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Die Erfindung betrifft eine Ölpumpe eines Kraftfahrzeugs, aufweisend einen Pumpenkopf und einen elektromotorischen Antrieb sowie eine Elektronikeinheit.
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Eine elektrische Ölpumpe und insbesondere auch eine sogenannte Hilfs- oder Zusatzpumpe dient zum Fördern von Öl für Steuerungsaufgabe oder zur Kühlung für insbesondere bewegte Teile oder Komponenten, beispielsweise auch eines verbrennungsmotorisch, hybridtechnisch oder elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (Kraftfahrzeugs). Eine derartige Ölpumpe erzeugt üblicherweise aufgrund deren Fördereigenschaften einen Ölkreislauf, mit einem Druck- und Volumenstrom. Eine beispielsweise elektrisch oder elektromotorisch angetriebene Hilfs- oder Zusatzpumpe dient häufig zur zumindest zeitweisen Schmierung oder Zusatzschmierung von Getriebeteilen eines Fahrzeuggetriebes, insbesondere eines Automatikgetriebes. Das geförderte Öl dient auch zur Kühlung der Komponenten oder Zusatzkomponenten des Antriebsstranges eines derartigen Fahrzeugs.
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Aus der
DE 10 2018 212 145 A1 ist eine als elektrische oder elektromotorische Pumpenaggregat ausgeführte Ölpumpe mit einem Pumpenkopf und mit einem den Pumpenkopf antreibenden Elektromotor bekannt. Zur Steuerung und/oder Regelung des Elektromotors umfasst die Ölpumpe eine (Pumpen-)Elektronik. Die Elektronik weist unter anderem eine elektronische Schaltung, Sensoren und/oder eine elektronische Verbindung an einen Kabelbaum des Fahrzeugs auf. Die Elektronik ist geeigneterweise innerhalb eines im Wesentlichen geschlossenen Elektronikfachs einer Elektronikeinheit verbaut.
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In einer typischen Einbausituation ist die Elektronikeinheit- und somit die Elektronik - zusammen mit der Ölpumpe in einem Ölsumpf des Fahrzeuggetriebes angeordnet. Hierbei liegt die Elektronikeinheit vollständig oder zumindest teilweise direkt im Öl ein.
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Derartige Elektronikgehäuse sind für relativ große Temperaturbereiche auszulegen beziehungsweise konstruktiv zu gestalten. Der zu beherrschende oder zu berücksichtigende Temperaturbereich im Ölsumpf liegt typischerweise zwischen beispielsweise -40°C und +130°C. Zu berücksichtigen ist hierbei auch, dass das verwendete Schmiermittel (Öl) eine Viskosität aufweist, die temperaturabhängig ist und mit zunehmender Temperatur abnimmt, das heißt bei niedrigeren Temperaturen größer ist als bei höheren Temperaturen. Ferner kann das eingesetzte Schmiermittel oder Öl aggressive Additive aufweisen, welche die Elektronik angreifen und schädigen können.
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Insbesondere bei höheren Betriebstemperaturen oder bei betriebsbedingt steigenden Temperaturen nimmt daher auch die Gefahr von Leckagen zu. Grund hierfür ist, dass einerseits die Vermeidung von Leckagen ein entsprechend dichtes Elektronikfach bedingt, während andererseits aufgrund der hohen Temperaturschwankungen Materialdehnungen der Elektronikeinheit bei zunehmenden Temperaturen und damit sinkender Viskosität des eingesetzten Öls oder Schmiermittels zunehmend zu Leckagen neigen, welche bei niedrigen Temperaturen und somit hoher Viskosität des Öls beziehungsweise des Schmiermittels eine vergleichsweise wenig ausgeprägte Neigung zeigen. Nachteiligerweise verstärken Druckänderungen der im Elektronikfach eingeschlossenen Luft derartige Neigungen zu Leckagen, sodass hohe mechanische Anforderungen an die Fluiddichtigkeit des Elektronikfachs gestellt sind.
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In der Regel ist bei solchen Elektronikfächern daher zumindest eine gewisse Leckage zulässig. Mit anderen Worten ist eine bestimmte Menge an Öl spezifiziert, welche in das Elektronikfach eintreten darf, beziehungsweise welche sich in dem Elektronikfach beziehungsweise auf der Elektronik befinden darf. Ein übermäßiger oder unzulässiger Eintritt von Öl ist jedoch zum Schutz der Elektronik zu vermeiden.
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Die
JP 2017 - 125 452 A offenbart eine elektrische Ölpumpe mit einer Harz-Ölsammelnut als Auffangbecken für in die Elektronik eintretendes Öl. Die Ölsammelnut ist mit einem körnigen Ölabsorptionselement gefüllt, wobei metallische Erderfassungselektroden an oberen Positionen des Ölabsorptionselements in einem vorbestimmten Abstand angeordnet sind. Wenn eine Spannung zwischen den Elektroden angelegt wird, wird die elektrostatische Kapazität erfasst. Wenn Öl in die Ölsammelnut einströmt und somit die Elektroden in das Öl eingetaucht sind, wird ein elektrostatischer Kapazitätswert gemessen.
