DE102020132449A1 - Electric centrifugal pump - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektrische Kreiselpumpe, die ein Gehäuse aufweist, das ein Spiralgehäuse 4, ein Lagergehäuse 2, und einen Gehäusedeckel 9 umfasst. Ein Pumpenrad 8 ist ein Spiralgehäuse 4 eingehaust, welches einen Einlass 5 und einen Auslass 6 aufweist, wobei mit dem Pumpenrad 8 ein Fördermittel vom Einlass 5 zum Auslass 6 gefördert wird. Das Pumpenrad 8 ist über eine Welle 7 von einem Elektromotor angetrieben, der in dem Lagergehäuse 2 gelagert ist. Der Elektromotor wird mit Hilfe von Elektronikbauteilen 10a, 10b, 10c, 10d, die auf einer im Lagergehäuse 2 angeordneten Leiterplatte 3a; 3b angebracht sind, mit Leistung versorgt. Die Leiterplatte 3a; 3b ist zumindest teilweise ringförmig und mit einer Zunge 3' ausgebildet. Der Elektromotor und die Leiterplatte 3a; 3b stehen in wärmeübertragendem Kontakt mit dem Fördermittel. Das Lagergehäuse 2 umfasst einen inneren Ring 2a mit einer Lagerung für die Welle 7 und eine äußere Umrandung 2b. Der innere Ring 2a und die äußere Umrandung 2b erstrecken sich von der Leiterplatte 3a; 3b in Richtung des Gehäusedeckels 9. Die Elektronikbauteile 10a, 10b, 10c, 10d sind in Abhängigkeit von deren jeweiliger Verlustwärme auf der Leiterplatte 3a; 3b angeordnet.The invention relates to an electric centrifugal pump that has a housing that includes a volute housing 4 , a bearing housing 2 , and a housing cover 9 . A pump wheel 8 is housed in a volute housing 4 which has an inlet 5 and an outlet 6 , with the pump wheel 8 conveying a medium from the inlet 5 to the outlet 6 . The impeller 8 is driven via a shaft 7 by an electric motor which is mounted in the bearing housing 2 . The electric motor is using electronic components 10a, 10b, 10c, 10d, which is arranged on a printed circuit board 3a in the bearing housing 2; 3b attached are powered. The circuit board 3a; 3b is at least partially ring-shaped and is formed with a tongue 3'. The electric motor and the circuit board 3a; 3b are in heat-transferring contact with the funding. The bearing housing 2 comprises an inner ring 2a with a bearing for the shaft 7 and an outer border 2b. The inner ring 2a and the outer skirt 2b extend from the circuit board 3a; 3b in the direction of the housing cover 9. The electronic components 10a, 10b, 10c, 10d are dependent on their respective heat loss on the printed circuit board 3a; 3b arranged.
Description
Die Erfindung betrifft eine Elektrische Kreiselpumpe, eine Verwendung der elektrischen Kreiselpumpe zur Förderung eines Fördermittels, insbesondere eines Kühlmittels, bei einem Fahrzeug, wie einem Automobil, einem LKW, einem Luftfahrzeug, einem Wasserfahrzeug, einem Roboter, einer Maschine oder ähnlichem und eine Vorrichtung, insbesondere ein Fahrzeug, wie ein Automobil, ein LKW, ein Luftfahrzeug, ein Wasserfahrzeug, ein Roboter, eine Maschine oder ähnliches, mit der elektrischen Kreiselpumpe.The invention relates to an electric centrifugal pump, a use of the electric centrifugal pump for conveying a delivery medium, in particular a coolant, in a vehicle such as an automobile, a truck, an aircraft, a watercraft, a robot, a machine or the like and a device, in particular a vehicle such as an automobile, truck, aircraft, watercraft, robot, machine or the like with the electric centrifugal pump.
Eine elektrische Kreiselpumpe verfügt über eine Mehrzahl von Elektronikbauteilen, die für einen Betrieb der Pumpe benötigt werden. Während des Betriebs der Pumpe erzeugen diese Elektronikbauteile Wärme, auch genannt Verlustwärme. Sammelt sich zu viel Wärme in den Elektronikbauteilen, kann ein ordnungsgemäßer Betrieb der Pumpe nicht mehr gewährleistet werden. Es ist gängige Praxis, Verlustwärme über das Fördermedium abzuführen.An electric centrifugal pump has a number of electronic components that are required to operate the pump. During operation of the pump, these electronic components generate heat, also known as heat loss. If too much heat accumulates in the electronic components, proper operation of the pump can no longer be guaranteed. It is common practice to dissipate lost heat via the pumped medium.
