DE102021111682A1 - Centrifugal pump with wet-running electric motor - Google Patents

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Abstract

Kreiselpumpe (2) mit nasslaufendem Elektromotor (14) zum Fördern eines Fördermediums, aufweisend ein Pumpengehäuse (4) mit einem Motorraum (4c) und einem Pumpenraum (4b), eine Steuerungseinheit (26), eine Welle (8), mit der ein Pumpenlaufrad (6) drehfest verbunden ist, und einen Elektromotor (14), der das Pumpenlaufrad (6) über die Welle (8) antreibt, mit Rotor (16) und Stator (18), wobei zwischen dem Rotor (16) und dem Stator (18) ein Luftspalt angeordnet ist, und der Rotor (16) mit der Welle (8) in drehfester Verbindung ist und von dem Fördermedium zumindest teilweise umströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (18) aus einem weichmagnetischen Sinterwerkstoff gefertigt ist.Centrifugal pump (2) with a wet-running electric motor (14) for pumping a pumped medium, having a pump housing (4) with a motor chamber (4c) and a pump chamber (4b), a control unit (26), a shaft (8) with which a pump impeller (6) is non-rotatably connected, and an electric motor (14), which drives the pump impeller (6) via the shaft (8), with a rotor (16) and stator (18), with between the rotor (16) and the stator ( 18) an air gap is arranged, and the rotor (16) is non-rotatably connected to the shaft (8) and the pumped medium flows at least partially around it, characterized in that the stator (18) is made of a soft-magnetic sintered material.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit nasslaufendem Elektromotor zum Fördern eines Fördermediums, eine Verwendung der Kreiselpumpe, einem Kühlmittelsystem mit der Kreiselpumpe und einem Verfahren zur Herstellung des gesinterten Stators.The present invention relates to a centrifugal pump with a wet-running electric motor for conveying a delivery medium, a use of the centrifugal pump, a coolant system with the centrifugal pump and a method for producing the sintered stator.

Kreiselpumpen mit einem nasslaufenden Elektromotor sind aus dem Stand der Technik bekannt. Herkömmlicherweise wird der fördermitteldurchspülte Raum mittels eines Spalttopfes vom trocknen Raum räumlich getrennt, um eine verbesserte Abdichtung zu erreichen. Ein Spalttopf vergrößert dabei den Abstand zwischen Rotor und Stator. Ein vergrößerter Abstand zwischen Rotor und Stator bewirkt einen Leistungsverlust des Elektromotors, der herkömmlicherweise durch eine größere Dimensionierung des gesamten Elektromotors ausgeglichen wird.Centrifugal pumps with a wet-running electric motor are known from the prior art. Conventionally, the space flushed through with the conveying agent is spatially separated from the dry space by means of a containment shell in order to achieve improved sealing. A can increases the distance between rotor and stator. An increased distance between rotor and stator results in a loss of power in the electric motor, which is conventionally compensated for by larger dimensions of the entire electric motor.

Eine größere Dimensionierung des gesamten Elektromotors insbesondere dann unerwünscht, wenn der Bauraum für die Kreiselpumpe begrenzt ist. Um diesen Nachteil zu überwinden, gibt es Kreiselpumpen mit nasslaufendem Elektromotor ohne Spalttopf. Bei diesen wird entweder die Abdichtung des trockenen Raumes anderweitig sichergestellt oder der Stator gegen Feuchtigkeit unempfindlich gefertigt.A larger dimensioning of the entire electric motor is particularly undesirable when the installation space for the centrifugal pump is limited. To overcome this disadvantage, there are centrifugal pumps with a wet-running electric motor without a containment shell. With these, either the sealing of the dry space is otherwise ensured or the stator is made insensitive to moisture.

Beispielsweise zeigt die DE 10 2017 104 837 eine Kreiselpumpe mit nasslaufendem Elektromotor. In dieser werden Stapel aus Statorblechen galvanisch beschichtet, um sie gegen Flüssigkeit abzudichten. Allerdings gibt es zwischen den einzelnen Statorblechen eines Stapels keine weiterführende Dichtung gegen Flüssigkeit. Folglich kann Feuchtigkeit in einen Stapel eindringen, wodurch die Funktionalität des Elektromotors durch Korrosion beeinträchtigt wird.For example, the DE 10 2017 104 837 a centrifugal pump with a wet-running electric motor. In this, stacks of stator laminations are galvanically coated in order to seal them against liquids. However, there is no further seal against liquid between the individual stator laminations of a stack. As a result, moisture can enter a stack, reducing the functionality of the electric motor through corrosion.

