DE102019202975A1 - Electrically powered fluid machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektrisch angetriebene Fluidmaschine (1), insbesondere Fluidpumpe, mit einem rotierenden Fluidmaschinenelement (8), insbesondere Pumpenelement, das durch einen Elektromotor (10) drehbar angetrieben ist, der einen Rotor (15) umfasst, der um eine Rotordrehachse (17) relativ zu einem Stator (16) drehbar ist, und mit einem Drehschieberventil.Um die elektrisch angetriebene Fluidmaschine (1) konstruktiv und/oder funktionell zu verbessern, ist das Drehschieberventil (20) in der elektrisch angetriebenen Fluidmaschine (1) über ein Getriebe (30) mit dem Rotor (15) des Elektromotors (10) antriebsmäßig verbindbar.The invention relates to an electrically driven fluid machine (1), in particular a fluid pump, with a rotating fluid machine element (8), in particular a pump element, which is rotatably driven by an electric motor (10) which comprises a rotor (15) which rotates around a rotor axis (17 ) is rotatable relative to a stator (16), and with a rotary slide valve. In order to improve the electrically driven fluid machine (1) structurally and / or functionally, the rotary slide valve (20) in the electrically driven fluid machine (1) is via a gear ( 30) can be drive-connected to the rotor (15) of the electric motor (10).
Description
Die Erfindung betrifft eine elektrisch angetriebene Fluidmaschine, insbesondere Fluidpumpe, mit einem rotierenden Fluidmaschinenelement, insbesondere Pumpenelement, das durch einen Elektromotor drehbar angetrieben ist, der einen Rotor umfasst, der um eine Rotordrehachse relativ zu einem Stator drehbar ist, und mit einem Drehschieberventil.The invention relates to an electrically driven fluid machine, in particular a fluid pump, with a rotating fluid machine element, in particular a pump element, which is rotatably driven by an electric motor which comprises a rotor which is rotatable about a rotor axis of rotation relative to a stator, and with a rotary slide valve.
Aus der europäischen Patentschrift
Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrisch angetriebene Fluidmaschine, insbesondere Fluidpumpe, mit einem rotierenden Fluidmaschinenelement, insbesondere Pumpenelement, das durch einen Elektromotor drehbar angetrieben ist, der einen Rotor umfasst, der um eine Rotordrehachse relativ zu einem Stator drehbar ist, und mit einem Drehschieberventil, konstruktiv und/oder funktionell zu verbessern.The object of the invention is to provide an electrically driven fluid machine, in particular a fluid pump, with a rotating fluid machine element, in particular a pump element, which is rotatably driven by an electric motor which comprises a rotor which is rotatable about a rotor axis of rotation relative to a stator, and with a rotary slide valve to improve constructively and / or functionally.
Die Aufgabe ist bei einer elektrisch angetriebenen Fluidmaschine, insbesondere Fluidpumpe, mit einem rotierenden Fluidmaschinenelement, insbesondere Pumpenelement, das durch einen Elektromotor drehbar angetrieben ist, der einen Rotor umfasst, der um eine Rotordrehachse relativ zu einem Stator drehbar ist, und mit einem Drehschieberventil, dadurch gelöst, dass das Drehschieberventil in der elektrisch angetriebenen Fluidmaschine über ein Getriebe mit dem Rotor des Elektromotors antriebsmäßig verbindbar ist. Bei der elektrisch angetriebenen Fluidmaschine handelt es sich vorzugsweise um eine elektrisch angetriebene Fluidpumpe. Dann handelt es sich bei dem rotierenden Fluidmaschinenelement vorzugsweise um ein rotierendes Pumpenelement, wie ein Laufrad. Die Pumpe ist zum Beispiel als Kühlmittelpumpe, insbesondere als Wasserpumpe mit einem Laufrad, ausgeführt. Die Fluidpumpe kann auch als Zentrifugalpumpe ausgeführt sein. Über das Getriebe kann eine Bewegung des Rotors vorteilhaft zur Betätigung des Drehschieberventils genutzt werden.In the case of an electrically driven fluid machine, in particular a fluid pump, with a rotating fluid machine element, in particular a pump element, which is rotatably driven by an electric motor which comprises a rotor which is rotatable about a rotor axis of rotation relative to a stator, and with a rotary slide valve, thereby solved that the rotary slide valve in the electrically driven fluid machine can be connected in terms of drive to the rotor of the electric motor via a transmission. The electrically driven fluid machine is preferably an electrically driven fluid pump. Then the rotating fluid machine element is preferably a rotating pump element such as an impeller. The pump is designed, for example, as a coolant pump, in particular as a water pump with an impeller. The fluid pump can also be designed as a centrifugal pump. A movement of the rotor can advantageously be used to actuate the rotary slide valve via the transmission.