Die
Insbesondere in Hinblick auf Fahrzeuge mit einem Elektromotor als Antriebsaggregat gibt es in Fahrzeugen verschiedene Batterie- bzw. Betriebs- oder Bordspannungen, wie z.B. zwischen 12V und 48V. Wenn eine höhere Betriebsspannung für eine Pumpe verwendet wird, werden mehr Elektronikbauteile zum Betrieb der Pumpe benötigt. Diese erzeugen auch mehr Verlustwärme, wodurch ein Abführen der Verlustwärme schwierig sein kann.Especially with regard to vehicles with an electric motor as the drive unit, there are different battery, operating or on-board voltages in vehicles, such as between 12V and 48V. When a higher operating voltage is used for a pump, more electronics are required to operate the pump. These also generate more heat loss, which can make it difficult to dissipate the heat loss.
Um mehr Verlustwärme abführen zu können, kann die Fläche, mittels der Verlustwärme an ein Fördermedium übertragen wird, vergrößert werden. Eine Lösung sind folglich verschieden große Pumpengehäuse, die jedoch mit höheren Entwicklungs- und Produktionskosten einhergehen. Ferner ist der Montageraum, beispielsweise in Fahrzeugen, begrenzt. Eine beliebige Vergrößerung des Gehäuses ist somit nicht möglich.In order to be able to dissipate more heat loss, the area by means of which heat loss is transferred to a pumped medium can be increased. One solution is therefore pump housings of different sizes, which, however, are associated with higher development and production costs. Furthermore, the mounting space, for example in vehicles, is limited. Any enlargement of the housing is therefore not possible.
Letztlich bevorzugen es Fahrzeughersteller, mit Komponenten in gleichbleibender Größe zu arbeiten, um Konstruktions- und Entwicklungskosten nicht zu erhöhen. Ferner sind die Zulieferer bestrebt, Konstruktionslösungen zu finden, die eine hohe Anzahl an Gleichteilen beinhalten und projektübergreifend eingesetzt werden können, um den Kostenvorgaben der Fahrzeughersteller nachkommen zu können. Verwendet dagegen ein Pumpenhersteller eine Vielzahl an kundenspezifischen Gehäusegeometrien, hat dies einen erheblichen Kostennachteil im Wettbewerb zur Folge.Ultimately, vehicle manufacturers prefer to work with components of the same size in order not to increase design and development costs. Suppliers are also striving to find design solutions that contain a large number of identical parts and can be used across projects in order to be able to meet the vehicle manufacturers' cost specifications. On the other hand, if a pump manufacturer uses a large number of customer-specific housing geometries, this results in a considerable cost disadvantage in competition.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich eine Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Kreiselpumpe bereitzustellen, die ein Gehäuse aufweist, in dem verschiedene Leistungskonfigurationen bei guter Wärmeabfuhr verbaut werden können.From the above, one object of the invention is to provide an electric centrifugal pump that has a housing in which different power configurations can be installed with good heat dissipation.
Dieses Problem wird durch die elektrische Kreiselpumpe gemäß dem Hauptanspruch gelöst, wobei abhängige Ansprüche erfindungsgemäße Weiterbildungen und nebengeordnete Ansprüche weitere erfindungsgemäße Aspekte zeigen.This problem is solved by the electric centrifugal pump according to the main claim, with the dependent claims showing further developments according to the invention and the subordinate claims showing further aspects according to the invention.
Die vorstehend genannte elektrische Kreiselpumpe weist auf: ein Gehäuse, das ein Spiralgehäuse, ein Lagergehäuse, und einen Gehäusedeckel umfasst, wobei ein Pumpenrad vom Spiralgehäuse eingehaust ist, welches einen Einlass und einen Auslass aufweist, wobei mit dem Pumpenrad ein Fördermittel vom Einlass zum Auslass gefördert wird, das Pumpenrad über eine Welle von einem Elektromotor angetrieben wird, der in dem Lagergehäuse gelagert ist, wobei der Elektromotor mit Hilfe von Elektronikbauteilen, die auf einer im Lagergehäuse angeordneten Leiterplatte angebracht sind, mit Leistung versorgt wird, die Leiterplatte zumindest teilweise ringförmig und mit einer Zunge ausgebildet ist, der Elektromotor und die Leiterplatte in wärmeübertragendem Kontakt mit dem Fördermittel stehen, das Lagergehäuse einen inneren Ring mit einer Lagerung für die Welle und eine äußere Umrandung umfasst, und der innere Ring und die äußere Umrandung sich von der Leiterplatte in Richtung des Gehäusedeckels erstrecken.The electric centrifugal pump mentioned above has: a housing that includes a volute housing, a bearing housing, and a housing cover, with an impeller being enclosed by the volute housing, which has an inlet and an outlet, with the impeller conveying a delivery medium from the inlet to the outlet the impeller is driven via a shaft by an electric motor which is mounted in the bearing housing, the electric motor being supplied with power by means of electronic components which are mounted on a printed circuit board arranged in the bearing housing, the printed circuit board being at least partially annular and having is formed of a tongue, the electric motor and the circuit board are in heat-transferring contact with the conveying means, the bearing housing comprises an inner ring with a bearing for the shaft and an outer border, and the inner ring and the outer border extend from the circuit board towards the Cover cover extend.
