DE102020105339B4

DE102020105339B4 - MOUNTING-OPTIMIZED COOLANT PUMP

Info

Publication number: DE102020105339B4
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: 2022-06-15
Anticipated expiration: 2040-02-29
Also published as: WO2021170328A1; DE102020105339A1

Abstract

Elektrische Kühlmittelpumpe, aufweisend:ein Pumpengehäuse (1) mit einem Spiralgehäuseabschnitts (14), der eine Pumpenkammer (10) umgibt und zu einem Auslass führt sowie mit einem zentralen Einlass (11); wobei das Pumpengehäuse (1) eine offene Seite aufweist, die von einem Flanschabschnitt (12) umgeben ist;einen trockenlaufenden Elektromotor (3), der über eine Welle (5) ein Pumpenlaufrad (4) in der Pumpenkammer (10) antreibt; undein Antriebsgehäuse (2) zur Aufnahme des Elektromotors (3) und einer Leistungselektronik (30), das eine erste offene Seite aufweist, die von einem Flanschabschnitt (21) umgeben ist; wobeidie Leistungselektronik (30) durch die erste offene Seite einsetzbar, in dem Antriebsgehäuse (2) aufgenommen ist;eine separate Trennwand (6) zur Abgrenzung zwischen dem Antriebsgehäuse (2) und dem Pumpengehäuse (1) bereitgestellt ist, 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; unddas Antriebsgehäuse (2) eine zweite offene Seite aufweist, die der ersten offenen Seite axial gegenüberliegt, wobei der Elektromotor (3) durch die zweite offene Seite einsetzbar, in dem Antriebsgehäuse (2) aufgenommen ist, unddas Antriebsgehäuse (2) einen zentralen Lageraufnahmeabschnitt (25) integral ausgebildet umfasst und ein Wellenlager (52) durch die erste offene Seite einsetzbar, in dem Lageraufnahmeabschnitt (25) aufgenommen ist; dadurch gekennzeichnet, dassder Lageraufnahmeabschnitt (25) durch wenigstens einen radialen Gehäusesteg (22) in dem Antriebsgehäuse (2) getragen wird, der zwischen der ersten offenen Seite und der zweiten offenen Seite des Antriebsgehäuses (2) integral ausgebildet ist.An electric coolant pump comprising: a pump housing (1) having a volute section (14) surrounding a pump chamber (10) and leading to an outlet and a central inlet (11); the pump housing (1) having an open side surrounded by a flange portion (12);a dry-running electric motor (3) driving a pump impeller (4) in the pump chamber (10) via a shaft (5); anda drive housing (2) for accommodating the electric motor (3) and power electronics (30), which has a first open side which is surrounded by a flange section (21); whereinthe power electronics (30), insertable through the first open side, is accommodated in the drive housing (2);a separate partition wall (6) is provided for demarcation between the drive housing (2) and the pump housing (1), the partition wall (6) and the power electronics (30) are set up to be in a thermal contact that can be brought together in the first open side of the drive housing (2); andthe drive housing (2) has a second open side axially opposite to the first open side, the electric motor (3) being insertably received in the drive housing (2) through the second open side, andthe drive housing (2) has a central bearing receiving portion ( 25) integrally formed and including a shaft bearing (52) insertable through the first open side received in the bearing receiving portion (25); characterized in that the bearing receiving portion (25) is supported in the drive housing (2) by at least one radial housing web (22) integrally formed between the first open side and the second open side of 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.A problem with electric coolant pumps is adequate cooling of the power electronics. In the event of high performance demands on the combustion engine and a high ambient temperature, the thermal management controller calls for maximum cooling capacity for the 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. Here, 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 heat from the waste heat from the internal combustion engine, with the ambient temperature being significantly higher again. Insufficient dissipation of the additional heat generation can lead to damage to the power electronics and failure of the electric drive due to overheating. This would jeopardize the operability of the coolant pump and consequently the entire driving operation of the vehicle.