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In der US 2018 / 0 115 223 A1 ist ein Elektromotor beschrieben, welcher ein Absorptionselement aufweisen kann.
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Die
DE 10 2015 217 020 A1 offenbart eine Motorbaugruppe, bei welcher die Elektronik fluid- oder öldicht in einer Gehäuseausbuchtung angeordnet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete Ölpumpe anzugeben.
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Die hinsichtlich der Ölpumpe wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Ölpumpe ist als ein elektrisches oder elektromotorisches Pumpenaggregat ausgeführt. Die Ölpumpe weist hierbei einen Pumpenkopf zur Förderung eines Öls, sowie einen damit antriebstechnisch gekoppelten elektromotorischen Antrieb auf. Zur Steuerung und/oder Regelung sowie zur elektrischen Kontaktierung ist eine Elektronikeinheit vorgesehen.
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Die Elektronikeinheit weist hierbei einen spritzgegossenen Elektronikträger und einen insbesondere metallischen Deckel auf, zwischen denen ein Elektronikfach zur Aufnahme einer darin angeordneten Elektronik vorgesehen ist.
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Der Elektronikträger ist als ein Spritzgussteil ausgeführt. Bevorzugterweise wird hierzu ein thermoplastisches Kunststoffmaterial verwendet, das chemisch inert bezüglich eines Kontakts mit dem Öl ist, bevorzugterweise ein Polyamid- (PA), Polybutylenterephthalat- (PBT), oder Polyphenylensulfid-Material (PPS). Dadurch ist ein mechanisch stabiler Elektronikträger bereitgestellt. Der Deckel ist beispielsweise ein Druckgussteil aus einem Aluminiummaterial und wirkt somit auch als ein Kühldeckel für die Elektronik.
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Erfindungsgemäß ist in dem Elektronikfach ein Absorptionselement zur Absorption von Öl und/oder Feuchtigkeit vorgesehen. Dies bedeutet, dass ein in das Elektronikfach eintretendes Öl und/oder eine eintretende Feuchtigkeit von dem Absorptionselement absorbiert, also aufgenommen oder gebunden oder gehalten wird, so dass sich das Öl und/oder die Feuchtigkeit nicht frei im Elektronikfach bewegen kann. Mit anderen Worten wird eine eintretende Flüssigkeit von dem Absorptionselement vorzugsweise schwammartig aufgesaugt, und in dem Absorptionselement gehalten. Dadurch wird ein ungewünschter Kontakt von Flüssigkeit mit der Elektronik vermieden. Durch das Absorptionselement innerhalb des Elektronikfachs sind somit Spezifikationen hinsichtlich einer zulässigen Flüssigkeitsmenge innerhalb der Elektronikeinheit einfacher einzuhalten.
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Die Konjunktion „und/oder“ ist hier und im Folgenden derart zu verstehen, dass die mittels dieser Konjunktion verknüpften Merkmale sowohl gemeinsam als auch als Alternativen zueinander ausgebildet sein können.
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Bei der Ölpumpe handelt es sich vorzugsweise um eine elektromotorische Hilfs- oder Zusatzpumpe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere eine Ölpumpe zur Schmierung von Getriebeteilen eines Fahrzeuggetriebes. Das geförderte Fluid ist hierbei zweckmäßigerweise Öl, beispielsweise ATF-ÖI (Automatic transmission fluid), und dient beispielsweise auch zur Kühlung der Komponenten oder Zusatzkomponenten eines Antriebsstranges eines derartigen Kraftfahrzeugs. Der Begriff Öl ist hierbei insbesondere nicht einschränkend auf mineralische Öle zu verstehen. Vielmehr können auch ein vollsynthetisches oder teilsynthetisches Öl, ein Silikonöl oder andere ölartige Flüssigkeiten wie beispielsweise eine Hydraulikflüssigkeit oder ein Kühlschmierstoff verwendet werden. Der Begriff Feuchtigkeit oder Feuchte bezieht sich hierbei insbesondere auf eine Anwesenheit von Wasser.
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In einer denkbaren Ausführungsform ist das Absorptionselement aus einem Filzmaterial, also als ein textiles Flächengebilde aus einem Fasergut, ausgeführt. Dadurch ist ein konstruktiv einfaches und kostengünstiges Absorptionselement realisiert.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Absorptionsmaterial ein Bindemittel für das Öl und/oder die Feuchtigkeit auf. Mit anderen Worten ist ein Bindemittel in dem Absorptionsmaterial eingebettet oder aufgenommen, oder das Absorptionsmaterial ist zumindest teilweise aus einem Bindemittelmaterial hergestellt. Dadurch ist eine besonders sichere Aufnahme und Bindung der eintretenden Flüssigkeit gewährleistet.