Diese Erfindung sieht erstmals vor, dass die Elektronikbauteile in Abhängigkeit von deren jeweiliger Verlustwärme auf der Leiterplatte angeordnet sind.This invention provides for the first time that the electronic components are arranged on the printed circuit board depending on their respective heat loss.
Durch die Anordnung der Elektronikbauteile in Abhängigkeit von deren jeweiliger Verlustwärme, kann das Ableiten von Wärme optimiert werden. Beispielsweise können dann Elektronikbauteile mit hoher Verlustwärme die entstehende Wärme an das Fördermedium an einer solchen Position abgeben, an der das Fördermedium wärmer als an anderen Positionen ist und/oder an der ein relativ höherer Volumenstrom vorbeiströmt.The dissipation of heat can be optimized by arranging the electronic components depending on their respective heat loss. For example, electronic components with high heat loss can then transfer the resulting heat to the pumped medium at a position where the pumped medium is warmer than at other positions and/or at which a relatively higher volume flow flows.
Ein Vorteil der Erfindung ist, dass das gleiche Pumpengehäuse für eine Mehrzahl von Leistungskonfigurationen mit verschiedenen Betriebsspannungen verwendet werden kann, ohne dass es zu einem Wärmestau kommt. Schädigungen durch Wärme können an Elektronikbauteilen somit vermieden werden.An advantage of the invention is that the same pump housing can be used for a variety of power configurations with different operating voltages without heat build-up occurring. Heat damage to electronic components can thus be avoided.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die Leistungskonfiguration der Elektronikbauteile der Pumpe unabhängiger vom Bauraum in der Pumpe ist. Somit können bei der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe im gleichen Lagergehäuse Konfigurationen für niedrigere und höhere Betriebsspannungen verbaut werden. Das Lagergehäuse fungiert also als Gleichteil, an welchem alle weiteren Bauteile montiert werden. Diese Ausführung ermöglicht eine universelle Montagelinie. Die Montagelinie kann somit für mehrere Projekte eingesetzt werden, was die Auslastung der Montagelinie sowie die Wirtschaftlichkeit erhöht. Für Pumpen mit unterschiedlichen Gehäusestrukturen müssten die Montagelinie entsprechend erweitert werden, um mit einer Montagelinie unterschiedliche Projekte abzudecken. Dies würde je nach Ausführung mit erhöhten Investitionskosten und ggf. einem höheren Platzbedarf für den Maschinenpark einhergehen. Ferner ist die Anfälligkeit für Fehler bei der Montage der Pumpe verringert, da nur ein Lagergehäuse zur Verfügung steht. Eine fertig montierte Leiterplatte kann also in kein „falsches“ Gehäuse eingesetzt werden.Another advantage of the invention is that the power configuration of the electronic components of the pump is more independent of the installation space in the pump. Thus, in the case of the centrifugal pump according to the invention, configurations for lower and higher operating voltages can be installed in the same bearing housing. The bearing housing therefore acts as a common part on which all other components are mounted. This design enables a universal assembly line. The assembly line can thus be used for several projects, which increases the utilization of the assembly line and the cost-effectiveness. For pumps with different housing structures, the assembly line would have to be expanded accordingly in order to cover different projects with one assembly line. Depending on the design, this would entail increased investment costs and possibly a greater space requirement for the machine park. Furthermore, the susceptibility to errors when assembling the pump is reduced since only one bearing housing is available. A fully assembled printed circuit board can therefore not be used in the "wrong" housing.
Spezifisch ist das Lagergehäuse derart gestaltet, dass ohne Änderungen, beispielweise für 12V- und 48V-Elektroniken / Motoren, das gleiche Lagergehäuse verwendbar ist. Der unterschiedliche Leistungsbedarf, wie z.B. 12V / 400W oder 48V / 900W, wird vorrangig über folgende Parameter eingestellt: Motorlänge, Statordrahtstärke, Statorwicklungsdichte und Motordrehzahl. Dabei können die elektrischen Kontakte je nach Leistung und des erforderlichen Leitungsquerschnitts für den elektrischen Strom variieren. Um das Lagergehäuse als Gleichteil zu verwenden, ist das Gehäuse entsprechend des längsten zu verbauenden Motors ausgelegt. Beispielweise ist ein Motor mit 48V / 900W länger als ein Motor mit 12V / 400W.Specifically, the bearing housing is designed in such a way that the same bearing housing can be used without changes, e.g. for 12V and 48V electronics / motors. The different power requirements, such as 12V / 400W or 48V / 900W, are primarily set using the following parameters: motor length, stator wire thickness, stator winding density and motor speed. The electrical contacts can vary depending on the power and the required line cross-section for the electrical current. In order to use the bearing housing as a common part, the housing is designed according to the longest engine to be installed. For example, a 48V/900W motor is longer than a 12V/400W motor.
