pump-side shaft end and open at its outer end facing away from the pump-side shaft end towards the environment of the fluid pump, so that air inside the tube as a result of icing-related compression of the tube in the environment escapes.

In einer weiteren Ausführungsform kann das Röhrchen mittels eines ein Durchgangsloch aufweisenden Pfropfens in der Aufnahme des Gehäuseabschnitts klemmend fixiert sein, wobei das Innere des Röhrchens über das Durchgangsloch mit der Umgebung verbunden ist.In a further embodiment, the tube can be inserted into the receptacle of the housing by means of a stopper having a through hole be fixed by clamping, the interior of the tube being connected to the environment via the through-hole.

Der Pfropfen kann dabei über einen konischen Endabschnitt in einem korrespondierenden Bereich des Gehäuseabschnitts klemmend fixiert sein, wobei sich vom konischen Endabschnitt ein abgesetzter Pfropfenabschnitt in einen außenliegenden, dem pumpenseitigen Wellenende abgewandten Endabschnitt des Röhrchens erstreckt. Dabei dichtet der Endabschnitt des Röhrchens die Aufnahme zur Umgebung hin ab.The plug can be clamped via a conical end section in a corresponding area of the housing section, with a stepped plug section extending from the conical end section into an external end section of the tube facing away from the pump-side shaft end. The end section of the tube seals the receptacle from the environment.

In einer weiteren Ausführungsform kann der Gehäuseabschnitt mit dem darin angeordneten Ausgleichselement zwischen der Pumpenstufe und einem Einlass der Pumpenstufe angeordnet sein.In a further embodiment, the housing section with the compensating element arranged therein can be arranged between the pump stage and an inlet of the pump stage.

In einer weiteren Ausführungsform kann der Gehäuseabschnitt mit dem darin angeordneten Ausgleichselement vorteilhafterweise einstückig mit der Pumpenstufe ausgebildet sein. Dies trägt zur Reduktion einer Teilevielfalt bei.In a further embodiment, the housing section with the compensating element arranged therein can advantageously be designed in one piece with the pump stage. This contributes to reducing the variety of parts.

Die Pumpenstufe kann ferner ein Pumpenstufengehäuse mit einem Deckel aufweisen, wobei ein Pumpenstufengehäuseteil und der Deckel eine Aufnahme des Pumpenlaufrades bilden. Dabei ist der das Ausgleichselement aufnehmende Gehäuseabschnitt einstückig mit dem Pumpenstufengehäuseteil ausgebildet. Dabei sind ferner ein Einlass der Pumpenstufe am Pumpenstufengehäuseteil und ein Auslass der Pumpenstufe am Deckel ausgebildet.The pump stage can also have a pump stage housing with a cover, with a pump stage housing part and the cover forming a receptacle for the pump impeller. The housing section accommodating the compensating element is designed in one piece with the pump stage housing part. Furthermore, an inlet of the pump stage is formed on the pump stage housing part and an outlet of the pump stage is formed on the cover.

Erfindungsgemäß ist das Pumpenlaufrad in Gestalt eines Seitenkanalpumpenlaufrades ausgebildet.According to the invention, the pump impeller is designed in the form of a side channel pump impeller.

Zur Kosten und Gewichtseinsparung kann die Pumpenstufe vorteilhafterweise zumindest ein aus einem Kunststoff gespritztes Element aufweisen.In order to save costs and weight, the pump stage can advantageously have at least one element injection-molded from a plastic.

Im Weiteren wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Figurendarstellungen im Einzelnen erläutert. Aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen ergeben sich weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Hierzu zeigen:

  • 1 eine vorgeschlagene Wasserpumpe in einer ersten und zweiten perspektivischen Darstellung und
  • 2 die in 1 gezeigte Wasserpumpe in einer Schnittdarstellung.
The invention is explained in detail below with reference to figure representations. Further advantageous developments of the invention result from the dependent claims and the following description of preferred embodiments. For this show:
  • 1 a proposed water pump in a first and second perspective view and
  • 2 in the 1 water pump shown in a sectional view.

