DE102020105339A1

DE102020105339A1 - ASSEMBLY-OPTIMIZED COOLANT PUMP

Info

Publication number: DE102020105339A1
Application number: DE102020105339.8A
Authority: DE
Inventors: Paul Ludwig; Franz Pawellek
Original assignee: Nidec GPM GmbH
Current assignee: Nidec GPM GmbH
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2021-09-02
Anticipated expiration: 2040-02-29
Also published as: DE102020105339B4; WO2021170328A1

Abstract

Es wird eine montageoptimierte Kühlmittelpumpe vorgeschlagen. Die elektrische Kühlmittelpumpe zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine Leistungselektronik (30) durch eine erste offene Seite einsetzbar, in einem Antriebsgehäuse (2) aufgenommen ist. Es ist eine separate Trennwand (6) zur Abgrenzung zwischen dem Antriebsgehäuse (2) und einem Pumpengehäuse (1) bereitgestellt, wobei die Trennwand (6) und die Leistungselektronik (30) dazu eingerichtet sind, in einem in der ersten offenen Seite des Antriebsgehäuses (2) zusammenführbaren, thermischen Kontakt zu stehen. Ferner weist das Antriebsgehäuse (2) eine zweite offene Seite auf, die der ersten offenen Seite axial gegenüberliegt, wobei der Elektromotor (3) durch die zweite offene Seite einsetzbar, in dem Antriebsgehäuse (2) aufgenommen ist.An assembly-optimized coolant pump is proposed. The electrical coolant pump is distinguished in particular by the fact that power electronics (30) can be inserted through a first open side and are accommodated in a drive housing (2). A separate partition (6) is provided to delimit the drive housing (2) and a pump housing (1), the partition (6) and the power electronics (30) being set up in a first open side of the drive housing ( 2) to be fusible, thermal contact. The drive housing (2) also has a second open side which is axially opposite the first open side, the electric motor (3) being inserted through the second open side and being received in the drive housing (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Kühlmittelpumpe mit einer optimierten Konstruktion in Bezug auf eine erleichtere Montage von Bauteilen der Kühlmittelpumpe in einer Serienfertigung.The present invention relates to an electric coolant pump with an optimized design with regard to easier assembly of components of the coolant pump in series production.

Eine Problemstellung bei elektrischen Kühlmittelpumpen besteht in einer ausreichenden Kühlung der Leistungselektronik. Im Falle einer hohen Leistungsbeanspruchung der Verbrennungsmaschine und einer hohen Umgebungstemperatur, ruft die Steuerung des Thermomanagements eine maximale Kühlleistung für die Verbrennungsmaschine ab. Dabei erfahren auch der elektrische Antrieb der Kühlmittelpumpe und ebenso eine Leistungselektronik für einen bürstenlosen Elektromotor einen maximalen Durchsatz elektrischer Leistung und erzeugen Abwärme. Hierbei erreichen die Komponenten eines Elektromotors und der Leistungselektronik kritische Temperaturen.One problem with electric coolant pumps is adequate cooling of the power electronics. In the event of a high power load on the internal combustion engine and a high ambient temperature, the thermal management controller calls up a maximum cooling capacity for the internal combustion engine. The electric drive of the coolant pump and power electronics for a brushless electric motor also experience a maximum throughput of electrical power and generate waste heat. The components of an electric motor and the power electronics reach critical temperatures.

Zudem ist die Kühlmittelpumpe üblicherweise platzsparend in unmittelbarer Nähe zu dem Verbrennungsmotor installiert. Demzufolge ist die Kühlmittelpumpe durch die Abwärme des Verbrennungsmotors einer Aufheizung mit nochmals erheblich höheren Umgebungstemperatur ausgesetzt. Eine unzureichende Abfuhr der zusätzlichen Wärmeerzeugung kann aufgrund von Überhitzung zu Schäden an der Leistungselektronik und einem Ausfall des elektrischen Antriebs führen. Somit wäre die Betriebsfähigkeit der Kühlmittelpumpe und folglich der gesamte Fahrbetrieb des Fahrzeugs gefährdet.In addition, the coolant pump is usually installed in the immediate vicinity of the internal combustion engine to save space. As a result, the coolant pump is exposed to heating with an even higher ambient temperature due to the waste heat from the internal combustion engine. Insufficient dissipation of the additional heat generation can lead to damage to the power electronics and failure of the electric drive due to overheating. The operability of the coolant pump and consequently the entire driving operation of the vehicle would thus be endangered.

Im Stand der Technik sind elektrische Kühlmittelpumpen bekannt, bei denen eine Leistungselektronik zur Ansteuerung eines bürstenlosen Motors auf einer der Pumpenbaugruppe gegenüber liegenden Seite des Motors angeordnet ist, d.h. zwischen demselben und einem Motordeckel oder einer geschlossenen Gehäusewand. Bei einer Serienfertigung lässt sich diese Anordnung einfach montieren. In der Regel werden die Komponenten einer elektrischen Antriebsbaugruppe von einer axialen Seite montiert, die Komponenten der Pumpenbaugruppe von der anderen axialen Seite und danach ggf. ein Antriebsgehäuse und ein Pumpengehäuse an einer Flanschebene zusammengefügt. Eine derartige, leicht montierbare Anordnung der Leistungselektronik in einer geschlossenen Bauform des elektrischen Antriebs bringt die Problemstellung mit sich, dass die Leistungselektronik einerseits mit dem erwärmten Elektromotor und andererseits mit dem Gehäuse zur erwärmten Umgebungstemperatur umgeben ist, wodurch eine Abwärme der Leistungselektronik gegebenenfalls unzureichend abgeführt wird.In the prior art, electrical coolant pumps are known in which power electronics for controlling a brushless motor are arranged on a side of the motor opposite the pump assembly, i.e. between the same and a motor cover or a closed housing wall. In the case of series production, this arrangement can be easily assembled. As a rule, the components of an electric drive assembly are assembled from one axial side, the components of the pump assembly are assembled from the other axial side and then, if necessary, a drive housing and a pump housing are assembled at a flange plane. Such an easily mountable arrangement of the power electronics in a closed design of the electric drive brings with it the problem that the power electronics are surrounded on the one hand with the heated electric motor and on the other hand with the housing at the heated ambient temperature, whereby waste heat from the power electronics is possibly insufficiently dissipated.

Das Kühlmittel eines Verbrennungsmotors nimmt eine Temperatur auf und sorgt bereits für einen hohen Wärmeeintrag in die Kühlmittelpumpe. Nach dem Durchlaufen des Kühlers bzw. eines Wärmetauschers mit der Umgebung sollte das Kühlmittel nach Auslegung von Standards der Automobilbranche noch eine maximale Temperatur von bis zu 113 °C aufweisen. In Anwendungen mit besonderer Beanspruchung, extremen Umgebungstemperaturen, oder in ungünstigen Fällen kann das Kühlmittel in einem Kühlmittelkreislaufs eines Verbrennungsmotors in einem Fahrzeug jedoch kurzfristig eine Temperatur von 120 °C oder sogar 130 °C erreichen. Bei einer Temperatur von wenigen zehn Grad darüber entstehen bereits Schäden in elektronischen Bauteilen.The coolant of an internal combustion engine absorbs a temperature and already ensures a high level of heat input into the coolant pump. After passing through the cooler or a heat exchanger with the environment, the coolant should still have a maximum temperature of up to 113 ° C according to the standards of the automotive industry. In applications with particular stress, extreme ambient temperatures, or in unfavorable cases, however, the coolant in a coolant circuit of an internal combustion engine in a vehicle can briefly reach a temperature of 120 ° C or even 130 ° C. At a temperature of a few tens of degrees above this, damage can already occur in electronic components.

Solange ein Temperaturverlauf der Leistungselektronik eng an den Temperaturverlauf des Kühlmittels gekoppelt bleibt, kann eine Überhitzung der Leistungselektronik verhindert werden. Hierzu muss jedoch ein effizienter Wärmeübergang geschaffen werden, sodass in Belastungszuständen nur eine geringe Temperaturdifferenz der Leistungselektronik zu dem Kühlmittel entsteht. Es ist daher im Stand der Technik Aufbauten mit einem verbesserten Wärmeübergang zwischen der Leistungselektronik und einem flüssigkeitsführenden Bereich einer Kühlmittelpumpe vorgeschlagen worden. Es hat sich ein Aufbau zur thermischen Anbindung an den Förderstrom als effektiv erwiesen, bei dem die Leistungselektronik zwischen einer Pumpenkammer bzw. einem Spiralgehäuse und dem Elektromotor, also nicht auf der gegenüberliegenden Seite des Elektromotors angeordnet ist.As long as a temperature profile of the power electronics remains closely linked to the temperature profile of the coolant, overheating of the power electronics can be prevented. For this, however, an efficient heat transfer must be created so that only a small temperature difference between the power electronics and the coolant arises in load conditions. It has therefore been proposed in the prior art structures with an improved heat transfer between the power electronics and a liquid-carrying area of a coolant pump. A structure for thermal connection to the delivery flow has proven to be effective in which the power electronics are arranged between a pump chamber or a spiral housing and the electric motor, that is, not on the opposite side of the electric motor.