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.Electric coolant pumps are known in the prior art, in which power electronics for driving 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 a 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 joined together at a flange plane. Such an easy-to-assemble 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 by the heated electric motor and on the other hand by the housing at the heated ambient temperature, as a result of which 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 a combustion engine takes on a temperature and already ensures a high 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. However, in applications with special demands, extreme ambient temperatures, or in unfavorable cases, the coolant in a coolant circuit of a combustion engine in a vehicle can briefly reach a temperature of 120 °C or even 130 °C. At a temperature of just a few tens of degrees above this, electronic components are already damaged.

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 the temperature profile of the power electronics remains closely linked to the temperature profile of the coolant, the power electronics can be prevented from overheating. For this purpose, however, an efficient heat transfer must be created so that in load states there is only a small temperature difference between the power electronics and the coolant. Structures with improved heat transfer between the power electronics and a liquid-carrying area of a coolant pump have therefore been proposed in the prior art. A structure for the 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, ie 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, which takes up the aspect of a heat exchange between power electronics of a coolant pump and the coolant flow conveyed, is in the patent application DE 10 2018 104 015 A1 described 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 support flange is massively dimensioned. A cylindrical part of the support flange extends to an electric motor, and a flange-shaped partition portion radially extends to a peripheral wall of a motor housing. The carrier flange delimits the motor housing from a pump housing. A ring-shaped control unit is arranged in a motor chamber, 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, especially wiring is difficult. In addition, one is off The choice of motor types is limited to so-called external rotors, as explained below. First, the ring-shaped control unit is fixed to the carrier flange using heat-conducting paste. Thereafter, an inner 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 of control unit and stator can also be provided, which is fixed on the cylindrical part of the support flange, which increases a corresponding effort including mutual fixing means in advance. Thereafter, 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 is 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 of the electric motor. Furthermore, the design 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 borders a pump chamber at the axial height of the impeller. The pump is equipped with a glandless motor in which a dry stator is separated from a wet rotor in the pump chamber by a wet sleeve. The donut-shaped printed circuit board is housed together with the stator of the glandless 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 printed circuit board and the stator is roughly comparable and correspondingly difficult as with the structure of the aforementioned pump. In addition, there is little space 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 of the electric motor. Wet-running motors are more expensive than standard dry-running motors and generally have lower efficiency due to the material of the wet sleeve in the air gap and churning losses of the wet-running rotor.

Die DE 10 2013 012 143 A1 betrifft eine Kreiselpumpe als Kühlmittelpumpe für ein Kraftfahrzeug zur Kühlung einer Brennkraftmaschine.the DE 10 2013 012 143 A1 relates to a centrifugal pump as a coolant pump for a motor vehicle for cooling an internal combustion engine.

Die DE 10 2008 064 161 A1 betrifft einen Gleichstrommotor für eine Kreiselpumpe, die als Flüssigkeitspumpe fungiert.the DE 10 2008 064 161 A1 relates to a DC motor for a centrifugal pump functioning as a liquid pump.

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 design for an electric coolant pump that ensures effective cooling of the power electronics of a dry-running electric motor and allows easy assembly of the electric drive assembly.

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

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 electric coolant pump is characterized in particular by the fact that power electronics can be inserted through a first open side and are accommodated in a drive housing; a separate partition wall is provided for demarcation between the drive housing and the pump housing, the partition wall and the power electronics being set up 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 axially opposite the first open side, the electric motor being insertably received in the drive housing through the second open side.

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.Up until now, 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 on structures in the prior art with a comparable arrangement of the power electronics.

Die Erfindung sieht erstmals an einer Kühlmittelpumpe einen Aufbau eines Antriebsgehäuses vor, bei dem ein Lageraufnahmeabschnitt durch wenigstens einen radialen Gehäusesteg in dem Antriebsgehäuse getragen wird, der zwischen der ersten offenen Seite und der zweiten offenen Seite des Antriebsgehäuses integral ausgebildet ist.The invention provides, for the first time on a coolant pump, a structure of a drive housing in which a bearing receiving section is supported 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.