Die Wasserpumpe 2 ist Teil einer Wasserfördereinheit zur Verwendung in einem Wassereinspritzsystem, welches wiederum zur Einspritzung von Wasser - das kann z.B. destilliertes und/oder demineralisiertes Wasser oder auch nur Wasser sein - in einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs vorgesehen ist. Die Wasserfördereinheit ist dabei an einem Wassertank angeordnet, der als solcher je nach Konstruktion des Fahrzeugs an verschiedenen Stellen untergebracht sein kann, etwa in einer Reserverad-Mulde eines Kofferraums.The water pump 2 is part of a water delivery unit for use in a water injection system, which in turn is provided for injecting water—this can be, for example, distilled and/or demineralized water or just water—into an internal combustion engine of a vehicle. The water delivery unit is arranged on a water tank, which as such can be accommodated at various locations depending on the design of the vehicle, for example in a spare wheel well in a trunk.

Die Wasserpumpe 2 umfasst einen als Trockenläufer und Innenläufer ausgebildeten Elektromotor 4 sowie eine durch diesen Elektromotor 4 angetriebene Pumpenstufe 6 in Gestalt einer Strömungspumpenstufe, welche ein Pumpenlaufrad 12 in Gestalt eines Seitenkanalpumpenlaufrades umfasst. Grundsätzlich kann aber das Pumpenlaufrad 12 in Gestalt eines Seitenkanalpumpenlaufrades und/oder eines Peripheralkanalpumpenlaufrades ausgebildet sein. Ein einen Rotor 4R umschließender Stator 4S des Elektromotors 4 ist dabei mit der Pumpenstufe 6 formschlüssig gefügt (vgl. 2) .The water pump 2 comprises an electric motor 4 designed as a dry rotor and internal rotor and a pump stage 6 driven by this electric motor 4 in the form of a flow pump stage which comprises a pump impeller 12 in the form of a side channel pump impeller. In principle, however, the pump impeller 12 can be designed in the form of a side channel pump impeller and/or a peripheral channel pump impeller. A stator 4 S of the electric motor 4 enclosing a rotor 4 R is joined to the pump stage 6 in a form-fitting manner (cf. 2 ) .

Die Pumpenstufe 6 ist in einem Bereich eines pumpenseitigen, sich in die Pumpenstufe 6 bis durch das Pumpenlaufrad 12 erstreckenden Wellenendes 5 des Rotors 4R mittels einer z.B. dreiteiligen Dichtung 16 gegenüber dem Elektromotor 4 abgedichtet. Die Dichtung 16 umfasst dabei eine geschlossen umlaufende Dichtschale 16a, in welcher eine geschlossen umlaufende Dichtscheibe 16b und ein Stützelement 16c angeordnet sind. Die Dichtung 16 ist dabei in einen Pumpendeckel bzw. Deckel 10 eingepresst, durch den sich das Wellenende 5 in die Pumpenstufe 6 erstreckt. Die Dichtung 16 wirkt dabei gegenüber dem Deckel 12 statisch und gegenüber dem Wellenende 5 dynamisch dichtend.The pump stage 6 is sealed off from the electric motor 4 in a region of a pump-side shaft end 5 of the rotor 4 R that extends into the pump stage 6 through the pump impeller 12 by means of a three-part seal 16, for example. The seal 16 comprises a closed peripheral sealing shell 16a, in which a closed peripheral sealing disk 16b and a support element 16c are arranged. The seal 16 is pressed into a pump cover or cover 10 through which the shaft end 5 extends into the pump stage 6 . The seal 16 has a static sealing effect on the cover 12 and a dynamic sealing effect on the shaft end 5 .

Alternativ zu einer solch vorgeschlagenen, mehrteiligen Dichtung 16 können grundsätzlich auch sogenannte Rundschnurringe verwendet werden, etwa auch als Bestandteil einer zwei- oder mehrteiligen Dichtung. Solche Rundschnurringe sind im Gegensatz zu Elastomer-O-Ringen aus einer Rundschnur gefertigte und stoßgeklebte bzw. stoßvulkanisierte Dichtringe. Die Rundschnur kann dabei extrudiert sein. Dadurch ergibt sich zwangsläufig eine Stoßstelle am Umfang, an welcher die Enden der Rundschnur verklebt bzw. vulkanisiert werden.As an alternative to such a proposed, multi-part seal 16, so-called O-rings can in principle also be used, for example as part of a two-part or multi-part seal. In contrast to elastomer O-rings, such toroidal rings are made of a toroidal cord and butt-bonded or butt-vulcanized sealing rings. The round cord can be extruded. This inevitably results in a joint on the circumference, at which the ends of the round cord are glued or vulcanized.