Ein Beispiel aus dem Stand der Technik, das den Aspekt eines Wärmeaustauschs zwischen einer Leistungselektronik einer Kühlmittelpumpe und dem geförderten Kühlmittelstrom aufgreift, ist in der Patentanmeldung DE 10 2018 104 015 A1 derselben Anmelderin beschrieben, die eine Kühlmittelpumpe mit einer optimierten Lageranordnung und einem verbesserten Wärmehaushalt vorschlägt. Ein kühlmittelgeschmiertes Gleitlager ist in einem Trägerflansch aufgenommen. Um die Kräfte des Wellenlagers aufnehmen zu können, ist der Trägerflansch massiv dimensioniert. Ein zylindrischer Teil des Trägerflansches erstreckt sich zu einem Elektromotor und ein flanschförmiger Trennabschnitt erstreckt sich radial zu einer Umfangswand eines Motorgehäuses. Der Trägerflansch grenzt das Motorgehäuse von einem Pumpengehäuse ab. In einer Motorkammer ist eine ringförmige Steuereinheit angeordnet, wobei eine Wärmeableitung für die Steuereinheit über den Trägerflansch zu einer Pumpenkammer in dem Pumpengehäuse vorgesehen ist.An example from the prior art that takes up the aspect of heat exchange between power electronics of a coolant pump and the conveyed coolant flow is in the patent application DE 10 2018 104 015 A1 by the same applicant who proposes a coolant pump with an optimized bearing arrangement and an improved heat balance. A coolant-lubricated slide bearing is accommodated in a carrier flange. In order to be able to absorb the forces of the shaft bearing, the carrier flange is massive. A cylindrical part of the carrier flange extends to an electric motor and a flange-shaped separating section extends radially to a peripheral wall of a motor housing. The carrier flange separates the motor housing from a pump housing. An annular control unit is arranged in a motor chamber, with heat dissipation being provided for the control unit via the support flange to a pump chamber in the pump housing.

Eine Montage dieser Pumpe, insbesondere eine Verdrahtung ist schwierig. Zudem ist eine Auswahl von Motortypen auf sogenannte Außenläufer beschränkt, wie nachfolgende erläutert. Zunächst wird die ringförmige Steuereinheit mittels Wärmeleitpaste an dem Trägerflansch fixiert. Danach wird ein innenliegender Stator des Elektromotors auf dem zylindrischen Teil des Trägerflansches fixiert, während eine Verdrahtung zu der Steuereinheit schwer zugänglich ist. Es kann ebenso eine verdrahtete Einheit aus Steuereinheit und Stator vorgesehen sein, der auf dem zylindrischen Teil des Trägerflansches fixiert wird, wodurch sich ein entsprechender Aufwand einschließlich gegenseitiger Fixierungsmittel im Vorhinein erhöht. Danach kann ein außenliegender Rotor des Elektromotors auf einer Welle montiert werden.An assembly of this pump, in particular a wiring, is difficult. In addition, is a Selection of motor types limited to so-called external rotors, as explained below. First, the ring-shaped control unit is fixed to the carrier flange by means of thermal paste. Then an internal stator of the electric motor is fixed on the cylindrical part of the support flange, while wiring to the control unit is difficult to access. A wired unit comprising control unit and stator can also be provided, which is fixed on the cylindrical part of the carrier flange, which increases the corresponding expenditure including mutual fixing means in advance. Then an external rotor of the electric motor can be mounted on a shaft.

Bei Verwendung eines Innenläufer-Motortyps, also einem Elektromotor mit außenliegendem Stator, ist eine Montage, insbesondere eine Verdrahtung der Steuereinheit und des Stators, der zuvor in dem Motorgehäuse fixiert wird, nicht möglich, oder noch schwieriger und mit weiteren Maßnahmen verbunden. Zudem ist wenig Platz für elektrische Bauelemente vorhanden. Ferner ist die Steuerschaltung nahe an dem Stator angeordnet, sodass sie der Abwärme des Elektromotors direkt ausgesetzt ist. Ferner stellt die Konstruktion des Trägerflansches ein massives Bauteilvolumen in einem Wärmeübergang zwischen der Steuerschaltung und der Pumpenkammer dar.When using an internal rotor motor type, i.e. an electric motor with an external stator, assembly, in particular wiring of the control unit and the stator, which is previously fixed in the motor housing, is not possible, or even more difficult and involves further measures. In addition, there is little space for electrical components. Furthermore, the control circuit is arranged close to the stator so that it is directly exposed to the waste heat from the electric motor. Furthermore, the construction of the carrier flange represents a massive component volume in a heat transfer between the control circuit and the pump chamber.

Die DE 11 2013 003 549 T5 beschreibt eine Kühlmittelpumpe für automobile Anwendungen mit einer Donut-förmigen Leiterplatte, die auf axialer Höhe des Flügelrads an eine Pumpenkammer grenzt. Die Pumpe ist mit einem Nassläufermotor ausgestattet, bei dem ein trockener Stator durch eine Nassbüchse von einem nasslaufenden Rotor in der Pumpenkammer getrennt ist. Die Donut-förmige Leiterplatte ist mit dem Stator des Nassläufermotors gemeinsam eingehaust.the DE 11 2013 003 549 T5 describes a coolant pump for automotive applications with a donut-shaped printed circuit board that adjoins a pump chamber at the axial height of the impeller. The pump is equipped with a wet rotor motor in which a dry stator is separated from a wet rotor in the pump chamber by a wet sleeve. The donut-shaped circuit board is housed together with the stator of the wet rotor motor.

Eine Montage bezüglich der bestückten Leiterplatte und des Stators ist in etwa vergleichbar und entsprechend schwierig, wie bei dem Aufbau der zuvor genannten Pumpe. Zudem ist wenig Platz für eine Bestückung mit elektrischen Bauelementen vorhanden. Ferner ist die Leiterplatte nahe an dem Stator angeordnet, sodass sie der Abwärme des Elektromotors direkt ausgesetzt ist. Nassläufermotoren sind teurer als trockenlaufende Standardmotoren und haben prinzipiell eine geringere Effizienz aufgrund des Materials der Nassbüchse im Luftspalt und Planschverlusten des nasslaufenden Rotors.An assembly with regard to the assembled circuit board and the stator is roughly comparable and correspondingly difficult, as in the case of the construction of the aforementioned pump. In addition, there is little space available for equipping with electrical components. Furthermore, the circuit board is arranged close to the stator so that it is directly exposed to the waste heat from the electric motor. Wet-running motors are more expensive than standard dry-running motors and, in principle, have a lower efficiency due to the material of the wet liner in the air gap and churning losses of the wet-running rotor.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen alternativen Aufbau für eine elektrische Kühlmittelpumpe zu schaffen, der eine effektive Kühlung der Leistungselektronik eines trockenlaufenden Elektromotors gewährleistet, und eine leichte Montage der elektrischen Antriebsbaugruppe ermöglicht.It is an object of the present invention to create an alternative structure for an electric coolant pump which ensures effective cooling of the power electronics of a dry-running electric motor and enables easy assembly of the electric drive assembly.

Die Aufgabe wird durch eine elektrische Kühlmittelpumpe mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst.The task is achieved by an electric coolant pump with the features of the main claim 1 solved.

Die elektrische Kühlmittelpumpe zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine Leistungselektronik durch eine erste offene Seite einsetzbar, in einem Antriebsgehäuse aufgenommen ist; eine separate Trennwand zur Abgrenzung zwischen dem Antriebsgehäuse und dem Pumpengehäuse bereitgestellt ist, wobei die Trennwand und die Leistungselektronik dazu eingerichtet sind, in einem in der ersten offenen Seite des Antriebsgehäuses zusammenführbaren, thermischen Kontakt zu stehen; und das Antriebsgehäuse eine zweite offene Seite aufweist, die der ersten offenen Seite axial gegenüberliegt, wobei der Elektromotor durch die zweite offene Seite einsetzbar, in dem Antriebsgehäuse aufgenommen ist.The electrical coolant pump is distinguished in particular by the fact that power electronics can be inserted through a first open side and is accommodated in a drive housing; a separate partition is provided to delimit the drive housing and the pump housing, the partition and the power electronics being configured to be in thermal contact that can be brought together in the first open side of the drive housing; and the drive housing has a second open side which is axially opposite the first open side, wherein the electric motor can be inserted through the second open side and is received in the drive housing.