In einer Ausführungsform sind die Elektronikbauteile so angeordnet, dass die Verlustwärme mit der Drehrichtung des Pumpenrads zunimmt.In one embodiment, the electronic components are arranged in such a way that the heat loss increases with the direction of rotation of the impeller.
Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass Elektronikbauteile mit einer hohen Verlustwärme diese dann an das Fördermittel abgeben, wenn dieses schon erwärmt ist. Der Grund hierfür ist, dass ein Wärmefluss nur bei einer Differenztemperatur entsteht. Das Elektronikbauteil mit großer Verlustwärme kann diese also an ein Fördermittel abgeben, das bereits Verlustwärme anderer Elektronikbauteile mit geringerer Verlustwärme aufgenommen hat. Im gegenteiligen Fall würden Elektronikbauteile mit niedriger Verlustwärme von dem bereits erwärmten Fördermittel aufnehmen und so weiter erwärmt werden. Ferner besteht die Möglichkeit, dass Elektronikbauteile wegen einer geringen Differenztemperatur zwischen Elektronikbauteil und Fördermittel nur eine geringe Wärmemenge der Verlustwärme an das Fluid abgeben.This results in the advantage that electronic components with a high level of heat loss then give this to the conveyor when it is already heated. The reason for this is that a heat flow only occurs at a differential temperature. The electronic component with a large amount of heat loss can therefore transfer this to a funding device that has already absorbed heat loss from other electronic components with less heat loss. In the opposite case, electronic components with low heat loss would absorb the already heated conveying means and be heated further. There is also the possibility that electronic components give off only a small amount of the heat loss to the fluid because of a small difference in temperature between the electronic component and the conveyor.
In einer anderen Ausführungsform sind die Elektronikbauteile mit der größten Verlustwärme auf der Leiterplatte in unmittelbarer Nachbarschaft zum Auslass angeordnet. Das Fördermittel nimmt durch die Elektronikbauteile mit der größten Verlustwärme die meiste Wärme auf und wird danach ausgeleitet.In another embodiment, the electronic components with the greatest loss of heat are arranged on the printed circuit board in the immediate vicinity of the outlet. The conveyor absorbs most of the heat from the electronic components with the greatest loss of heat and is then discharged.
Dies ist vorteilhaft, da auf diese Weise andere Elektronikbauteile möglicherweise keine Wärme mehr oder nur noch in geringem Umfang durch das stark erwärmte Fördermittel aufnehmen. Die Kühlung ist effizienter.This is advantageous because in this way other electronic components may no longer absorb any heat, or only absorb it to a small extent, from the heavily heated conveying means. The cooling is more efficient.
In einer anderen Ausführungsform sind der innere Ring und die äußere Umrandung des Lagergehäuses durch Rippen verbunden, wobei zumindest eine Rippe an der Leiterplatte anliegt.In another embodiment, the inner ring and the outer border of the bearing housing are connected by ribs, with at least one rib bearing against the printed circuit board.
Aufgrund der zumindest einen an der Leiterplatte anliegenden Rippe wird Wärme von der Leiterplatte an das Lagergehäuse abgegeben. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Leiterplatte gekühlt wird. Ferner wird der Effekt vermindert, dass Elektronikbauteile über die Leiterplatte Wärme an andere Elektronikbauteile übertragen. Folglich kann durch mehr oder weniger Rippen an bestimmten Stellen der Wärmefluss auf der Leiterplatte besser gesteuert werden.Due to the at least one rib lying against the printed circuit board, heat is dissipated from the printed circuit board to the bearing housing. This results in the advantage that the printed circuit board is cooled. Furthermore, the effect that electronic components transfer heat to other electronic components via the circuit board is reduced. Consequently, having more or fewer fins in certain locations can better control the heat flow on the circuit board.
Ein weiterer Vorteil der Rippen ist es, dass die Aufnahme für das Lager der Welle gestützt wird. Durch die Verbindung können Kräfte von der Aufnahme über die Rippen bis zur äußeren Umrandung übertragen werden. Diese Kräfte werden verteilt und wirken nicht nur auf den inneren Ring bzw. die Aufnahme für das Lager. Die Aufnahme für das Lager der Welle ist somit stabiler und versteift. Folglich ist eine Lebensdauer der Pumpe erhöht und die Welle läuft ruhiger. Somit wird außerdem das akustische Verhalten der Pumpe positiv beeinflusst.Another benefit of the ribs is that they provide support for the shaft bearing seat. The connection allows forces to be transferred from the mount to the ribs to the outer edge. These forces are distributed and do not only act on the inner ring or the mount for the bearing. The mount for the shaft bearing is therefore more stable and stiffened. Consequently, the service life of the pump is increased and the shaft runs more smoothly. This also has a positive effect on the acoustic behavior of the pump.
In einer anderen Ausführungsform ist zwischen den Rippen ein Winkel zwischen 25° und 150° vorgesehen und die Anzahl der Rippen beträgt zwischen 3 und 14.In another embodiment, the angle between the ribs is between 25° and 150° and the number of ribs is between 3 and 14.