Die Strömungspumpenstufe 6 umfasst ferner ein den Deckel 10 aufweisendes Pumpenstufengehäuse, wobei ein Pumpenstufengehäuseteil 8 mit dem Deckel 10 gefügt ist. Das Pumpenstufengehäuseteil 8 und der Deckel 10 bilden dabei eine Aufnahme des Pumpenlaufrades 12. Der Einlass E der Wasserpumpe 2 bzw. der Pumpenstufe 6 ist dabei am Pumpenstufengehäuseteil 8 angeformt, wohingegen der Auslass A der Wasserpumpe 2 bzw. der Pumpenstufe 6 am Deckel 10 angeformt ist.The flow pump stage 6 also includes a pump stage housing having the cover 10 , a pump stage housing part 8 being joined to the cover 10 . The pump stage housing part 8 and the cover 10 form a receptacle for the pump impeller 12. The inlet E of the water pump 2 or the pump stage 6 is integrally formed on the pump stage housing part 8, whereas the outlet A of the water pump 2 or the pump stage 6 is integrally formed on the cover 10 .

Aus Fertigungsgründen wird ferner vorgeschlagen, das Pumpenstufengehäuseteil 8, den Deckel 10 sowie das Pumpenlaufrad 12 jeweils als ein gespritztes Kunststoffelement auszubilden. Dadurch werden Kosten und Gewicht eingespart.For manufacturing reasons, it is also proposed that the pump stage housing part 8, the cover 10 and the pump impeller 12 are each designed as an injection-molded plastic element. This saves costs and weight.

Angrenzend an die Pumpenstufe 6 einerseits und zwischen der Pumpenstufe 6 und einem den Einlass E bildenden Abschnitt des Pumpenstufengehäuseteils 8 andererseits angeordnet ist ein - bspw. einstückig mit dem Pumpenstufengehäuseteil 8 ausgebildeter bzw. an diesem angeformter - Gehäuseabschnitt 9 mit einer Aufnahme 11 vorgesehen, in welcher ein elastisch stauchbares Ausgleichselement 18 in Gestalt eines Röhrchens angeordnet ist. Diese Aufnahme 11 und das darin angeordnete Röhrchen 18 sind dabei mit dem Wellenende 5 über einen Kanalabschnitt KAv fluidisch verbunden. Dadurch kann das Röhrchen 18 im Sinne eines Ausgleichselements wirken und eine vereisungsbedingte Ausdehnung des Wassers - damit ist der Eisgang des Wassers gemeint - zwischen dem Röhrchen 18 und dem Wellenende 5 elastisch und gänzlich reversibel aufnehmen.Arranged adjacent to the pump stage 6 on the one hand and between the pump stage 6 and a section of the pump stage housing part 8 forming the inlet E on the other hand is a housing section 9 - e.g. formed in one piece with the pump stage housing part 8 or molded onto it - with a receptacle 11 in which an elastically compressible compensating element 18 is arranged in the form of a small tube. This receptacle 11 and the tube 18 arranged therein are fluidically connected to the shaft end 5 via a channel section KAv. As a result, the tube 18 can act in the sense of a compensating element and an expansion of the water caused by icing--this means the icing of the water is meant--resiliently and completely reversibly absorb between the tube 18 and the shaft end 5.

Das Röhrchen 18 ist dabei z.B. als formstabiles Gummielement ausgebildet, welches zur Umgebung der Wasserpumpe hin offen ist bzw. in fluidisch-gasförmiger Wechselwirkung zur Umgebung der Wasserpumpe steht.The tube 18 is designed, for example, as a dimensionally stable rubber element which is open to the area surrounding the water pump or has a fluidic-gaseous interaction with the area surrounding the water pump.