Bislang werden an Aufbauten im Stand der Technik mit vergleichbarer Anordnung der Leistungselektronik, elektrische Bauteile der Leistungselektronik stets von einer dem zentralen Pumpeneinlass entgegengesetzten Richtung in ein Gehäuse eingesetzt bzw. an einer Gehäusewand befestigt.So far, in structures in the prior art with a comparable arrangement of the power electronics, electrical components of the power electronics have always been inserted into a housing or fastened to a housing wall from a direction opposite to the central pump inlet.

Die Erfindung sieht erstmals an einer Kühlmittelpumpe einen Aufbau eines Antriebsgehäuses vor, das auf einer zum Pumpengehäuse gerichteten Seite, eine frei zugängliche Gehäuseöffnung zur Aufnahme einer Leistungselektronik einschließlich eines thermischen Kontakts und einer von außen einsetzbaren Trennwand aufweist, und auf der dem Pumpengehäuse gegenüberliegenden Seite, eine frei zugängliche Gehäuseöffnung zur Aufnahme eines Motors aufweist.The invention provides for the first time on a coolant pump a structure of a drive housing which, on a side facing the pump housing, has a freely accessible housing opening for receiving power electronics including a thermal contact and a partition that can be inserted from the outside, and on the side opposite the pump housing, a Has freely accessible housing opening for receiving a motor.

In ihrer allgemeinsten Form sieht die Erfindung erstmals eine in einem Vorgang durchführbare Montage der Leistungselektronik in dem Antriebsgehäuse sowie eines thermischen Kontakts zu einer flüssigkeitsdichten Abtrennung von einer Pumpenseite bzw. aus Richtung eines zentralen Pumpeneinlasses aus vor. In einem unabhängigen Vorgang wird die Montage des Motors in dem Antriebsgehäuse von einer entgegengesetzten Seite durchgeführt. Die erfindungsgemäße Konstruktion verschafft eine erhebliche Vereinfachung der Montage der elektrischen Antriebsgruppe in einer Serienfertigung der Kühlmittelpumpe, da sich beliebige Montagezustände der beiden Vorgänge nicht gegenseitig beeinträchtigen.In its most general form, the invention provides for the first time an assembly of the power electronics in the drive housing that can be carried out in one operation, as well as a thermal contact for a liquid-tight separation from a pump side or from the direction of a central pump inlet. In an independent process, the assembly of the motor in the drive housing is carried out from an opposite side. The construction according to the invention provides a considerable simplification of the assembly of the electric drive group in a series production of the coolant pump, since any assembly states of the two processes do not affect one another.

Darüber hinaus werden die Leistungselektronik und der Elektromotor von zwei verschiedenen Seiten in dem Antriebsgehäuse montiert, wobei die zwei entsprechenden Gehäuseöffnungen unabhängig von einer Reihenfolge von Montageschritten frei zugänglich sind.In addition, the power electronics and the electric motor are mounted from two different sides in the drive housing, the two corresponding housing openings being freely accessible regardless of a sequence of assembly steps.

Darüber hinaus erfolgt eine gegenseitige Positionierung der Leistungselektronik und des Elektromotors in Bezug zu dem Antriebsgehäuse, also zu ein und demselben Element. Dadurch wird eine Toleranzkette verkürzt und ein Einstecken von Steckkontakten einer elektrischen Kontaktstruktur vereinfacht.In addition, there is a mutual positioning of the power electronics and the electric motor in relation to the drive housing, that is to say to one and the same element. This shortens a tolerance chain and simplifies the insertion of plug contacts of an electrical contact structure.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.Advantageous further developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Antriebsgehäuse einen zentralen Lageraufnahmeabschnitt aufweisen; wobei ein Wellenlager und eine Wellendichtungsanordnung durch die erste offene Seite einsetzbar, in dem Lageraufnahmeabschnitt aufgenommen sind. Durch diese Ausgestaltung kann ferner auch eine Welle einschließlich Lagerung und Abdichtung, durch die frei zugängliche Gehäuseöffnung auf der zur Pumpe gerichteten Seite montiert werden. Durch die Bereitstellung des Lageraufnahmeabschnitts, erfolgt eine Positionierung des Elektromotors und der Welle zueinander in Bezug zu dem Antriebsgehäuse, also zu ein und demselben Element. Dadurch wird eine Toleranzkette verkürzt, wodurch insbesondere eine präzise Maßhaltigkeit des Luftspalts des Elektromotors zwischen einem Stator und einem auf der Welle angeordneten Rotor verbessert wird.According to one aspect of the invention, the drive housing can have a central bearing receiving section; wherein a shaft bearing and a shaft seal assembly insertable through the first open side are received in the bearing receiving portion. With this configuration, a shaft including bearing and sealing can also be mounted through the freely accessible housing opening on the side facing the pump. By providing the bearing receiving section, the electric motor and the shaft are positioned with respect to one another in relation to the drive housing, that is to say to one and the same element. As a result, a chain of tolerances is shortened, as a result of which, in particular, precise dimensional accuracy of the air gap of the electric motor between a stator and a rotor arranged on the shaft is improved.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der Lageraufnahmeabschnitt durch wenigstens einen radialen Gehäusesteg in dem Antriebsgehäuse getragen werden, der zwischen der ersten offenen Seite und der zweiten offenen Seite des Antriebsgehäuses integral ausgebildet ist. Durch diese Ausgestaltung kann die Anzahl an Bauteilen reduziert werden. Ferner kann ein Abstand zwischen dem Elektromotor und der Leistungselektronik eingehalten werden, der als Bauraum für die Gehäusestege und zugleich auch als Bauraum für elektrische Bauelemente bereitgestellt werden kann.According to one aspect of the invention, the bearing receiving section can be carried by at least one radial housing web in the drive housing, which is integrally formed between the first open side and the second open side of the drive housing. With this configuration, the number of components can be reduced. Furthermore, a distance can be maintained between the electric motor and the power electronics, which can be provided as installation space for the housing webs and at the same time as installation space for electrical components.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Trennwand als ein Blechstanzteil bereitgestellt sein, wobei Umformungsabschnitte des Blechstanzteils zur Fixierung am Antriebsgehäuse dienen. Diese Ausgestaltung stellt seitens der Trennwand ein weiteres Mittel zur Erleichterung der Montage dar, da die Trennwand bereits vor einer Montage der Flanschabschnitte lagefixiert ist.According to one aspect of the invention, the partition wall can be provided as a stamped sheet metal part, with deformed sections of the stamped sheet metal part serving to fix it to the drive housing. On the part of the partition, this configuration represents a further means of facilitating assembly, since the partition is already fixed in position before the flange sections are assembled.