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.This configuration allows the number of components to 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.

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

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 deformation sections of the stamped sheet metal part serve to fix it to the drive housing. On the part of the dividing wall, this configuration represents a further means of facilitating assembly, since the dividing wall 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 design the partition wall so thin that it can be designed as sheet metal. Compared to a solid wall of a supporting element, a thin partition wall made of sheet metal has a lower mass or a lower surface-related heat storage capacity and a shorter heat conduction distance to the flow. A thin dividing wall made of sheet metal therefore provides a direct, significantly faster heat dissipation of waste heat from power loss of the power electronics to the 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 dividing wall, this configuration represents a further means of facilitating assembly. The fixing means can be provided, for example, as a thermally conductive paste, as a thermally conductive pad or as a flexible thermally conductive 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 plug for an external connection of the coolant pump can be arranged in the drive housing, which connector plug can be put into electrical contact with the power electronics by means of a multiple plug connection. In terms of wiring, this configuration represents a further means of facilitating assembly. The connector plug can be mounted further inside the drive housing than the power electronics. The multiple plug-in connection can be set up as a standardized busbar plug with an associated pin assignment between the connector plug and the power electronics, which provides a true-to-position plug-in connection for the power electronics in a receiving position of the power electronics in the drive housing. In terms of wiring, this design represents a further means of facilitating assembly.

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 for the power electronics in the drive housing. In terms of wiring, this design represents a further means of facilitating assembly. The first positioning means can be designed as centering pins or centering sleeves, which are guided into corresponding counterparts on the printed circuit board of the power electronics. Thus, a true-to-position arrangement and 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 associated with the electrical contact between the connector plug and the power electronics can be provided. In terms of the wiring, this design represents a further means of facilitating assembly. The second positioning means can be designed as a centering element, which is guided into a corresponding counterpart on the printed circuit board of the power electronics. Thus, press-fit contacts of the connector plug and contact bores of the printed circuit board of the power electronics can be aligned with one another in the correct position, and a 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, through which the power electronics and the electric motor can be brought into electrical contact through the drive housing. In terms of wiring, this configuration represents a further means of facilitating assembly. The plug-in connections can in particular be rigid and spaced across 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 associated with the group of axial connectors may be provided. This design represents another means of facilitating assembly on the wiring side.

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. Show in the drawing:

1 a cross section through a structure of an electric coolant pump according to an embodiment of the invention;
2 a perspective plan view of the drive housing with a mounted electric motor of the electric coolant pump according to the embodiment of the invention;
3 a perspective plan view of the circuit board in an assembly state of the electric coolant pump according to the embodiment of the invention; and
4 a top perspective 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 will be considered 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 inside 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, a pump housing 1 is arranged, which is manufactured as a cast part and integrally comprises several sections. The pump housing 1 thus comprises a pump chamber 10 in which a pump impeller 4 is rotatably accommodated, and a spiral housing section 14 which surrounds the pump chamber 10 in a radial outlet area of the pump impeller 4 . The spiral housing section 14 forms a channel which leads a radially accelerated delivery flow to an outlet that is not visible in the cross section shown. An inlet 11 of the pump housing 1 is in the form of a socket which feeds the delivery flow centrally to the pump impeller 4 . The pump housing 1 has an open side on a rear side of the pump chamber 10 and the spiral housing 14, ie behind the pump impeller 4 in the direction of flow, which side is open over an entire cross section of a fluid-carrying region. An opened cross-sectional area at the open side of the pump casing 1 is surrounded by a flange portion 12 . The flange section 12 is used for mutual attachment of the pump assembly and the drive assembly and has appropriate 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.A drive housing 2 is arranged on the side shown on the left. The drive housing 2 includes a housing wall 23 which encloses an electric motor 3 . For this purpose, a receptacle for a stator of the electric motor 3 is formed in the housing wall 23 . The electric motor 3 is inserted through a second open side at an axial end of the drive case 2 . The second open side is closed by a motor cover 7. The motor cover 7 is made from sheet metal and is fixed by forming a beaded edge, which engages in an undercut of a groove 27 which is formed circumferentially on an outer side of the housing wall 23 . A seal 72 is arranged between the motor cover 7 and an axial end face of the housing wall 23 .