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der elektrisch angetriebenen Fluidmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe mit einem Freilauf kombiniert ist. Der Freilauf ist zum Beispiel als Klemmrollenfreilauf ausgeführt. Über den Freilauf wird auf einfache Art und Weise erreicht, dass eine Drehbewegung des Rotors des Elektromotors in einem normalen Betrieb der elektrisch angetriebenen Fluidmaschine, insbesondere in einem Pumpenbetrieb der Fluidpumpe, zum Antreiben des rotierenden Fluidmaschinenelements, insbesondere Pumpenelements, genutzt werden kann. In einer umgekehrten Drehrichtung kann die Bewegung des Rotors dann zur Betätigung des Drehschieberventils genutzt werden.A preferred embodiment of the electrically driven fluid machine is characterized in that the transmission is combined with a freewheel. The freewheel is designed as a roller freewheel, for example. The freewheel enables a rotational movement of the rotor of the electric motor to be used in normal operation of the electrically driven fluid machine, in particular in pump operation of the fluid pump, to drive the rotating fluid machine element, in particular the pump element. In a reverse direction of rotation, the movement of the rotor can then be used to actuate the rotary slide valve.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der elektrisch angetriebenen Fluidmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als Exzentergetriebe mit einem Exzenter ausgeführt ist, wobei der Exzenter einen Exzenterkörper mit einer Ausnehmung umfasst. Durch die spezielle Ausführung des Exzenters können Toleranzen im Zusammenbau der elektrisch angetriebenen Fluidmaschine ausgeglichen werden.Another preferred embodiment of the electrically driven fluid machine is characterized in that the gear is designed as an eccentric gear with an eccentric, the eccentric comprising an eccentric body with a recess. Due to the special design of the eccentric, tolerances in the assembly of the electrically driven fluid machine can be compensated.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der elektrisch angetriebenen Fluidmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Exzentergetriebe ein orbitierendes Innenzahnrad mit einer Außenverzahnung umfasst, die mit einer Innenverzahnung eines Drehschiebers kämmt, der um die Rotordrehachse drehbar angetrieben ist. Über den Exzenter in seiner speziellen Ausführung können an sich unerwünschte orbitierenden Bewegungen des Innenzahnrads und/oder des Drehschiebers im Betrieb der elektrisch angetriebenen Fluidmaschine beim Schalten des Drehschieberventils wirksam ausgeglichen werden.Another preferred embodiment of the electrically driven fluid machine is characterized in that the eccentric gear comprises an orbiting internal gear with external teeth which mesh with internal teeth of a rotary valve which is rotatably driven about the rotor axis of rotation. Via the eccentric in its special design, undesired orbiting movements of the internal gear and / or the rotary slide during operation of the electrically driven fluid machine can be effectively compensated for when the rotary slide valve is switched.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der elektrisch angetriebenen Fluidmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das orbitierende Innenzahnrad durch den Exzenter angetrieben ist. Zu diesem Zweck ist der Exzenter so ausgeführt, dass eine gewünschte elastische Verformung des Exzenters beim Übertragen einer Antriebsbewegung auf das Innenzahnrad stattfindet.Another preferred embodiment of the electrically driven fluid machine is characterized in that the orbiting internal gear is driven by the eccentric. For this purpose, the eccentric is designed in such a way that a desired elastic deformation of the eccentric takes place when a drive movement is transmitted to the internal gear.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der elektrisch angetriebenen Fluidmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter drehfest mit einer Ventilantriebswelle verbunden ist. Die Ventilantriebswelle ist vorteilhaft um die Rotordrehachse drehbar. Der Exzenter ist besonders vorteilhaft fest mit der Ventilantriebswelle verbunden. So kann eine separate Lagerung für den Exzenter entfallen. Die feste Verbindung zwischen dem Exzenter und der Ventilantriebswelle ist zum Beispiel kraftschlüssig und/oder formschlüssig ausgeführt.Another preferred exemplary embodiment of the electrically driven fluid machine is characterized in that the eccentric is connected in a rotationally fixed manner to a valve drive shaft. The valve drive shaft is advantageously rotatable about the rotor axis of rotation. The eccentric is particularly advantageously firmly connected to the valve drive shaft. A separate mounting for the eccentric can thus be omitted. The fixed connection between the eccentric and the valve drive shaft is, for example, non-positive and / or positive.