Die Ausgestaltung des Antriebsgehäuses, an dem ein Flanschabschnitt und ein darin zentral angeordneter Lageraufnahmeabschnitt mit tragender Funktion ausgebildet sind, ermöglicht es, die Trennwand derart dünn zu gestalten, dass sie als Metallblech ausgeführt werden kann. Gegenüber einer massiven Wand eines tragenden Elementes weist eine dünne Trennwand aus einem Metallblech eine geringere Masse bzw. eine geringere flächenbezogene Wärmespeicherkapazität und eine kürzere Wärmeleitstrecke zum Förderstrom auf. Eine dünne Trennwand aus einem Metallblech verschafft demnach eine unmittelbare, erheblich schnellere Wärmeableitung von Abwärme aus Verlustleistung der Leistungselektronik zu dem Förderstrom in der Pumpenkammer, der die Abwärme aufnimmt und abführt.The design of the drive housing, on which a flange section and a bearing receiving section arranged centrally therein with a load-bearing function are formed, makes it possible to make the partition so thin that it can be designed as sheet metal. Compared to a solid wall of a load-bearing element, a thin partition made of sheet metal has a lower mass or a lower surface-related heat storage capacity and a shorter heat conduction path to the conveying flow. A thin partition made of sheet metal therefore provides a direct, considerably faster heat dissipation from waste heat from the power dissipation of the power electronics to the delivery flow in the pump chamber, which absorbs and dissipates the waste heat.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann ein Fixierungsmittel bereitgestellt sein, das eine Anordnung und den thermischen Kontakt zwischen der Leistungselektronik und der Trennwand fixiert. Diese Ausgestaltung stellt seitens der Leistungselektronik oder seitens der Trennwand ein weiteres Mittel zur Erleichterung der Montage dar. Das Fixierungsmittel kann beispielsweise als Wärmeleitpaste, als Wärmeleitpad oder als flexibler Wärmeleitkleber bereitgestellt sein.According to one aspect of the invention, a fixing means can be provided which fixes an arrangement and the thermal contact between the power electronics and the partition. On the part of the power electronics or on the part of the partition, this embodiment represents a further means for facilitating assembly. The fixing means can be provided, for example, as a heat-conducting paste, a heat-conducting pad or a flexible heat-conducting adhesive.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann in dem Antriebsgehäuse ein Anschlussstecker für eine externe Verbindung der Kühlmittelpumpe angeordnet sein, der durch eine Mehrfachsteckverbindung mit der Leistungselektronik in einen elektrischen Kontakt versetzbar ist. Diese Ausgestaltung stellt seitens einer Verdrahtung ein weiteres Mittel zur Erleichterung der Montage dar. Der Anschlussstecker kann weiter innen im Antriebsgehäuse als die Leistungselektronik montiert sein. Die Mehrfachsteckverbindung kann als standardisierter Busbar-Stecker mit einer zugeordneten Pin-Belegung zwischen dem Anschlussstecker und der Leistungselektronik eingerichtet sein, der eine positionsgetreue Steckverbindung für die Leistungselektronik in einer Aufnahmeposition der Leistungselektronik in dem Antriebsgehäuse bereitstellt. Diese Ausgestaltung stellt seitens einer Verdrahtung ein weiteres Mittel zur Erleichterung der Montage dar.According to one aspect of the invention, a connector for an external connection of the coolant pump can be arranged in the drive housing, which connector can be brought into electrical contact with the power electronics by means of a multiple plug connection. On the part of wiring, this configuration represents a further means of facilitating assembly. The connector plug can be mounted further inside in the drive housing than the power electronics. The multiple plug connection can be set up as a standardized busbar plug with an assigned pin assignment between the connector and the power electronics, which provides a positionally accurate plug connection for the power electronics in a receiving position of the power electronics in the drive housing. This configuration represents a further means of facilitating assembly on the part of wiring.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann ein erstes Positionierungsmittel bereitgestellt sein, das einer Aufnahmeposition der Leistungselektronik in dem Antriebsgehäuse zugeordnet ist. Diese Ausgestaltung stellt seitens der Verdrahtung ein weiteres Mittel zur Erleichterung der Montage dar. Das erste Positionierungsmittel kann als Zentrierstifte oder Zentrierhülsen ausgestaltet sein, die in entsprechende Gegenstücke an der Leiterplatte der Leistungselektronik geführt werden. Somit kann eine positionsgetreue Anordnung und eine mechanische Entlastung der Kontakte der Leistungselektronik in dem Antriebsgehäuse bereitgestellt werden.According to one aspect of the invention, a first positioning means can be provided which is assigned to a receiving position of the power electronics in the drive housing. On the part of the wiring, this configuration represents a further means for facilitating assembly. The first positioning means can be designed as centering pins or centering sleeves, which are guided into corresponding counterparts on the circuit board of the power electronics. In this way, an accurate position and a mechanical relief of the contacts of the power electronics in the drive housing can be provided.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann ein zweites Positionierungsmittel, das dem elektrischen Kontakt zwischen dem Anschlussstecker und der Leistungselektronik zugeordnet ist bereitgestellt sein. Diese Ausgestaltung stellt seitens der Verdrahtung ein weiteres Mittel zur Erleichterung der Montage dar. Das zweite Positionierungsmittel kann als Zentrierelement ausgestaltet sein, das in ein entsprechendes Gegenstück an der Leiterplatte der Leistungselektronik geführt wird. Somit können Pressfitkontakte des Anschlusssteckers und Kontaktbohrungen der Leiterplatte der Leistungselektronik positionsgetreu zueinander ausgerichtet werden, und es wird eine mechanische Entlastung der Kontakte bereitgestellt.According to one aspect of the invention, a second positioning means, which is assigned to the electrical contact between the connector and the power electronics, can be provided. On the part of the wiring, this configuration represents a further means for facilitating assembly. The second positioning means can be designed as a centering element that is inserted into a corresponding Counterpart is guided on the circuit board of the power electronics. In this way, press-fit contacts of the connector and contact bores of the circuit board of the power electronics can be aligned with one another in the correct position, and mechanical relief of the contacts is provided.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann an der Leistungselektronik und an dem Elektromotor eine Gruppe von axial angeordneten Steckverbindungen bereitgestellt sein, durch welche die Leistungselektronik und der Elektromotor durch das Antriebsgehäuse hindurch in einen elektrischen Kontakt versetzbar sind. Diese Ausgestaltung stellt seitens der Verdrahtung ein weiteres Mittel zur Erleichterung der Montage dar. Die Steckverbindungen können insbesondere starr ausgeführt und über eine Querschnittsfläche des Antriebsgehäuses beabstandet angeordnet sein, sodass sie sich zwischen den Gehäusestegen des Lageraufnahmeabschnitts hindurch erstrecken. Die Steckverbindungen sind insbesondere den drei Statorphasen des bürstenlosen Elektromotors zugeordnet.According to one aspect of the invention, a group of axially arranged plug connections can be provided on the power electronics and on the electric motor, by means of which the power electronics and the electric motor can be brought into electrical contact through the drive housing. On the part of the wiring, this configuration represents a further means for facilitating assembly. The plug connections can in particular be rigid and spaced over a cross-sectional area of the drive housing so that they extend between the housing webs of the bearing receiving section. The plug connections are assigned in particular to the three stator phases of the brushless electric motor.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann ein drittes Positionierungsmittel, das der Gruppe von axialen Steckverbindungen zugeordnet ist, bereitgestellt sein. Diese Ausgestaltung stellt seitens der Verdrahtung ein weiteres Mittel zur Erleichterung der Montage dar.According to one aspect of the invention, a third positioning means which is assigned to the group of axial plug connections can be provided. On the part of the wiring, this configuration represents a further means of facilitating assembly.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 einen Querschnitt durch einen Aufbau einer elektrischen Kühlmittelpumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine perspektivische Draufsicht in das Antriebsgehäuse mit einem montierten Elektromotor der elektrischen Kühlmittelpumpe gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
3 eine perspektivische Draufsicht auf die Leiterplatte in einem Montagezustand der elektrischen Kühlmittelpumpe gemäß der Ausführungsform der Erfindung; und
4 eine perspektivische Draufsicht auf die Trennwand in einem Montagezustand der elektrischen Kühlmittelpumpe gemäß der Ausführungsform der Erfindung.

An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. In the drawing show:

1 a cross section through a structure of an electric coolant pump according to an embodiment of the invention;
2 a perspective top view into the drive housing with a mounted electric motor of the electric coolant pump according to the embodiment of the invention;
3 a perspective top view of the circuit board in an assembly state of the electric coolant pump according to the embodiment of the invention; and
4th a perspective top view of the partition wall in an assembled state of the electric coolant pump according to the embodiment of the invention.

Zunächst wird ein Aufbau einer elektrischen Kühlmittelpumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit Blick auf 1 beschrieben.First, a structure of an electric coolant pump according to an embodiment of the invention is with a view to 1 described.