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.A central bearing receiving section 25 is provided in the drive housing 2 and is connected to the outer housing wall 23 via radial housing webs 22 . A compact bearing is pressed into the central bearing receiving section 25 and serves as a single shaft bearing 52 for the radial and axial bearing of a shaft 5 . The shaft bearing 52 is sealed in a liquid-tight manner with an arrangement of shaft seals (not shown) between the bearing receiving section 25 and a circumference of the shaft 5 . The pump impeller 4 is fixed in a rotationally fixed manner on a section of the shaft 5 which is directed towards the pump housing 1 . A rotor of the electric motor 3 is fixed in a rotationally fixed manner on a section of the shaft 5 which is directed towards the motor cover 7 .

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 has a first side open towards the pump housing 1 , the open cross section of which extends around the bearing receiving section 25 essentially radially to the housing wall 23 . Outside of the open cross section, the drive housing 2 includes a flange section 21. The flange section 21 is used for mutual attachment of the pump assembly and the drive assembly and has appropriate means such as bores for a detachable screw connection. The drive housing 2 is produced as a cast part, which comprises the flange section 21, the housing wall 23, the radial housing webs 22 and the bearing receiving section 25 in an integral manner.

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.Power electronics 30 with a printed circuit board are arranged in the open cross section of the first open side of drive housing 2 . The power electronics 30 are 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. To provide the electrical power supply, a connector plug 35 is arranged in the area of the flange section 21 on the drive housing 2 , which is electrically connected to the power electronics 30 . On an assembly side of the printed circuit board, which faces the electric motor 3, electrical components that are not shown are arranged. In particular, in a radial area that overlaps with the spiral housing section 14, electrical components are arranged that have a high electrical power throughput and generate a correspondingly high level of 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.A rear side of the printed circuit board of the power electronics 30 facing the pump housing 1 is connected to a partition wall 6 for cooling the electrical components. The parting wall 6 is provided by a metal sheet extending through the flange plane between the pump housing 1 and the drive housing 2. The partition wall 6 delimits the open cross section of the first open side of the drive housing 2 from the fluid-carrying, open cross section of the pump chamber 10 and the spiral housing section 14 in the open side of the pump housing 1 . A dry chamber for the electrical drive components in the drive housing 2 is thus ensured. For this purpose, the partition wall 6 has a bore for the shaft 5 to pass through. The bore encloses an outer circumference of the bearing receiving section 25.

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 25 also includes a collar 26, which supports the thin sheet metal of the partition wall 6 against a delivery pressure in the fluid-carrying area of the pump assembly. An annular groove is worked into the collar 26, in which a seal 65 for sealing between the bearing receiving section 25 and the partition wall 6 is arranged. A groove is also worked into the flange section 21, in which a seal 62 for sealing between the flange section 21 and the partition wall 6 is arranged. Likewise, a groove is worked into the flange section 12 of the pump housing 1, in which a seal 61 for sealing the flange section 12 to the partition wall 6 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 wall 6 is made from sheet metal with a wall thickness of approximately 1.0 mm. Compared to the wall sections of the cast parts that form the drive housing 2 or the pump housing 1, the partition wall 6 has a significantly lower mass per unit area. As a result, the partition wall 6 has a lower surface-related heat storage capacity, taking into account thermal material properties such as a specific thermal conductivity of suitable materials for the partition wall 6 and the drive housing 2 or the pump housing 1 . In addition, a heat conduction path from a thermal contact surface to the printed circuit board of the power electronics 30 to a boundary surface of the liquid-carrying area is shorter. As a result, improved heat dissipation of waste heat from the power electronics 30 to the delivery flow is provided, which takes place 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 with a view to FIG 2 until 4 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 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 has already been inserted through the opposite second open side of the drive housing 2 and fastened in a corresponding receptacle of the housing wall 23. For example, the drive housing 2 can be heated inductively, so that an inner circumference expands slightly. The stator is inserted in the heated state of the drive housing 2 and is clamped and fixed over the circumference after the drive housing has cooled down. In an extension of the flange section 21 shown towards the top, the connection plug 35 with two separate plug housings and respective multiple plug connections has already been mounted and sealed on the drive housing 2 in the illustration. In addition, the shaft 5 was assembled together with the shaft bearing 52 by pressing a sealed bearing unit consisting of the shaft bearing 52 and a seal arrangement into the bearing receiving section 25 .