Dabei ist das Röhrchen 18 an seinem innenliegenden, dem pumpenseitigen Wellenende 5 zugewandten Ende Ri (i = innen) geschlossen und an seinem außenliegenden, dem pumpenseitigen Wellenende 5 abgewandten Ende Ra (a = außen) zur Umgebung der Wasserpumpe hin offen ausgebildet, so dass Luft im Inneren des Röhrchens 18 infolge einer vereisungsbedingten Stauchung des Röhrchens 18 in die Umgebung entweicht.The small tube 18 is closed at its inner end R i (i = inside) facing the pump-side shaft end 5 and open towards the surroundings of the water pump at its outer end R a (a = outside) facing away from the pump-side shaft end 5, see above that air inside the tube 18 escapes into the environment as a result of icing-related compression of the tube 18 .

Das Röhrchen 18 ist dabei mittels eines ein Durchgangsloch 22 aufweisenden Pfropfens 20 in der Aufnahme 11 des Gehäuseabschnitts 9 klemmend fixiert. Dabei ist das Innere des Röhrchens 18 über das Durchgangsloch 22 mit der Umgebung verbunden.The tube 18 is clamped in place in the receptacle 11 of the housing section 9 by means of a stopper 20 having a through hole 22 . The interior of the tube 18 is connected to the environment via the through hole 22 .

Der Pfropfen 20 ist dabei über seinen konischen Endabschnitt 24 in einem korrespondierenden Bereich des Gehäuseabschnitts 9 klemmend fixiert. Ein vom konischen Endabschnitt 24 abgesetzter Pfropfenabschnitt 25 erstreckt sich dabei in einen außenliegenden, dem pumpenseitigen Wellenende 5 abgewandten Endabschnitt 26 des Röhrchens 18. Dabei dichtet dieser Endabschnitt 26 die Aufnahme 11 zur Umgebung hin ab.The plug 20 is fixed in a clamping manner in a corresponding area of the housing section 9 via its conical end section 24 . A plug section 25 offset from the conical end section 24 extends into an external end section 26 of the tube 18 facing away from the pump-side shaft end 5. This end section 26 seals the receptacle 11 from the environment.

Anstelle des vorhergehend beschriebenen Röhrchens lässt sich auch ein formstabiles Schaumelement verwenden - etwa in Gestalt eines Würfels, Prismas, Zylinders etc. -, das als solches - im Unterschied zum vorhergehend Ausgeführten - nicht zur Umgebung der Wasserpumpe hin offen ist bzw. nicht in fluidisch-gasförmiger Wechselwirkung zur Umgebung der Wasserpumpe steht.Instead of the tube described above, a dimensionally stable foam element can also be used - for example in the shape of a cube, prism, cylinder, etc. - which as such - in contrast to what has been explained above - is not open to the environment of the water pump or is not in fluidic gaseous interaction with the environment of the water pump.

Das Schaumelement ist dabei aus einem geschlossenporigen, mit einem Gas gefüllten Schaummaterial ausgebildet, welches über eine Lebensdauer der Wasserpumpe 2 durch das flüssige Wasser sowie durch den Eisgang des Wassers reversibel verformbar ist. Das Schaummaterial ist ferner dauerelastisch über alle Betriebstemperaturen der Wasserpumpe sowie über entsprechend tiefe Temperaturen, denen die Wasserpumpe außerhalb eines Betriebes der Wasserpumpe ausgesetzt sein kann und unter denen das Wasser in der Wasserpumpe gefriert. Das Schaummaterial ist ferner so beschaffen, dass weder das Gas aus dem Schaummaterial austritt noch das flüssige Wasser in das Schaummaterial eindiffundiert.The foam element is made of a closed-pore foam material filled with a gas, which can be reversibly deformed by the liquid water and by the ice formation of the water over the service life of the water pump 2 . The foam material is also permanently elastic over all operating temperatures of the water pump and correspondingly low temperatures to which the water pump can be exposed when the water pump is not in operation and under which the water in the water pump freezes. The foam material is also designed in such a way that neither the gas escapes from the foam material nor does the liquid water diffuse into the foam material.

Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert werden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere im Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.Although exemplary embodiments are explained in the preceding description, it should be pointed out that a large number of modifications are possible. In addition, it should be noted that the exemplary implementations are only examples and are not intended to limit the scope, applications, or construction in any way. Rather, the preceding description gives the person skilled in the art a guideline for the implementation of at least one exemplary embodiment, with various changes, in particular with regard to the function and arrangement of the components described, being able to be made without departing from the scope of protection, as it emerges from the claims and these equivalent combinations of features.

Claims (14)

Wasserfördereinheit zur Verwendung in einem Wassereinspritzsystem zur Einspritzung von Wasser in einen Verbrennungsmotor, wobei die Wasserfördereinheit eine Fluidpumpe (2) zur Förderung eines flüssigen Fluids aufweist, wobei die Fluidpumpe umfasst: einen Elektromotor (4) und eine durch den Elektromotor (4) angetriebene, ein Pumpenlaufrad (12) aufweisende Pumpenstufe (6), wobei in einer Aufnahme (11) eines Gehäuseabschnitts (9) der Fluidpumpe (2) mindestens ein elastisch stauchbares Ausgleichselement (18) angeordnet ist, wobei die Aufnahme (11) fluidisch mit einem pumpenseitigen, sich in die Pumpenstufe (6) bis durch das Pumpenlaufrad (12) erstreckenden Wellenende (5) eines Rotors (4R) des Elektromotors (4) verbunden ist, wobei das Ausgleichselement (18) eine vereisungsbedingte Ausdehnung des Fluids zwischen der Aufnahme (11) und dem Wellenende (5) elastisch aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenlaufrad (12) in Gestalt eines Seitenkanalpumpenlaufrades ausgebildet ist.Water delivery unit for use in a water injection system for injecting water into an internal combustion engine, the water delivery unit having a fluid pump (2) for delivering a liquid fluid, the fluid pump comprising: an electric motor (4) and a motor (4) driven by the electric motor (4). Pump stage (6) having a pump impeller (12), at least one elastically compressible compensating element (18) being arranged in a receptacle (11) of a housing section (9) of the fluid pump (2), the receptacle (11) being fluidically connected to a pump-side, is connected to the shaft end (5) of a rotor (4 R ) of the electric motor (4) which extends through the pump impeller (12) into the pump stage (6), the compensating element (18) elastically absorbs an expansion of the fluid between the receptacle (11) and the shaft end (5) caused by icing, characterized in that the pump impeller (12) is designed in the form of a side channel pump impeller. Wasserfördereinheit nach Anspruch 1, wobei das Ausgleichselement (18) als formstabiles Schaumelement und/oder Gummielement ausgebildet ist.water delivery unit claim 1 , wherein the compensating element (18) is designed as a dimensionally stable foam element and/or rubber element. Wasserfördereinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ausgleichselement (18) zur Umgebung der Anordnung hin offen ausgebildet ist.water delivery unit claim 1 or 2 , wherein the compensating element (18) is designed to be open towards the environment of the arrangement. Wasserfördereinheit nach Anspruch 3, wobei das Ausgleichselement (18) in Gestalt eines Röhrchens ausgebildet ist.water delivery unit claim 3 , wherein the compensating element (18) is in the form of a tube. Wasserfördereinheit nach Anspruch 4, wobei das Röhrchen (18) an seinem innenliegenden, dem pumpenseitigen Wellenende (5) zugewandten Ende (Ri, i = innen) geschlossen und an seinem außenliegenden, dem pumpenseitigen Wellenende (5) abgewandten Ende (Ra, a = außen) zur Umgebung der Anordnung hin offen ausgebildet ist, so dass Luft im Inneren des Röhrchens infolge einer vereisungsbedingten Stauchung des Röhrchens (18) in die Umgebung entweicht.water delivery unit claim 4 , whereby the tube (18) is closed at its inner end (R i , i = inner) facing the pump-side shaft end (5) and at its outer end (R a , a = outer) facing away from the