Der in 1 gezeigte Aufbau der elektrischen Kühlmittelpumpe ist im Wesentlichen in eine Pumpenbaugruppe und eine Antriebsbaugruppe aufgeteilt, die in einer Flanschebene verbunden sind. Auf der rechts dargestellten Seite ist ein Pumpengehäuse 1 angeordnet, das als ein Gussformteil gefertigt ist und mehrere Abschnitte integral umfasst. So umfasst das Pumpengehäuse 1 eine Pumpenkammer 10, in der ein Pumpenlaufrad 4 drehbar aufgenommen ist, und einen Spiralgehäuseabschnitt 14, der die Pumpenkammer 10 zu einem radialen Austrittsbereich des Pumpenlaufrads 4 umgibt. Der Spiralgehäuseabschnitt 14 bildet einen Kanal, der einen radial beschleunigten Förderstrom zu einem, in dem dargestellten Querschnitt nicht sichtbaren Auslass führt. Ein Einlass 11 des Pumpengehäuses 1 ist als ein Stutzen ausgebildet, der den Förderstrom zentral auf das Pumpenlaufrad 4 zuführt. Das Pumpengehäuse 1 weist zu einer Rückseite der Pumpenkammer 10 und des Spiralgehäuses 14, d.h. in Strömungsrichtung hinter dem Pumpenlaufrad 4, eine offene Seite auf, die über einen gesamten Querschnitt eines fluidführenden Bereichs geöffnet ist. Eine geöffnete Querschnittsfläche an der offenen Seite des Pumpengehäuses 1 ist von einem Flanschabschnitt 12 umgeben. Der Flanschabschnitt 12 dient zur gegenseitigen Befestigung der Pumpenbaugruppe und der Antriebsbaugruppe und weist entsprechende Mittel, wie Bohrungen und Gewinde für eine lösbare Schraubverbindung auf.The in 1 The structure of the electric coolant pump shown is essentially divided into a pump assembly and a drive assembly, which are connected in a flange plane. On the side shown on the right is a pump housing 1 arranged, which is manufactured as a molded part and integrally comprises a plurality of sections. So includes the pump housing 1 a pump chamber 10 , in which a pump impeller 4th is rotatably received, and a scroll housing portion 14th that is the pump chamber 10 to a radial outlet area of the pump impeller 4th surrounds. The volute section 14th forms a channel which leads a radially accelerated delivery flow to an outlet not visible in the cross section shown. One inlet 11 of the pump housing 1 is designed as a nozzle that directs the delivery flow centrally to the pump impeller 4th feeds. The pump housing 1 faces a rear side of the pump chamber 10 and the volute 14th , ie downstream of the pump impeller in the direction of flow 4th , an open side which is open over an entire cross section of a fluid-carrying area. An open cross-sectional area on the open side of the pump housing 1 is from a flange portion 12th surround. The flange section 12th serves for the mutual fastening of the pump assembly and the drive assembly and has corresponding means, such as bores and threads for a detachable screw connection.

Auf der links dargestellten Seite ist ein Antriebsgehäuse 2 angeordnet. Das Antriebsgehäuse 2 umfasst eine Gehäusewand 23, die einen Elektromotor 3 umschließt. Hierzu ist in der Gehäusewand 23 eine Aufnahme für einen Stator des Elektromotors 3 ausgebildet. Der Elektromotor 3 ist durch eine zweite offene Seite an einem axialen Ende des Antriebsgehäuses 2 eingeführt. Die zweite offene Seite ist durch einen Motordeckel 7 verschlossen. Der Motordeckel 7 ist aus einem Metallblech hergestellt und ist mittels Umformung eines Bördelrands fixiert, der in einen Hinterschnitt einer Nut 27 eingreift, die an einer Außenseite der Gehäusewand 23 umlaufend ausgebildet ist. Zwischen dem Motordeckel 7 und einer axialen Endfläche der Gehäusewand 23 ist eine Dichtung 72 angeordnet.On the side shown on the left is a drive housing 2 arranged. The drive housing 2 comprises a housing wall 23 who have favourited an electric motor 3 encloses. This is in the housing wall 23 a receptacle for a stator of the electric motor 3 educated. The electric motor 3 is through a second open side at one axial end of the drive housing 2 introduced. The second open side is through an engine cover 7th locked. The engine cover 7th is made from sheet metal and is fixed by reshaping a flange that is inserted into an undercut of a groove 27 engages on an outside of the housing wall 23 is designed circumferentially. Between the engine cover 7th and an axial end surface of the housing wall 23 is a seal 72 arranged.

In dem Antriebsgehäuse 2 ist ein zentraler Lageraufnahmeabschnitt 25 bereitgestellt, der über radiale Gehäusestege 22 mit der äußeren Gehäusewand 23 verbunden ist. In dem zentralen Lageraufnahmeabschnitt 25 ist ein Kompaktlager eingepresst, dass als einziges Wellenlager 52 zur radialen und axialen Lagerung einer Welle 5 dient. Das Wellenlager 52 ist mit einer nicht dargestellten Anordnung von Wellendichtungen zwischen dem Lageraufnahmeabschnitt 25 und einem Umfang der Welle 5 flüssigkeitsdicht abgedichtet. Auf einem Abschnitt der Welle 5, der zu dem Pumpengehäuse 1 gerichtet ist, ist das Pumpenlaufrad 4 drehfest fixiert. Auf einem Abschnitt der Welle 5, der zu dem Motordeckel 7 gerichtet ist, ist ein Rotor des Elektromotors 3 drehfest fixiert.In the drive housing 2 is a central bearing receiving section 25th provided, the radial housing webs 22nd with the outer housing wall 23 connected is. In the central storage section 25th is a press-fitted compact bearing that is the only shaft bearing 52 for radial and axial bearing of a shaft 5 serves. The shaft bearing 52 is with a not shown arrangement of shaft seals between the bearing receiving portion 25th and a circumference of the shaft 5 sealed liquid-tight. On a section of the shaft 5 leading to the pump housing 1 is directed, is the pump impeller 4th non-rotatably fixed. On a section of the shaft 5 that goes to the engine cover 7th is directed, is a rotor of the electric motor 3 non-rotatably fixed.

Das Antriebsgehäuse 2 weist zu dem Pumpengehäuse 1 hin eine erste offene Seite auf, deren geöffneter Querschnitt sich um den Lageraufnahmeabschnitt 25 herum im Wesentlichen radial zu der Gehäusewand 23 erstreckt. Außerhalb des geöffneten Querschnitts umfasst das Antriebsgehäuse 2 einen Flanschabschnitt 21. Der Flanschabschnitt 21 dient zur gegenseitigen Befestigung der Pumpenbaugruppe und der Antriebsbaugruppe und weist entsprechende Mittel wie Bohrungen für eine lösbare Schraubverbindung auf. Das Antriebsgehäuse 2 ist als Gussformteil hergestellt, das den Flanschabschnitt 21, die Gehäusewand 23, die radialen Gehäusestege 22 und den Lageraufnahmeabschnitt 25 integral ausgebildet umfasst.The drive housing 2 points to the pump housing 1 towards a first open side, the open cross section of which extends around the bearing receiving section 25th around substantially radially to the housing wall 23 extends. The drive housing comprises outside the opened cross section 2 a flange portion 21 . The flange section 21 serves for the mutual fastening of the pump assembly and the drive assembly and has corresponding means such as bores for a detachable screw connection. The drive housing 2 is made as a molded part that has the flange section 21 who have favourited housing wall 23 , the radial housing webs 22nd and the bearing receiving portion 25th comprises integrally formed.

In dem geöffneten Querschnitt der ersten offenen Seite des Antriebsgehäuses 2 ist eine Leistungselektronik 30 mit einer Leiterplatte angeordnet. Die Leistungselektronik 30 dient zur Ansteuerung von Feldspulen des Elektromotors 3 aus einer elektrischen Leistungszufuhr. Der Elektromotor 3 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor mit einem außenliegenden Stator und einem innenliegenden, permanenterregten Rotor. Zur Bereitstellung der elektrischen Leistungszufuhr ist ein Anschlussstecker 35 im Bereich des Flanschabschnitts 21 an dem Antriebsgehäuse 2 angeordnet, der mit der Leistungselektronik 30 elektrisch verbunden ist. Auf einer Bestückungsseite der Leiterplatte, die dem Elektromotor 3 zugewandt ist, sind nicht weiter dargestellte elektrische Bauelemente angeordnet. Insbesondere sind in einem radialen Bereich, der sich mit dem Spiralgehäuseabschnitt 14 überdeckt, solche elektrischen Bauelemente angeordnet, die einen hohen elektrischen Leistungsdurchsatz haben und eine entsprechend hohe Abwärme erzeugen, wie z.B. Transistoren oder Kondensatoren.In the opened cross section of the first open side of the drive housing 2 is power electronics 30th arranged with a printed circuit board. The power electronics 30th is used to control field coils of the electric motor 3 from an electrical power supply. The electric motor 3 is a brushless DC motor with an external stator and an internal, permanently excited rotor. A connector is used to provide the electrical power supply 35 in the area of the flange section 21 on the drive housing 2 arranged with the power electronics 30th is electrically connected. On a component side of the printed circuit board that supports the electric motor 3 is facing, electrical components not shown are arranged. In particular, are in a radial area that is connected to the spiral housing section 14th covered, such electrical components are arranged that have a high electrical power throughput and generate a correspondingly high waste heat, such as transistors or capacitors.