In dieser Ausführungsform werden die Rippen bezüglich ihrer gegenseitigen Position spezifiziert. Eine Ausführung der Rippen nach den Vorgaben dieser Ausführungsform gewährleistet, dass für verschiedene Leistungskonfigurationen ausreichend freier Platz auf der Leiterplatte gegeben ist. Die Eignung für verschiedene Leistungskonfigurationen ist verbessert.In this embodiment, the ribs are specified with respect to their mutual position. Designing the ribs according to the specifications of this embodiment ensures that there is sufficient free space on the circuit board for different power configurations. Suitability for different power configurations is improved.
In einer anderen Ausführungsform umfasst das Lagergehäuse einen Statorsitz, wobei ein Stator des Elektromotors im Statorsitz untergebracht ist, und der Stator mit der Leiterplatte über Kontakte verbunden ist.In another embodiment, the bearing housing includes a stator seat, wherein a stator of the electric motor is housed in the stator seat, and the stator is connected to the printed circuit board via contacts.
In dieser Ausführungsform ist in dem Lagergehäuse der Statorsitz angeordnet. In diesem ist der Stator mit einem entsprechenden Isolationsabstand zwischen den Statordrähten bzw. Wickelköpfen und dem Lagergehäuse untergebracht. Der Isolationsabstand richtet sich hauptsächlich nach dem Material des Lagergehäuses und der an den Statordrähten anliegenden Spannung. Damit der Stator in seiner Position gehalten wird, ist der Stator über einen Querpressverband im Lagergehäuse fixiert. Ferner wird der elektrische Kontakt zwischen Leiterplatte und Stator über die Kontakte hergestellt. Vorteilhafterweise sind diese Kontakte als Steckkontakte gemäß des Stands der Technik ausgeführt, um die Montage einfach und kostengünstig zu halten.In this embodiment, the stator seat is arranged in the bearing housing. The stator is housed in this with a corresponding insulation distance between the stator wires or winding heads and the bearing housing. The insulation distance depends mainly on the material of the bearing housing and the voltage applied to the stator wires. So that the stator is held in its position, the stator is fixed in the bearing housing by means of a transverse interference fit. Furthermore, the electrical contact between the printed circuit board and the stator is established via the contacts. Advantageously, these contacts are designed as plug-in contacts according to the prior art in order to keep assembly simple and inexpensive.
In einer anderen Ausführungsform wird die vorige Ausführungsform spezifiziert. Dabei erstrecken sich die Kontakte zwischen Rippen von der Leiterplatte zum Stator. Diese Spezifizierung vertieft den vorstehend genannten Aspekt des Sicherheitsabstands zwischen Lagergehäuse und Stator.In another embodiment, the previous embodiment is specified. The contacts between the ribs extend from the printed circuit board to the stator. This specification deepens the above aspect of bearing housing-to-stator clearance.
In einer anderen Ausführungsform sind auf oder in der Leiterplatte zumindest zwei Zentrier-Pins und/oder zumindest zwei Buchsen für die Aufnahme der zumindest zwei Zentrier-Pins angeordnet, wobei diese zwischen Rippen an oder in der Leiterplatte befestigt sind. Die Zentrier-Pins stellen einen montierbaren Teil einer/eines Stator-Busbar bzw. einer Stator-Sammelschiene dar, die/ der zu einer Stator-Baugruppe zugeordnet ist, oder sind einstückig mit der/dem Stator-Busbar. Die Zentrier-Pins richten die Leiterplatte direkt zur/zum Stator-Busbar und deren elektrischen Kontakten aus, sodass ein Greifen der Kontakte in die zugehörigen Kontaktstellen der Leiterplatte gewährleistet wird. Eine Ausrichtung der Leiterplatte über Konstruktionselemente in anderen Bauteilen, z.B. dem Lagergehäuse, würde die Kette der fertigungsbedingten Form- und Lagetoleranzen verlängern. Folglich bestünde die Gefahr, dass die Kontakte nicht ineinandergreifen oder derart beschädigt werden, dass kein systemgerechter elektrischer Kontakt vorhanden ist. Durch die Zentrier-Pins kann eine/ein Stator-Busbar auf der Leiterplatte nun ausgerichtet werden. Durch die Position auf der Leiterplatte ist auch eine problemlose und einfache Verbindung mit anderen Bauteilen möglich.In another embodiment, at least two centering pins and/or at least two sockets for receiving the at least two centering pins are arranged on or in the printed circuit board, these being fastened between ribs on or in the printed circuit board. The centering pins represent a mountable part of a stator busbar or a stator busbar, which is assigned to a stator assembly, or are integral with the stator busbar. The centering pins align the circuit board directly to/to the stator busbar and its electrical contacts, so that the contacts can grip into the associated contact points on the circuit board. Alignment of the printed circuit board using design elements in other components, e.g. the bearing housing, would lengthen the chain of production-related form and position tolerances. As a result, there would be a risk that the contacts would not interlock or would be damaged in such a way that there was no electrical contact that was compatible with the system. A stator busbar can now be aligned on the circuit board using the centering pins. Due to the position on the printed circuit board, a problem-free and simple connection with other components is also possible.