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 power electronics 30 can be assembled next. This assembly step consists essentially of plugging the printed circuit board of the power electronics 30 onto positioning means and electrical plug connections. Thus, a first positioning means 31 is provided between the two connector housings of the connector plug 35, which is inserted into a corresponding hole in the printed circuit board of the power electronics 30 in order to align the printed circuit board in the correct position. A second positioning means 32 is provided on the multiple plug-in connection 36 of a plug housing of the connector plug 35, which ensures that contact pins of the multiple plug-in connection 36 are inserted in the correct position and offers mechanical relief for the contact pins. Third positioning means 33 are also provided on the part of the electric motor 3, which extend through the drive housing 2 in order to ensure that the electric motor 3 and the power electronics 30 are arranged in the correct position relative to one another when they are assembled. In particular, the third positioning means 33 ensure that a group of axial plug-in connections 34 are inserted in the correct position when the power electronics 30 are pushed into the housing in the axial direction. The group of axial plug-in connections 34 consists of three electrical leads to three phases of the stator of the brushless motor 3. At higher power levels, the contact system between the stator and the circuit board can also be designed with two plug-in contacts per phase in order to make the conductor cross-sections dimensionally correct for 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 is a plan view of the rear of the power electronics 30. In this assembly state, the printed circuit board of the power electronics 30 has been placed, centered using the positioning means, and the electrical contacts have been threaded in and plugged together. After plugging in, the back of the circuit board of the power electronics 30 can be provided with thermally conductive means, 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 and full-surface contact with the partition wall 6 mounted below 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. 4 shows a plan view of the partition wall 6. In this assembled state, the partition wall 6 was placed, centered on the central bore for the bearing receiving section 25 and aligned with the bores of the screw connections on the flange section 21. For this purpose, clamping sleeves, not shown in the figure, can be inserted into the bores. The partition wall 6 was then fixed by forming formed sections 60 which are designed in the form of retaining tabs and enclose an edge of the flange section 21 . Furthermore, the seals 65 and 62 were inserted in a respective groove of the drive housing 2. The bore of the partition wall 6 closes tightly by means of a press fit on an outer circumference of the bearing receiving section 25 together with the seal 65 lying behind it. In addition, the partition wall 6 and the bearing receiving portion 25 can be fixed to 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 wall 6 is produced as a stamped sheet metal part which essentially corresponds to an outer contour of the flange section 21 of the drive housing 2 in order to close off the first open side in the flange plane. The dividing wall 6 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 delivery flow. In the area of the flange section 12 of the pump housing 1, a protrusion 63 is formed in the partition wall 6 to provide space for positioning means and contacting means between the power electronics 30 and the connector plug 35, or also space for equipment on the rear of the circuit board that may be required, in particular for a to create 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 assembled state shown, the drive assembly is ready for subsequent assembly of the pump assembly. The partition wall 6 is independently fixed to the flange section 21 of the drive housing 2 by means of the deformed sections 60 and, together with the seals 65 and 62 behind it, already provides a liquid-tight delimitation of the drive housing 2, so that a dry chamber protected against foreign matter is ensured for the electrical drive components is.

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 subsequent assembly steps, which are no longer shown, the pump impeller 4 is fixed on the shaft 5 and the flange section 12 of the pump housing 1 is aligned with the drive housing 2 using two clamping sleeves (not shown here) and connected to the flange section 21 of the drive housing 2 by screw connections. The connector plug 35 can preferably also only be fitted after the pump housing 1 has been fixed to the drive housing.