Zur Kühlung der elektrischen Bauelemente steht eine dem Pumpengehäuse 1 zugewandte Rückseite der Leiterplatte der Leistungselektronik 30 mit einer Trennwand 6 in Verbindung. Die Trennwand 6 ist durch ein Metallblech bereitgestellt, das sich durch die Flanschebene zwischen dem Pumpengehäuse 1 und dem Antriebsgehäuse 2 erstreckt. Die Trennwand 6 grenzt den geöffneten Querschnitt der ersten offenen Seite des Antriebsgehäuses 2 von dem fluidführenden, geöffneten Querschnitt der Pumpenkammer 10 und des Spiralgehäuseabschnitts 14 in der offenen Seite des Pumpengehäuses 1 ab. Somit ist eine trockene Kammer für die elektrischen Antriebskomponenten in dem Antriebsgehäuse 2 sichergestellt. Hierzu weist die Trennwand 6 eine Bohrung für einen Durchtritt der Welle 5 auf. Die Bohrung umschließt einen Außenumfang des Lageraufnahmeabschnitts 25.One of the pump housings is used to cool the electrical components 1 facing back of the circuit board of the power electronics 30th with a partition 6th in connection. The partition 6th is provided by a metal sheet that extends through the flange plane between the pump housing 1 and the drive housing 2 extends. The partition 6th delimits the open cross section of the first open side of the drive housing 2 of the fluid-carrying, open cross-section of the pump chamber 10 and the volute section 14th in the open side of the pump housing 1 away. Thus there is a dry chamber for the electric drive components in the drive housing 2 ensured. For this purpose, the partition 6th a hole for the shaft to pass through 5 on. The bore encloses an outer circumference of the bearing receiving section 25th .

Der Lageraufnahmeabschnitt 25 umfasst ferner einen Kragen 26, der das dünne Metallblech der Trennwand 6 gegen einen Förderdruck in dem fluidführenden Bereich der Pumpenbaugruppe abstützt. In dem Kragen 26 ist eine Ringnut eingearbeitet, in der eine Dichtung 65 zur Abdichtung zwischen dem Lageraufnahmeabschnitt 25 und der Trennwand 6 angeordnet ist. Auch in dem Flanschabschnitt 21 ist eine Nut eingearbeitet, in der eine Dichtung 62 zur Abdichtung zwischen dem Flanschabschnitt 21 und der Trennwand 6 angeordnet ist. Ebenso ist in dem Flanschabschnitt 12 des Pumpengehäuses 1 eine Nut eingearbeitet, in der eine Dichtung 61 zur Abdichtung des Flanschabschnitts 12 zu der Trennwand 6 angeordnet ist.The bearing receiving section 25th further comprises a collar 26th that is the thin metal sheet of the partition 6th is supported against a delivery pressure in the fluid-carrying area of the pump assembly. In the collar 26th an annular groove is incorporated into which a seal 65 for sealing between the bearing receiving section 25th and the partition 6th is arranged. Also in the flange section 21 a groove is incorporated into which a seal 62 for sealing between the flange section 21 and the partition 6th is arranged. Likewise is in the flange section 12th of the pump housing 1 incorporated a groove in which a seal 61 for sealing the flange section 12th to the partition 6th is arranged.

Die Trennwand 6 ist aus einem Metallblech mit einer Wandstärke von ca. 1,0 mm gefertigt. Im Vergleich zu den Wandabschnitten der Gussformteile, die das Antriebsgehäuse 2 oder das Pumpengehäuse 1 bilden, weist die Trennwand 6 eine erheblich geringere flächenbezogene Masse auf. Demzufolge weist die Trennwand 6 unter Berücksichtigung von thermischen Materialeigenschaften, wie einer spezifischen Wärmeleitfähigkeit von geeigneten Materialien für die Trennwand 6 und dem Antriebsgehäuse 2 oder dem Pumpengehäuse 1, eine geringere flächenbezogene Wärmespeicherkapazität auf. Darüber hinaus ist eine Wärmeleitstrecke von einer thermischen Kontaktfläche zu der Leiterplatte der Leistungselektronik 30 bis zu einer Grenzfläche des flüssigkeitsführenden Bereichs kürzer. Demzufolge wird eine verbesserte Wärmeableitung von Abwärme der Leistungselektronik 30 zu dem Förderstrom bereitgestellt, die im Wesentlichen ohne eine Zwischenspeicherung in einem Gehäuseabschnitt abläuft.The partition 6th is made of sheet metal with a wall thickness of approx. 1.0 mm. Compared to the wall sections of the mold parts that make up the drive housing 2 or the pump housing 1 form, has the partition 6th a significantly lower area-related mass. As a result, the partition 6th taking into account thermal material properties, such as a specific thermal conductivity of suitable materials for the partition wall 6th and the drive housing 2 or the pump housing 1 , a lower area-related heat storage capacity. In addition, there is a heat conduction path from a thermal contact surface to the circuit board of the power electronics 30th shorter up to a boundary surface of the liquid-carrying area. As a result, there is an improved heat dissipation of waste heat from the power electronics 30th provided to the conveying flow, which runs essentially without intermediate storage in a housing section.

Nachfolgend werden erfindungswesentliche Schritte einer Montage der elektrischen Kühlmittelpumpe gemäß der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Erfindung mit Blick auf die 2 bis 4 beschrieben.Steps essential to the invention for assembling the electric coolant pump according to the previously described embodiment of the invention are described below with a view to FIG 2 until 4th described.

2 ist eine perspektivische Ansicht durch die erste offene Seite des Antriebsgehäuses 2 in der Flanschebene. Die Darstellung in 2 zeigt einen Montagezustand, bei dem bereits der Elektromotor 3 durch die gegenüberliegende zweite offene Seite des Antriebsgehäuses 2 eingeführt und in einer entsprechenden Aufnahme der Gehäusewand 23 befestigt wurde. Beispielsweise kann das Antriebsgehäuse 2 induktiv erwärmt werden, so dass sich ein Innenumfang geringfügig ausdehnt. Der Stator wird im erwärmten Zustand des Antriebsgehäuses 2 eingeführt, und ist nach einem Abkühlen des Antriebsgehäuses über den Umfang eingespannt und fixiert. In einer zur Oberseite dargestellten Erweiterung des Flanschabschnitts 21 wurde in der Darstellung bereits der Anschlussstecker 35 mit zwei getrennten Steckergehäusen und jeweiligen Mehrfachsteckverbindungen an dem Antriebsgehäuse 2 montiert und abgedichtet. Darüber hinaus wurde die Welle 5 gemeinsam mit dem Wellenlager 52 montiert, indem eine abgedichtete Lagereinheit, bestehend aus dem Wellenlager 52 und einer Dichtungsanordnung, in den Lageraufnahmeabschnitt 25 eingepresst wurde. 2 Figure 3 is a perspective view through the first open side of the drive housing 2 in the flange plane. The representation in 2 shows an assembly state in which the electric motor 3 through the opposite second open side of the drive housing 2 introduced and in a corresponding receptacle of the housing wall 23 was attached. For example, the drive housing 2 be inductively heated so that an inner circumference expands slightly. The stator is in the heated state of the drive housing 2 introduced, and is clamped and fixed over the circumference after the drive housing has cooled down. In an extension of the flange section shown towards the top 21 the connector was already shown in the illustration 35 with two separate connector housings and respective multiple plug connections on the drive housing 2 mounted and sealed. In addition, the wave was 5 together with the shaft bearing 52 assembled by a sealed bearing unit consisting of the shaft bearing 52 and a seal assembly, into the bearing receiving portion 25th was pressed in.