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Unter einem Bindemittel wird hier und im Folgenden insbesondere ein Stoff oder Material verstanden, welches an den Phasengrenzen zu dem Öl und/oder der Feuchtigkeit chemische Bindungen herstellt oder begünstigt oder Effekte wie Kohäsion, Adsorption und Adhäsion bzw. Reibung auslöst oder vergrößert. Das Bindemittel bindet das Öl und/oder die Feuchtigkeit, indem es diese aufnimmt, anlagert, zusammenhält, vernetzt oder verklebt.
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Die Elektronik weist beispielsweise eine Platine oder Leiterplatte auf, welche mittels Abstandselementen beabstandet zu einem Boden des Elektronikträgers gehalten ist. Der Boden des Elektronikträgers ist in einem Einbauzustand der Ölpumpe vorzugsweise etwa parallel zum Untergrund angeordnet, so dass durch die beabstandete Anordnung oder Halterung der Platine zum Boden ein Kontakt von eindringendem Öl und der Elektronik vermieden wird.
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Erfindungsgemäß ist das Absorptionselement auf der Elektronik, insbesondere auf der Platine angeordnet, wodurch der Schutz der Elektronik vor eintretenden Flüssigkeiten verbessert wird.
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Erfindungsgemäß wird ein Absorptionselement verwendet um eintretendes (Leckage-)ÖI in einem Elektronikfach einer Ölpumpe zu absorbieren.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in schematischen und vereinfachten Darstellungen:
- 1 in Seitenansicht eine Ölpumpe mit einem Pumpenkopf und einem Antrieb sowie einer Elektronikeinheit, und
- 2 in Schnittdarstellung ein Elektronikfach der Elektronikeinheit.
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Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die in 1 gezeigte Ölpumpe 2 ist als ein Pumpenaggregat mit einem Pumpenkopf 4 und mit einem Antrieb 6 sowie mit einer Elektronikeinheit 8 ausgeführt. In dem Pumpenkopf 4 ist beispielsweise ein Gerotor als Fördereinrichtung aufgenommen. Der Antrieb 6 beziehungsweise der Elektromotor ist stirnseitig zu dem Pumpenkopf 4 angeordnet. Der Antrieb 6 ist als ein bürstenloser Elektromotor, insbesondere als ein Innenläufer mit einem gehäuselosen Stator, ausgeführt. Der Antrieb 6 beziehungsweise der Elektromotor ist mit einer Elektronik 10 gekoppelt, welche in einem Elektronikfach 12 der Elektronikeinheit 8 angeordnet ist (2).
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Die Elektronikeinheit 8 weist einen Elektronikträger 14 und einen Deckel 16 auf, zwischen denen das Elektronikfach 12 gebildet ist. Der Elektronikträger 14 ist als ein thermoplastisches Spritzgussteil mit integrierten Stanzgitter oder Leiterbahnen ausgeführt, wobei der Deckel 16 insbesondere als ein Aluminium-Druckgussteil ausgebildet ist. Zwischen dem Deckel 16 und dem Elektronikträger 14 ist eine Dichtung 18 zur Abdichtung des Elektronikfachs 12 vorgesehen.
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An den Boden des Elektronikfachs 12 beziehungsweise des Elektronikträgers 14 sind eine Anzahl von Abstandselementen 20 als Halterungen oder Fortsätze angeformt, mittels welchen eine Platine 22 der Elektronik 10 beabstandet zum Boden gehalten ist. Unterhalb der Platine 22 ist ein Absorptionselement 24 am Boden des Elektronikträgers 14 angeordnet, mittels welchem Öl, welches in das Elektronikfach 12 eintritt, absorbiert wird. Das Absorptionselement 24 ist beispielsweise aus einem Filzmaterial hergestellt. Vorzugsweise weist das Absorptionselement 24 ein Bindemittel für das Öl auf.
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Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale im Rahmen der offenbarten Ansprüche auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
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So ist es beispielsweise möglich, das Absorptionselement 24 auf der Elektronik 10, insbesondere auf der Platine 22, anzuordnen. Weiterhin kann das Absorptionselement 24 bzw. dessen Bindemittel zusätzlich oder alternativ auch für das Absorbieren oder Binden von Feuchtigkeit, insbesondere von Wasser, ausgeführt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Ölpumpe
- 4
- Pumpenkopf
- 6
- Antrieb
- 8
- Elektronikeinheit
- 10
- Elektronik
- 12
- Elektronikfach
- 14
- Elektronikträger
- 16
- Deckel
- 18
- Dichtung
- 20
- Abstandselement
- 22
- Platine
- 24
- Absorptionselement