pump-side shaft end (5). Environment of the arrangement is designed to be open, so that air inside the tube as a result of icing-related compression of the tube (18) escapes into the environment. Wasserfördereinheit nach Anspruch 5, wobei das Röhrchen (18) mittels eines ein Durchgangsloch (22) aufweisenden Pfropfens (20) in der Aufnahme (11) des Gehäuseabschnitts (9) klemmend fixiert ist, wobei das Innere des Röhrchens (18) über das Durchgangsloch (22) mit der Umgebung verbunden ist.water delivery unit claim 5 , wherein the tube (18) is clamped in the receptacle (11) of the housing section (9) by means of a plug (20) having a through hole (22), the interior of the tube (18) being connected via the through hole (22) to the environment is connected. Wasserfördereinheit nach Anspruch 6, wobei der Pfropfen (20) über einen konischen Endabschnitt (24) in einem korrespondierenden Bereich des Gehäuseabschnitts (9) klemmend fixiert ist, wobei sich vom konischen Endabschnitt (24) ein abgesetzter Pfropfenabschnitt (25) in einen außenliegenden, dem pumpenseitigen Wellenende (5) abgewandten Endabschnitt (26) des Röhrchens (18) erstreckt, wobei der Endabschnitt (26) des Röhrchens (18) die Aufnahme (11) zur Umgebung hin abdichtet.water delivery unit claim 6 , wherein the plug (20) is clamped via a conical end section (24) in a corresponding area of the housing section (9), wherein a stepped plug section (25) extends from the conical end section (24) into an external shaft end (5th ) Remote end portion (26) of the tube (18), wherein the end portion (26) of the tube (18) seals the receptacle (11) to the environment. Wasserfördereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Gehäuseabschnitt (9) mit dem darin angeordneten Ausgleichselement (18) zwischen der Pumpenstufe (6) und einem Einlass (E) der Pumpenstufe (6) angeordnet ist.Water delivery unit according to one of Claims 1 until 7 , wherein the housing section (9) with the compensating element (18) arranged therein is arranged between the pump stage (6) and an inlet (E) of the pump stage (6). Wasserfördereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Gehäuseabschnitt (9) einstückig mit der Pumpenstufe (6) ausgebildet ist.Water delivery unit according to one of Claims 1 until 8th , wherein the housing section (9) is formed in one piece with the pump stage (6). Wasserfördereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Pumpenstufe (6) ein Pumpenstufengehäuse mit einem Deckel (10) aufweist, wobei ein Pumpenstufengehäuseteil (8) und der Deckel (10) eine Aufnahme des Pumpenlaufrades (12) bilden, wobei der Gehäuseabschnitt (9) einstückig mit dem Pumpenstufengehäuseteil (8) ausgebildet ist und wobei ein Einlass (E) der Pumpenstufe (6) am Pumpenstufengehäuseteil (8) und ein Auslass (A) der Pumpenstufe (6) am Deckel (10) ausgebildet sind.Water delivery unit according to one of Claims 1 until 9 , wherein the pump stage (6) has a pump stage housing with a cover (10), with a pump stage housing part (8) and the cover (10) forming a receptacle for the pump impeller (12), with the housing section (9) being in one piece with the pump stage housing part (8 ) is formed and wherein an inlet (E) of the pump stage (6) on the pump stage housing part (8) and an outlet (A) of the pump stage (6) on the cover (10) are formed. Wasserfördereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Pumpenstufe (6) zumindest ein aus einem Kunststoff gespritztes Element (8, 10, 12) aufweist.Water delivery unit according to one of Claims 1 until 10 , wherein the pump stage (6) has at least one element (8, 10, 12) injection-molded from a plastic. Wassereinspritzsystem zur Einspritzung von Wasser in einen Verbrennungsmotor, wobei das Wassereinspritzsystem eine Wasserfördereinheit nach Anspruch 1 bis 11 aufweist.Water injection system for injecting water into an internal combustion engine, the water injection system having a water delivery unit claim 1 until 11 having. Verbrennungsmotor mit einem Wassereinspritzsystem nach Anspruch 12.internal combustion engine with a water injection system claim 12 . Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 13.vehicle with an internal combustion engine Claim 13 .
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