Nachfolgend werden alternative Ausführungsformen zur Ausgestaltung der Trennwand 6 genannt.Alternative embodiments for the configuration of the partition wall 6 are mentioned below.

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 that is not shown, the partition wall 6, which is provided in the form of a metal sheet, can have a smaller bore, on which an inner peripheral portion is set by forming in a joint connection with an annular end face of the bearing receiving portion 25. In configurations of further embodiments that are not shown in the drawings, a joint connection that can be produced inexpensively can be provided between the partition wall 6 and the bearing housing section 25 in the form of a flanged edge or the like. With the provision of a corresponding forming tool, the assembly and fixing of the partition wall 6 on the drive housing 2 can thus be shortened and made easier.

Nachfolgend werden alternative Ausführungsformen zur Ausgestaltung eines thermischen Kontakts genannt.Alternative embodiments for designing 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 printed circuit board of the power electronics 30 and the partition wall 6 are in contact over a large area, which may be additionally ensured by thermally conductive means such as a thermally conductive paste, a thermally conductive adhesive or a thermally conductive 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 to support heat dissipation between the power electronics 30 and the partition 6, in particular in relation to the component side of the printed circuit board, can be provided. For this purpose, metallic connections, such as metallized holes, metallized surfaces or metallic elements between the back and the component side of the circuit board in the power electronics 30 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 that is stamped out by forming can be formed in the partition wall 6, which extends through an opening in the printed circuit board to the component side and makes direct thermal contact with 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.

BezugszeichenlisteReference List

11: Pumpengehäusepump housing
22: Antriebsgehäusedrive housing
33: Elektromotorelectric motor
44: Pumpenlaufradpump impeller
55: WelleWave
66: Trennwandpartition wall
77: Motordeckelengine cover
1010: Pumpenkammerpump chamber
1111: Einlassinlet
1212: Flanschabschnittflange section
1414: Spiralgehäuseabschnittvolute section
2121: Flanschabschnittflange section
2222: Gehäusesteghousing bar
2323: Gehäusewandhousing wall
2525: LageraufnahmeabschnittBearing Receptacle Section
2626: Kragencollar
2727: Nutgroove
3030: 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 plug
3636: Mehrfachsteckverbindungmultiple connector
5252: Wellenlagershaft bearing
6060: Umformungsabschnittreshaping section
6161: Dichtungpoetry
6262: Dichtungpoetry
6363: Ausformungmolding
6565: Dichtungpoetry
7272: Dichtungpoetry

Claims

An electric coolant pump, comprising: a pump housing (1) having a volute section (14) surrounding a pump chamber (10) and leading to an outlet and having a central inlet (11); the pump housing (1) having an open side 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 accommodating the electric motor (3) and power electronics (30), which has a first open side surrounded by a flange section (21); wherein the power electronics (30) insertable through the first open side 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 in collapsible, thermal contact; and the drive housing (2) has a second open side axially opposite to the first open side, the electric motor (3) being insertably received in the drive housing (2) through the second open side, and the drive housing (2) having a central bearing receiving portion (25) integrally formed and insertable through said first open side a shaft bearing (52) received in said bearing receiving portion (25); characterized in that the bearing receiving portion (25) is supported in the drive housing (2) by at least one radial housing web (22) 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 wall (6) is provided as a stamped sheet metal part, and wherein deformed sections of the stamped sheet metal part are used for fixing to the drive housing (2).

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

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

Electric coolant pump after claim 4 , wherein a first positioning means (31) is provided, which is associated with a receiving position of the power electronics (30) in the drive housing (2).

Electric coolant pump after claim 4 or 5 , wherein a second positioning means (32) is provided, which is associated with 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) can be connected through the drive housing (2 ) can be placed in electrical contact therethrough.

Electric coolant pump after claim 7 wherein a third positioning means (33) is provided associated with the group of axial connectors (34).