In einer anderen Ausführungsform ist die Lagerung für die Welle ein Wälzlager oder ein Gleitlager.In another embodiment, the bearing for the shaft is a roller bearing or a plain bearing.
In einer anderen Ausführungsform besteht das Lagergehäuse aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Aluminium und dessen Legierungen weisen eine gute Wärmeleitfähigkeit auf. Ferner weisen Aluminium und dessen Legierungen eine geringere Dichte als andere metallische Werkstoffe wie Stahl auf. Aluminium und dessen Legierungen sind außerdem für die Anwendung als Lagergehäuse ausreichend chemisch beständig.In another embodiment, the bearing housing is made of aluminum or an aluminum alloy. Aluminum and its alloys have good thermal conductivity. Furthermore, aluminum and its alloys have a lower density than other metallic materials such as steel. Aluminum and its alloys are also sufficiently chemically resistant for use as bearing housings.
Ein weiterer Aspekt offenbart die Verwendung der erfindungsgemäßen elektrischen Kreiselpumpe zur Förderung eines Fördermittels, insbesondere eines Kühlmittels, bei einem Fahrzeug, wie einem Automobil, einem LKW, einem Luftfahrzeug, einem Wasserfahrzeug, einem Roboter, einer Maschine oder ähnlichem. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe in einer der vorstehenden Vorrichtung hat den Vorteil, dass unabhängig von der vorhandenen Betriebsspannung der gleiche Raum für die Pumpe benötigt wird. Das Gehäuse der Pumpe bleibt bei Betriebsspannungen von z.B. 12 V und 48 V gleich groß.A further aspect discloses the use of the electric centrifugal pump according to the invention for delivering a delivery medium, in particular a coolant, in a vehicle such as an automobile, a truck, an aircraft, a watercraft, a robot, a machine or the like. The use of the centrifugal pump according to the invention in one of the above devices has the advantage that the same space is required for the pump, regardless of the existing operating voltage. The housing of the pump remains the same size with operating voltages of e.g. 12 V and 48 V.
Ein weiterer Aspekt offenbart eine Vorrichtung, insbesondere ein Fahrzeug, wie ein Automobil, ein LKW, ein Luftfahrzeug, ein Wasserfahrzeug, ein Roboter, eine Maschine oder ähnliches, mit einer erfindungsgemäßen elektrischen Kreiselpumpe zur Förderung eines Fördermittels, insbesondere eines Kühlmittels.A further aspect discloses a device, in particular a vehicle such as an automobile, a truck, an aircraft, a watercraft, a robot, a machine or the like, with an electric centrifugal pump according to the invention for delivering a delivery medium, in particular a coolant.
Elemente verschiedener Aspekte oder Ausführungsformen können beliebig kombiniert werden, solange der Kombination kein technischer Grund entgegensteht. Es wird außerdem angemerkt, dass benutzte Begriffe oder genannte Beispiele nicht einschränkend gemeint sind, womit auch andere nicht-genannte Beispiele nicht ausgeschlossen werden. Des Weiteren können Elemente, die bei mehreren Ausführungsformen oder Aspekten vorhanden sind, die gleichen Spezifikationen und/oder Variationen aufweisen.Elements of different aspects or embodiments can be arbitrarily combined as long as there is no technical reason to prevent the combination. It is also noted that the terms used or examples given are not meant to be limiting, which also does not exclude other examples not given. Furthermore, elements common to multiple embodiments or aspects may have the same specifications and/or variations.
Es ist denkbar, dass das Gehäuse aus einer größeren Anzahl von Teilen besteht, als beschrieben wird. Beispielsweise kann das Lagergehäuse aus einem Lagergehäuse und einem Motorgehäuse bestehen, kann das Motorgehäuse aus einem Motorgehäuse und einem Gehäusedeckel bestehen oder es kann ein zusätzlicher bzw. zusätzliches Gehäuseteil zur Befestigung an einer Vorrichtung vorhanden sein. Alternativ kann das Gehäuse auch aus weniger Teilen bestehen. Es ist denkbar, dass Teilbereiche des Gehäuses einstückig ausgebildet sind. Ferner ist die äußere Umrandung in ihrer Form nicht festgelegt. Es ist eine ovale, runde oder rechteckige Form oder eine Kombination aus diesen möglich.It is conceivable that the housing consists of a greater number of parts than is described. For example, the bearing housing can consist of a bearing housing and a motor housing, the motor housing can consist of a motor housing and a housing cover, or there can be an additional or additional housing part for attachment to a device. Alternatively, the housing can also consist of fewer parts. It is conceivable that partial areas of the housing are designed in one piece. Furthermore, the shape of the outer border is not fixed. An oval, round or rectangular shape or a combination of these is possible.