In diesem Montagezustand kann als nächstes die Leistungselektronik 30 montiert werden. Dieser Montageschritt besteht im Wesentlichen aus einem Aufstecken der Leiterplatte der Leistungselektronik 30 auf Positionierungsmittel und elektrische Steckverbindungen. So ist zwischen den beiden Steckergehäusen des Anschlusssteckers 35 ein erstes Positionierungsmittel 31 vorgesehen, das in eine entsprechende Bohrung in der Leiterplatte der Leistungselektronik 30 eingeführt wird, um die Leiterplatte positionsgetreu auszurichten. An der Mehrfachsteckverbindung 36 eines Steckergehäuses des Anschlusssteckers 35 ist ein zweites Positionierungsmittel 32 bereitgestellt, das ein positionsgetreues Einstecken von Kontaktstiften der Mehrfachsteckverbindung 36 sicherstellt und eine mechanische Entlastung für die Kontaktstifte bietet. Auch seitens des Elektromotors 3 sind dritte Positionierungsmittel 33 bereitgestellt, die sich durch das Antriebsgehäuse 2 erstrecken, um eine positionsgetreue gegenseitige Anordnung des Elektromotors 3 und der Leistungselektronik 30 beim Zusammenfügen zu gewährleisten. Insbesondere stellen die dritten Positionierungsmittel 33 ein positionsgetreues Einstecken einer Gruppe von axialen Steckverbindungen 34 sicher, wenn die Leistungselektronik 30 in axialer Richtung in das Gehäuse geschoben wird. Die Gruppe von axialen Steckverbindungen 34 besteht aus drei elektrischen Zuleitungen zu drei Phasen des Stators des bürstenlosen Motors 3. Bei höheren Leistungen kann das Kontaktsystem zwischen Stator und Leiterplatte auch mit zwei Steckkontakten pro Phase ausgeführt werden, um die Leiterquerschnitte entsprechend der höheren Phasenströme dimensionsgerecht zu gestalten.In this assembly state, the next step is the power electronics 30th to be assembled. This assembly step essentially consists of attaching the power electronics circuit board 30th on positioning means and electrical connectors. So is between the two connector housings of the connector 35 a first positioning means 31 provided that in a corresponding hole in the circuit board of the power electronics 30th is inserted to align the circuit board in the correct position. On the multiple connector 36 a plug housing of the connector plug 35 is a second positioning means 32 provided, the precise insertion of contact pins of the multiple connector 36 ensures and provides a mechanical relief for the contact pins. Also on the part of the electric motor 3 are third positioning means 33 provided that extends through the drive housing 2 extend to a positional mutual arrangement of the electric motor 3 and power electronics 30th ensure when joining. In particular, the third positioning means 33 a positionally accurate insertion of a group of axial plug connections 34 sure if the power electronics 30th is pushed in the axial direction into the housing. The group of axial connectors 34 consists of three electrical leads to three phases of the stator of the brushless motor 3 . In the case of higher powers, the contact system between the stator and the printed circuit board can also be designed with two plug contacts per phase in order to design the conductor cross-sections in accordance with the higher phase currents.

3 ist eine Draufsicht auf die Rückseite der Leistungselektronik 30. In diesem Montagezustand wurde die Leiterplatte der Leistungselektronik 30 aufgesetzt, anhand der Positionierungsmittel zentriert, sowie die elektrischen Kontakte eingefädelt und zusammengesteckt. Nach dem Aufstecken kann die Rückseite der Leiterplatte der Leistungselektronik 30 mit wärmeleitenden Mitteln, wie einer Wärmeleitpaste, einem Wärmeleitkleber oder Wärmeleitpads versehen werden, um einen toleranzbedingten Spalt zwischen Leiterplatte und Flanschebene für eine optimale Wärmeleitung zu füllen sowie einen vollflächigen Kontakt zu der nachfolgend montierten Trennwand 6 herzustellen. 3 Figure 3 is a top plan view of the rear of the power electronics 30th . In this assembly state, the circuit board of the power electronics 30th put on, centered on the basis of the positioning means, and the electrical contacts threaded and plugged together. After plugging in, the back of the power electronics circuit board 30th be provided with thermally conductive agents, such as a thermally conductive paste, a thermally conductive adhesive or thermally conductive pads, in order to fill a tolerance-related gap between the circuit board and the flange plane for optimal heat conduction as well as full-surface contact with the subsequently mounted partition 6th to manufacture.

4 zeigt eine Draufsicht auf die Trennwand 6. In diesem Montagezustand wurde die Trennwand 6 aufgelegt, an der zentralen Bohrung für den Lageraufnahmeabschnitt 25 zentriert sowie zu den Bohrungen der Verschraubungsverbindungen an dem Flanschabschnitt 21 ausgerichtet. Hierzu können in der Figur nicht dargestellte Spannhülsen in die Bohrungen eingesetzt werden. Nachfolgend wurde die Trennwand 6 durch Umformen von Umformungsabschnitten 60 fixiert, die in Form von Haltelaschen ausgebildet sind und einen Rand des Flanschabschnitts 21 umgreifen. Ferner wurden die Dichtungen 65 und 62 in einer jeweiligen Nut des Antriebsgehäuses 2 eingefügt. Die Bohrung der Trennwand 6 schließt mittels einer Presspassung auf einem Außenumfang des Lageraufnahmeabschnitts 25 gemeinsam mit der dahinterliegenden Dichtung 65 dicht ab. Zusätzlich können die Trennwand 6 und der Lageraufnahmeabschnitt 25 mittels Verstemmen gegeneinander fixiert werden. 4th shows a plan view of the partition 6th . In this assembly state, the partition was 6th placed on the central hole for the bearing receiving section 25th centered as well as to the bores of the screw connections on the flange section 21 aligned. For this purpose, clamping sleeves (not shown in the figure) can be inserted into the bores. The next was the partition 6th by forming deformed sections 60 fixed, which are designed in the form of retaining tabs and an edge of the flange portion 21 encompass. Furthermore, the seals 65 and 62 in a respective groove in the drive housing 2 inserted. The hole in the partition 6th closes by means of an interference fit on an outer circumference of the bearing receiving portion 25th together with the seal behind it 65 tight off. In addition, the partition 6th and the bearing receiving section 25th be fixed against each other by caulking.

Die Trennwand 6 ist als ein Blechstanzteil hergestellt, das im Wesentlichen einer Außenkontur des Flanschabschnitts 21 des Antriebsgehäuses 2 entspricht, um die erste offene Seite in der Flanschebene abzuschließen. Die Trennwand 6 erstreckt sich insbesondere in dem flüssigkeitsführenden Bereich des Pumpengehäuses 1 im Wesentlichen flach in der Flanschebene, um Strömungshindernisse in dem Förderstrom zu vermeiden. Im Bereich des Flanschabschnitts 12 des Pumpengehäuses 1 ist in der Trennwand 6 eine Ausformung 63 ausgebildet, um Raum für Positionierungsmittel und Kontaktierungsmittel zwischen der Leistungselektronik 30 und dem Anschlussstecker 35, oder auch Raum für eine bei Bedarf erforderliche, rückseitige Bestückung der Leiterplatte, insbesondere für eine 48V Leistungselektronik zu schaffen.The partition 6th is made as a stamped sheet metal part, which is essentially an outer contour of the flange section 21 of the drive housing 2 to close off the first open side in the flange plane. The partition 6th extends in particular in the liquid-carrying area of the pump housing 1 essentially flat in the flange plane in order to avoid flow obstacles in the conveying flow. In the area of the flange section 12th of the pump housing 1 is in the partition 6th a formation 63 designed to provide space for positioning means and contacting means between the power electronics 30th and the connector 35 , or to create space for the rear assembly of the printed circuit board, which is required if necessary, in particular for 48V power electronics.

In dem abgebildeten Montagezustand ist die Antriebsbaugruppe für eine nachfolgende Montage der Pumpenbaugruppe bereit. Die Trennwand 6 ist anhand der Umformungsabschnitte 60 eigenständig an dem Flanschabschnitt 21 des Antriebsgehäuses 2 fixiert, und stellt zusammen mit den dahinterliegenden Dichtungen 65 und 62 bereits eine flüssigkeitsdichte Abgrenzung des Antriebsgehäuses 2 bereit, sodass eine trockene und gegen Fremdstoffe gesicherte Kammer für die elektrischen Antriebskomponenten sichergestellt ist.In the assembly state shown, the drive assembly is ready for a subsequent assembly of the pump assembly. The partition 6th is based on the deformation sections 60 independently on the flange section 21 of the drive housing 2 fixed, and represents together with the seals behind it 65 and 62 already a liquid-tight delimitation of the drive housing 2 ready, so that a dry chamber for the electric drive components that is protected against foreign matter is ensured.

In nachfolgenden Montageschritten, die nicht mehr abgebildet sind, wird das Pumpenlaufrad 4 auf der Welle 5 fixiert, und der Flanschabschnitt 12 des Pumpengehäuses 1 wird mit zwei hier nicht dargestellten Spannhülsen zum Antriebsgehäuse 2 ausgerichtet und durch Schraubverbindungen mit dem Flanschabschnitt 21 des Antriebsgehäuses 2 verbunden. Der Anschlussstecker 35 kann vorzugsweise auch erst montiert werden, nachdem das Pumpengehäuse 1 an dem Antriebsgehäuse fixiert ist.In the following assembly steps, which are no longer shown, the pump impeller 4th on the wave 5 fixed, and the flange portion 12th of the pump housing 1 becomes the drive housing with two adapter sleeves (not shown here) 2 aligned and screwed to the flange section 21 of the drive housing 2 tied together. The connector 35 can also preferably only be assembled after the pump housing 1 is fixed to the drive housing.