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der elektrisch angetriebenen Fluidmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor des Elektromotors über einen Mitnehmerkörper drehfest mit dem um die Rotordrehachse rotierenden Fluidmaschinenelement verbunden ist. Der Mitnehmerkörper ist vorzugsweise fest mit dem Rotor des Elektromotors verbunden. So kann über den Mitnehmerkörper sowohl eine Antriebsbewegung auf das rotierende Fluidmaschinenelement als auch, insbesondere in einer entgegengesetzten Drehrichtung, auf den Exzenter übertragen werden.Another preferred exemplary embodiment of the electrically driven fluid machine is characterized in that the rotor of the electric motor is non-rotatably connected to the fluid machine element rotating about the rotor axis of rotation via a driver body. The driver body is preferably firmly connected to the rotor of the electric motor. Thus, via the driver body, both a drive movement can be transmitted to the rotating fluid machine element and, in particular, in an opposite direction of rotation, to the eccentric.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der elektrisch angetriebenen Fluidmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmerkörper über mindestens eine Klemmrolle mit der Ventilantriebswelle in einer Drehrichtung drehfest verbindbar ist, um das Getriebe anzutreiben. In einem Fluidmaschinenbetrieb, insbesondere in einem Pumpenbetrieb, stellt die Ventilantriebswelle eine Achse für das rotierende Fluidmaschinenelement, insbesondere Pumpenelement, dar. In der anderen Drehrichtung kann sich der Mitnehmerkörper frei auf der Ventilantriebswelle drehen.Another preferred embodiment of the electrically driven fluid machine is characterized in that the driver body can be connected to the valve drive shaft in a rotationally fixed manner via at least one clamping roller in order to drive the transmission. In a fluid machine operation, in particular in a pump operation, the valve drive shaft represents an axis for the rotating fluid machine element, in particular a pump element. In the other direction of rotation, the driver body can rotate freely on the valve drive shaft.
Die oben angegebene Aufgabe ist bei einer elektrisch angetriebenen Fluidmaschine, insbesondere Fluidpumpe, mit einem rotierenden Fluidmaschinenelement, insbesondere Pumpenelement, das durch einen Elektromotor drehbar angetrieben ist, der einen Rotor umfasst, der um eine Rotordrehachse relativ zu einem Stator drehbar ist, und mit einem Drehschieberventil, insbesondere bei einer vorab beschriebenen elektrisch angetriebenen Fluidmaschine, alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass das Drehschieberventil in einem Eingangsbereich oder Ansaugtrakt der elektrisch angetriebenen Fluidmaschine angeordnet ist. Dadurch wird die Funktion der elektrisch angetriebenen Fluidmaschine, insbesondere der elektrisch angetriebenen Fluidpumpe, gegenüber herkömmlichen Anwendungen erheblich verbessert.The above-mentioned object is in an electrically driven fluid machine, in particular fluid pump, with a rotating fluid machine element, in particular pump element, which is rotatably driven by an electric motor which comprises a rotor which is rotatable about a rotor axis of rotation relative to a stator, and with a rotary slide valve , in particular in the case of an electrically driven fluid machine described above, alternatively or additionally achieved in that the rotary slide valve is arranged in an inlet area or intake tract of the electrically driven fluid machine. As a result, the function of the electrically driven fluid machine, in particular the electrically driven fluid pump, is considerably improved compared to conventional applications.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Fluidmaschinenelement, einen Elektromotor, insbesondere einen Rotor, ein Drehschieberventil, ein Getriebe, insbesondere ein Exzentergetriebe, einen Freilauf, insbesondere eine Klemmrolle, einen Exzenter, ein Innenzahnrad und/oder einen Drehschieber für eine vorab beschriebene elektrisch angetriebene Fluidmaschine, insbesondere Fluidpumpe. Die genannten Teile sind separat handelbar.The invention further relates to a fluid machine element, an electric motor, in particular a rotor, a rotary slide valve, a gear, in particular an eccentric gear, a freewheel, in particular a pinch roller, an eccentric, an internal gear and / or a rotary slide for an electrically driven fluid machine described above, especially fluid pump. The parts mentioned can be traded separately.
Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Verfahren zum Betreiben einer vorab beschriebenen elektrisch angetriebenen Fluidmaschine, insbesondere Fluidpumpe.The invention optionally also relates to a method for operating a previously described electrically driven fluid machine, in particular a fluid pump.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Darstellung einer elektrisch angetriebenen Fluidmaschine; -
2 eine vergrößerte Darstellung der elektrisch angetriebenen Fluidmaschine aus1 im Längsschnitt; -
3 eine perspektivische teilweise als Explosionsdarstellung gezeigte Längsschnittansicht der elektrisch angetriebenen Fluidmaschine aus den1 und2 ; -
4 eine Explosionsdarstellung eines Getriebes mit einem Drehschieberventil und einem Gehäuse der elektrisch angetriebenen Fluidmaschine aus den1 bis3 ; -
5 die Ansicht eines Querschnitts durch das Getriebe der elektrisch angetriebenen Fluidmaschine; und -
6 die Darstellung eines weiteren Querschnitts durch einen Freilauf der elektrisch angetriebenen Fluidmaschine.
-
1 a perspective view of an electrically driven fluid machine; -
2 an enlarged view of the electrically drivenfluid machine 1 in longitudinal section; -
3 a perspective longitudinal sectional view, shown partially as an exploded view, of the electrically driven fluid machine from FIG1 and2 ; -
4th an exploded view of a transmission with a rotary slide valve and a housing of the electrically driven fluid machine from the1 to3 ; -
5 the view of a cross section through the transmission of the electrically driven fluid machine; and -
6th the illustration of a further cross section through a freewheel of the electrically driven fluid machine.
In den
Der Gehäusekörper
Der Gehäusekörper
Zwischen den beiden Gehäusekörpern
Der Gehäusekörper
Das Drehschieberventil
Das Drehschieberventil
Der Drehschieber
Der Freilauf
Der Mitnehmerkörper
Ein Exzenter
In
Der Exzenter
Ein herkömmlicher Exzenter soll eigentlich keine Toleranzen ausgleichen. Ein herkömmlicher Exzenter soll im Prinzip die Bewegung eines Gegenelements genau vorgeben. Ein herkömmlicher Exzenter ist daher normalerweise starr. Der Exzenterkörper
Der Exzenter
Die Verdrehsicherung
Wenn die elektrisch angetriebene Fluidmaschine
Wenn der Elektromotor
Alle Getriebeteile des Getriebes
Die Pumpenwelle oder Ventilantriebswelle
Das Übersetzungsverhältnis des Stellgetriebes
Die Schaltpositionen des Drehschiebers
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- elektrisch angetriebene Fluidmaschineelectrically driven fluid machine
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- GehäusekörperHousing body
- 44th
- GehäusekörperHousing body
- 55
- GehäusekörperHousing body
- 66th
- GehäusekörperHousing body
- 77th
- SpaltrohrCan
- 88th
- rotierendes Fluidmaschinenelementrotating fluid machine element
- 99
- elektrischer Anschlusselectrical connection
- 1010
- ElektromotorElectric motor
- 1111
- AnsaugstutzenIntake manifold
- 1212
- AnsaugstutzenIntake manifold
- 1313
- ArbeitsanschlussstutzenWorking connection piece
- 1515th
- Rotorrotor
- 1616
- Statorstator
- 1717th
- RotordrehachseRotor axis of rotation
- 1919th
- EingangsbereichEntrance area
- 20 20th
- DrehschieberventilRotary slide valve
- 2121st
- VentilantriebswelleValve drive shaft
- 2222nd
- DrehschieberRotary valve
- 2323
- VerriegelungsmechanismusLocking mechanism
- 2424
- MitnehmerkörperDriver body
- 3030th
- Getriebetransmission
- 3131
- FreilaufFreewheel
- 3232
- KlemmrollePinch roller
- 3333
- Exzentereccentric
- 3434
- orbitierendes Innenzahnradorbiting internal gear
- 3535
- nierenförmige Ausnehmungkidney-shaped recess
- 4040
- ExzenterkörperEccentric body
- 4141
- DurchflussbereichFlow range
- 4242
- DurchflussbereichFlow range
- 4343
- DurchflussbereichFlow range
- 4444
- Speichespoke
- 4545
- Speichespoke
- 4646
- Speichespoke
- 4848
- VerdrehsicherungAnti-twist device
- 5252
- KlemmrollePinch roller
- 5353
- KlemmrollePinch roller
- 6161
- KunststoffhakenPlastic hook
- 6262
- KunststoffhakenPlastic hook
- 6363
- KunststoffhakenPlastic hook
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- DE 19809123 B4 [0002]DE 19809123 B4 [0002]
- DE 19921421 A1 [0002]DE 19921421 A1 [0002]
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- 2019-03-05 DE DE102019202975.2A patent/DE102019202975A1/en not_active Ceased
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: HOFFMANN - EITLE PATENT- UND RECHTSANWAELTE PA, DE |
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