Die Elektronikbauteile umfassen beispielsweise Kondensatoren, MOSFETs, Shunts, Steckkontakte, Mikro-Controller, Zentrierbuchsen, Kommunikationseinrichtungen oder ähnliche. Die auf der Leiterplatte montierten Elektronikbauteile sind nicht auf die gezeigten beschränkt. Es können mehr, weniger oder andere Elektronikbauteile montiert werden. Außerdem ist die Positionierung eines Elektronikbauteils nicht auf die in den Figuren gezeigte Positionierung beschränkt.The electronic components include, for example, capacitors, MOSFETs, shunts, plug contacts, microcontrollers, centering sockets, com communication devices or the like. The electronic components mounted on the circuit board are not limited to those shown. More, fewer or different electronic components can be mounted. In addition, the positioning of an electronic component is not limited to the positioning shown in the figures.
Der wärmeübertragbare Kontakt des Elektromotors und der Leiterplatte mit dem Fördermittel kann verschieden ausgebildet sein.The heat-transferrable contact of the electric motor and the printed circuit board with the conveying means can be designed in different ways.
Nach einer Ausführungsform wird der Stator über entsprechende Kontakte mit der Leiterplatte verbunden. Dabei können die Kontakte verschieden ausgeführt sein. Die Kontakte können vollständig aus Metall bestehen. Die Kontakte können allerdings auch aus Kunststoff mit eingezogenen Verbindungsdrähten bestehen oder können aus anderen Elementen bestehen, solange eine ordnungsgemäße elektrische Kontaktierung der Leiterplatte mit dem Stator sowie eine positionsgerechte Ausrichtung der Leiterplatte zum Stator gegeben sind.According to one embodiment, the stator is connected to the printed circuit board via appropriate contacts. The contacts can be designed differently. The contacts can be made entirely of metal. However, the contacts can also be made of plastic with inserted connecting wires or can be made of other elements, as long as there is proper electrical contact between the printed circuit board and the stator and the printed circuit board is correctly positioned relative to the stator.
Es kann jede Art von Lager verwendet werden, solange das Lager verwendungsgemäß eine Rotationsbewegung der Welle zulässt.Any type of bearing can be used as long as the bearing allows the shaft to rotate according to use.
Ferner sind für das Lagergehäuse andere Werkstoffe als Aluminium oder Aluminiumlegierungen verwendbar. Beispielsweise kann Stahl, ein Kunststoff, oder ein Hybridwerkstoff, wie z.B. ein Verbund eines metallischen Lagerträgers mit einem wärmeleitfähigem (faserverstärktem) Kunststoffgehäuse, in welchem der Stator eingespritzt ist, verwendet werden. Gleiches gilt für die Rippen.Furthermore, materials other than aluminum or aluminum alloys can be used for the bearing housing. For example, steel, a plastic, or a hybrid material such as a composite of a metallic bearing support with a thermally conductive (fibre-reinforced) plastic housing in which the stator is injected can be used. The same goes for the ribs.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert.
-
1 zeigt eine Gesamtdarstellung einer erfindungsgemäßen Kreiselpumpe. -
2a zeigt beispielhaft eine Leiterplatte in einer Konfiguration für eine Betriebsspannung von 12V. -
2b zeigt beispielhaft eine Leiterplatte in einer Konfiguration für eine Betriebsspannung von 48V. -
3 ist eine Schnittansicht des Lagergehäuses mit montierter Leiterplatte. -
4 ist eine Schnittansicht der Kreiselpumpe entlang einer Längsachse der Welle mit montiertem Elektromotor.
-
1 shows an overall representation of a centrifugal pump according to the invention. -
2a shows an example of a printed circuit board in a configuration for an operating voltage of 12V. -
2 B shows an example of a printed circuit board in a configuration for an operating voltage of 48V. -
3 Fig. 12 is a sectional view of the bearing housing with the circuit board mounted. -
4 13 is a sectional view of the centrifugal pump along a longitudinal axis of the shaft with the electric motor mounted.