Nachfolgend werden alternative Ausführungsformen zur Ausgestaltung der Trennwand 6 genannt.Alternative embodiments for the design of the partition are shown below 6th called.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann die Trennwand 6, die in Form eines Metallblechs bereitgestellt, eine kleinere Bohrung aufweisen, an der ein innerer Umfangsabschnitt durch Umformung in einer Fügeverbindungen mit einer ringförmigen Stirnfläche des Lageraufnahmeabschnitts 25 gesetzt ist. In Ausgestaltungen weiterer Ausführungsformen, die nicht in den Zeichnungen dargestellt sind, kann eine kostengünstig herstellbare Fügeverbindung zwischen der Trennwand 6 und dem Lagergehäuseabschnitt 25 in Form eines Bördelrands oder dergleichen vorgesehen sein. Unter Bereitstellung eines entsprechenden Umformwerkzeugs kann somit die Montage und Fixierung der Trennwand 6 an dem Antriebsgehäuse 2 zeitlich verkürzt und erleichtert werden.In an embodiment not shown, the partition 6th , which are provided in the form of a metal sheet, have a smaller bore on which an inner circumferential section is formed by forming in a joint with an annular end face of the bearing receiving section 25th is set. In configurations of further embodiments that are not shown in the drawings, a cost-effective joint connection between the partition wall can be produced 6th and the bearing housing section 25th be provided in the form of a beaded edge or the like. Assembling and fixing the partition wall can thus be carried out by providing a corresponding forming tool 6th on the drive housing 2 be shortened and made easier in terms of time.

Nachfolgend werden alternative Ausführungsformen zur Ausgestaltung eines thermischen Kontakts genannt.Alternative embodiments for the configuration of a thermal contact are mentioned below.

Bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform der Erfindung stehen die Leiterplatte der Leistungselektronik 30 und die Trennwand 6 in einem großflächigen Kontakt, der gegebenenfalls durch Wärmeleitmittel, wie einer Wärmeleitpaste, einem Wärmeleitkleber oder einem Wärmeleitpad zusätzlich sichergestellt sein wird.In the embodiment of the invention shown in the figures, the circuit board of the power electronics are located 30th and the partition 6th in a large-area contact which, if necessary, will be additionally ensured by means of thermal conduction, such as a thermal paste, a thermal adhesive or a thermal pad.

In Ausgestaltungen weiterer Ausführungsformen, die nicht in den Zeichnungen dargestellt sind, können weitere Mittel zur Unterstützung einer Wärmeableitung zwischen der Leistungselektronik 30 und der Trennwand 6, insbesondere in Bezug zu der Bestückungsseite der Leiterplatte bereitgestellt sein. Hierzu sind metallische Verbindungen, wie metallisierte Bohrung, metallisierte Flächen oder metallische Elemente zwischen der Rückseite und der Bestückungsseite der Leiterplatte in der Leistungselektronik 30 angeordnet.In configurations of further embodiments that are not shown in the drawings, further means for supporting heat dissipation between the power electronics can be used 30th and the partition 6th , in particular be provided in relation to the component side of the circuit board. For this purpose, metallic connections such as metallized holes, metallized surfaces or metallic elements between the rear side and the component side of the printed circuit board are used in power electronics 30th arranged.

Vorzugsweise kann ein durch Umformung ausgeprägter Abschnitt in der Trennwand 6 ausgebildet sein, der durch eine Öffnung in der Leiterplatte zu der Bestückungsseite hindurch greift und einen direkten thermischen Kontakt zu einem elektrischen Bauelement herstellt.Preferably, a section in the dividing wall which is marked by deformation 6th be formed, which reaches through an opening in the circuit board to the component side and produces a direct thermal contact to an electrical component.

Es versteht sich, dass sämtliche Ausgestaltungen aus verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung untereinander austauschbar sind und in alternativen Konfigurationen miteinander kombiniert werden können und solche alternativen Konfigurationen ebenfalls Teil dieser Offenbarung sind, solange sich eine Kombination nicht widerspricht.It goes without saying that all configurations from different embodiments of the present invention are interchangeable and can be combined with one another in alternative configurations and such alternative configurations are also part of this disclosure as long as a combination does not contradict one another.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: PumpengehäusePump housing
22: AntriebsgehäuseDrive housing
33: ElektromotorElectric motor
44th: PumpenlaufradPump impeller
55: Wellewave
66th: Trennwandpartition wall
77th: MotordeckelEngine cover
1010: PumpenkammerPump chamber
1111: Einlassinlet
1212th: FlanschabschnittFlange section
1414th: SpiralgehäuseabschnittVolute casing section
2121: FlanschabschnittFlange section
2222nd: GehäusestegCase bridge
2323: GehäusewandHousing wall
2525th: LageraufnahmeabschnittBearing receiving section
2626th: Kragencollar
2727: NutGroove
3030th: LeistungselektronikPower electronics
3131: erstes Positionierungsmittelfirst positioning means
3232: zweites Positionierungsmittelsecond positioning means
3333: drittes Positionierungsmittelthird positioning means
3434: Gruppe von axialen SteckverbindungenGroup of axial connectors
3535: AnschlusssteckerConnector
3636: MehrfachsteckverbindungMultiple plug connection
5252: WellenlagerShaft bearing
6060: UmformungsabschnittDeformation section
6161: Dichtungpoetry
6262: Dichtungpoetry
6363: AusformungShaping
6565: Dichtungpoetry
7272: Dichtungpoetry

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102018104015 A1 [0007]
DE 112013003549 T5 [0010]

Claims

An electric coolant pump, comprising: a pump housing (1) with a volute housing section (14) which surrounds a pump chamber (10) and leads to an outlet and with a central inlet (11); wherein the pump housing (1) has an open side which is surrounded by a flange portion (12); a dry-running electric motor (3) which drives a pump impeller (4) in the pump chamber (10) via a shaft (5); and a drive housing (2) for receiving the electric motor (3) and power electronics (30), which has a first open side which is surrounded by a flange section (21); characterized in that the power electronics (30) can be inserted through the first open side and is accommodated in the drive housing (2); a separate partition (6) is provided to delimit the drive housing (2) and the pump housing (1), the partition (6) and the power electronics (30) being set up in a first open side of the drive housing (2 ) to be fusible, thermal contact; and the drive housing (2) has a second open side which is axially opposite the first open side, wherein the electric motor (3) can be inserted through the second open side and is received in the drive housing (2).

Electric coolant pump after Claim 1 wherein the drive housing (2) has a central bearing receiving portion (25); and a shaft bearing (52) insertable through the first open side in which the bearing receiving portion (25) is received.

Electric coolant pump after Claim 2 wherein the bearing receiving portion (25) is carried by at least one radial housing web (22) in the drive housing (2) which is integrally formed between the first open side and the second open side of the drive housing (2).

Electric coolant pump according to one of the preceding claims, wherein the partition (6) is provided as a stamped sheet metal part, and where deformation sections of the stamped sheet metal part serve to fix it to the drive housing (2).

Electric coolant pump according to one of the preceding claims, wherein a fixing means is provided which fixes an arrangement and the thermal contact between the power electronics (30) and the partition (6).

Electric coolant pump according to one of the preceding claims, wherein a connector (35) for an external connection of the coolant pump is arranged in the drive housing (2) and can be brought into electrical contact with the power electronics (30) by a multiple plug connection (36).

Electric coolant pump after Claim 6 , wherein a first positioning means (31) is provided, which is assigned to a receiving position of the power electronics (30) in the drive housing (2).

Electric coolant pump after Claim 6 or 7th , wherein a second positioning means (32) is provided, which is assigned to the electrical contact between the connector plug (35) and the power electronics (30).

Electric coolant pump according to one of the preceding claims, wherein a group of axial plug connections (34) is provided on the power electronics (30) and the electric motor (3), through which the power electronics (30) and the electric motor (3) through the drive housing (2 ) can be moved through into an electrical contact.

Electric coolant pump after Claim 9 wherein a third positioning means (33) is provided, which is assigned to the group of axial plug connections (34).