In
Ferner ist in
Im Pumpenbetrieb erzeugen die Elektronikbauteile 10a, 10b, 10c, 10d eine jeweils unterschiedliche Verlustwärme. Dabei erzeugen die Elektronikbauteile 10a die geringste Verlustwärme, die Elektronikbauteile 10b eine größere Verlustwärme als die Elektronikbauteile 10a, die Elektronikbauteile 10c eine größere Verlustwärme als die Elektronikbauteile 10b und die Elektronikbauteile 10d im Verhältnis mit den anderen Elektronikbauteilen die größte Verlustwärme. Die Elektronikbauteile 10a, 10b, 10c, 10d, übertragen erzeugte Verlustwärme über die Leiterplatte 3a und eine Zwischenschicht (nicht gezeigt) an das Fördermittel.In pump operation, the
Wie es in
In
Dabei wird im Vergleich der Leiterplatte 3b in
Des Weiteren sieht man in
In
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Kreiselpumpecentrifugal pump
- 22
- Lagergehäusebearing housing
- 2a2a
- Innerer Ringinner ring
- 2b2 B
- Äußere UmrandungOuter border
- 3a; 3b3a; 3b
- Leiterplattecircuit board
- 3'3'
- ZungeTongue
- 44
- Spiralgehäusevolute casing
- 55
- Einlassinlet
- 66
- Auslassoutlet
- 77
- WelleWave
- 88th
- Pumpenradimpeller
- 99
- Gehäusedeckelhousing cover
- 10a, 10b, 10c, 10d10a, 10b, 10c, 10d
- Elektronikbauteilelectronic component
- 1111
- Anschlussbereichconnection area
- 1212
- Ripperib
- 1616
- Statorstator
- 1818
- KontaktContact
- 2424
- Zentrier-Pincenter pin
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102018123565 A1 [0003]DE 102018123565 A1 [0003]
- US 2001/0033800 A1 [0003]US 2001/0033800 A1 [0003]
- US 2015/0004032 A1 [0003]US 2015/0004032 A1 [0003]
- US 2019/0234425 A1 [0003]US 2019/0234425 A1 [0003]
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20010033800A1 (en) | 2000-04-25 | 2001-10-25 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Magnetic coupling pump |
US20150004032A1 (en) | 2012-01-20 | 2015-01-01 | Yasa Motors Poland Sp. Z O.O. | Wet rotor pump comprising power electronics |
DE102013012143A1 (en) | 2013-07-20 | 2015-01-22 | Daimler Ag | Coolant pump for a motor vehicle for cooling an internal combustion engine or an alternative drive device |
DE102015213201A1 (en) | 2014-07-15 | 2016-02-18 | Borgwarner Inc. | COOLANT PUMP WITH HEAT SINK TO COOLANT |
DE102015221149A1 (en) | 2015-10-29 | 2017-05-04 | Robert Bosch Gmbh | Control device for a transmission control of a motor vehicle |
EP3218606B1 (en) | 2014-11-13 | 2019-02-13 | Caprari S.p.A. | Electric pump with closed loop cooling system |
US20190234425A1 (en) | 2016-11-11 | 2019-08-01 | Shinano Kenshi Co., Ltd. | Electric pump |
DE102018123565A1 (en) | 2018-09-25 | 2020-03-26 | Nidec Gpm Gmbh | Dry-running pump with ring condenser |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4138111B2 (en) * | 1998-06-18 | 2008-08-20 | アスモ株式会社 | Fluid pump device |
EP2920423B1 (en) * | 2012-10-29 | 2020-01-08 | Pierburg Pump Technology GmbH | Automotive electric liquid pump |
DE102017214997A1 (en) * | 2017-08-28 | 2019-02-28 | Mahle International Gmbh | Electric fluid pump |
US20210239122A1 (en) * | 2018-06-08 | 2021-08-05 | Pierburg Pump Technology Gmbh | Electric coolant pump |
US11808267B2 (en) * | 2018-06-08 | 2023-11-07 | Pierburg Pump Technology Gmbh | Electric coolant pump |
CN209781304U (en) * | 2019-04-09 | 2019-12-13 | 广东骏驰科技股份有限公司 | Centrifugal pump |
-
2020
- 2020-12-07 DE DE102020132449.9A patent/DE102020132449A1/en not_active Ceased
-
2021
- 2021-10-21 WO PCT/EP2021/079246 patent/WO2022122235A1/en active Application Filing
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20010033800A1 (en) | 2000-04-25 | 2001-10-25 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Magnetic coupling pump |
US20150004032A1 (en) | 2012-01-20 | 2015-01-01 | Yasa Motors Poland Sp. Z O.O. | Wet rotor pump comprising power electronics |
DE102013012143A1 (en) | 2013-07-20 | 2015-01-22 | Daimler Ag | Coolant pump for a motor vehicle for cooling an internal combustion engine or an alternative drive device |
DE102015213201A1 (en) | 2014-07-15 | 2016-02-18 | Borgwarner Inc. | COOLANT PUMP WITH HEAT SINK TO COOLANT |
EP3218606B1 (en) | 2014-11-13 | 2019-02-13 | Caprari S.p.A. | Electric pump with closed loop cooling system |
DE102015221149A1 (en) | 2015-10-29 | 2017-05-04 | Robert Bosch Gmbh | Control device for a transmission control of a motor vehicle |
US20190234425A1 (en) | 2016-11-11 | 2019-08-01 | Shinano Kenshi Co., Ltd. | Electric pump |
DE102018123565A1 (en) | 2018-09-25 | 2020-03-26 | Nidec Gpm Gmbh | Dry-running pump with ring condenser |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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