Hieraus ergibt sich die Aufgabe, eine Kreiselpumpe mit nasslaufendem Elektromotor ohne Spalttopf zu schaffen, bei der ein Stator des Elektromotors gegen Feuchtigkeit abgedichtet ist.This results in the task of creating a centrifugal pump with a wet-running electric motor without a containment shell, in which a stator of the electric motor is sealed against moisture.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Kreiselpumpe gelöst. Die erfindungsgemäße Kreiselpumpe mit nasslaufendem Elektromotor zum Fördern eines Fördermediums, weist auf: ein Pumpengehäuse mit einem Motorraum und einem Pumpenraum, eine Steuerungseinheit, eine Welle, mit der ein Pumpenlaufrad drehfest verbunden ist, und einen Elektromotor, der das Pumpenlaufrad über die Welle antreibt, mit Rotor und Stator, wobei zwischen dem Rotor und dem Stator ein Luftspalt angeordnet ist, und der Rotor mit der Welle in drehfester Verbindung ist und von dem Fördermedium zumindest teilweise umströmt wird.This object is achieved by the centrifugal pump according to the invention. The centrifugal pump according to the invention with a wet-running electric motor for pumping a pumped medium has: a pump housing with a motor compartment and a pump compartment, a control unit, a shaft to which a pump impeller is connected in a rotationally fixed manner, and an electric motor that drives the pump impeller via the shaft Rotor and stator, an air gap being arranged between the rotor and the stator, and the rotor being non-rotatably connected to the shaft and the pumped medium flows at least partially around it.

Dabei weist die erfindungsgemäße Kreiselpumpe erstmals auf, dass der Stator aus einem weichmagnetischen Sinterwerkstoff gefertigt ist. Durch die Fertigung des Stators aus einem weichmagnetischen Sinterwerkstoff ist es möglich, dass Zwischenräume minimiert werden. Somit kann ein Eindringen von Flüssigkeit und folglich eine Korrosion des Stators vermindert werden.The centrifugal pump according to the invention has for the first time that the stator is made of a soft-magnetic sintered material. By manufacturing the stator from a soft-magnetic sintered material, it is possible to minimize gaps. Thus, liquid intrusion and consequent corrosion of the stator can be reduced.

Die Korrosionsvermeidung ermöglicht es, dass der nasslaufende Elektromotor ohne Spalttopf funktionsfähig bleibt, ohne dass der Stator übermäßig korrodiert. Somit ist eine Kreiselpumpe bereitgestellt, die eine geringe Dimensionierung bei hoher Effizienz einnimmt, wobei der Stator eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit hat.The prevention of corrosion makes it possible for the wet-running electric motor to remain functional without a containment shell, without the stator being excessively corroded. Thus, there is provided a centrifugal pump which is small-sized with high efficiency, with the stator having improved corrosion resistance.

In einer Ausführungsform sind einzelne Partikel des Sinterwerkstoffs des Stators mit einem flüssigkeitsdichtenden Material ummantelt.In one embodiment, individual particles of the sintered material of the stator are coated with a liquid-tight material.

In dieser Ausführungsform ist die Abdichtung des Stators durch eine Ummantelung der einzelnen Partikel des Sinterwerkstoffs erhöht. Die Korrosionsbeständigkeit des Stators ist verbessert.In this embodiment, the sealing of the stator is increased by encasing the individual particles of the sintered material. The corrosion resistance of the stator is improved.

In einer Ausführungsform ist der Stator mit einem flüssigkeitsdichten Mittel imprägniert. Durch die Imprägnierung des Stators, beispielsweise im Vakuum, können Zwischenräume zwischen Partikeln des weichmagnetischen Sintermaterials gegen ein Eindringen von Flüssigkeit abgedichtet werden. Dabei wird mit einem Stoff imprägniert, der flüssigkeitsdicht ist. Somit ist der Schutz vor Korrosion noch weiter verbessert.In one embodiment, the stator is impregnated with a liquid-tight agent. By impregnating the stator, for example in a vacuum, gaps between particles of the soft-magnetic sintered material can be sealed against the ingress of liquid. It is impregnated with a material that is impermeable to liquids. This improves the protection against corrosion even further.

In einer Ausführungsform ist der Stator aus Stahl gefertigt. Stahl ist als Material für einen Stator gut geeignet. Zum einen ist Stahl ferromagnetisch und begünstigt damit die Entstehung eines Magnetfelds um den Stator. Zum anderen kann eine Stahllegierung gewählt sein, die Legierungselemente enthält, die von sich aus Korrosion vermindern, wie beispielsweise Chrom.In one embodiment, the stator is made of steel. Steel is well suited as a material for a stator. On the one hand, steel is ferromagnetic and thus promotes the creation of a magnetic field around the stator. On the other hand, a steel alloy can be selected that contains alloying elements that inherently reduce corrosion, such as chromium.

In einer Ausführungsform ist der Stator aus einem ferritischen und/oder korrosionsarmen Stahl gefertigt. Dabei gelten die Vorteile der vorigen Ausführungsform. In dieser Ausführungsform ist der Werkstoff für den Stator spezifiziert. Ferritische Stähle weisen im Allgemeinen einen Chromgehalt von wenigstens 10 % auf. Die Korrosionsbeständigkeit ist folglich gut. Außerdem verhindert Chrom bei ferritischen Stählen eine Gefügeänderung unter Wärmeeinwirkung, weshalb das Sintern als Verfahren zum Fertigen des Stators günstig ist.In one embodiment, the stator is made from a ferritic and/or low-corrosion steel. The advantages of the previous embodiment apply here. In this embodiment, the material for the stator is specified. Ferritic steels generally have a chromium content of at least 10%. The corrosion resistance is therefore good. In addition, in the case of ferritic steels, chromium prevents a structural change under the influence of heat, which is why sintering is a favorable method for manufacturing the stator.

In einer Ausführungsform ist die Steuerungseinheit an einem Aluminiumdeckel fixiert, wobei der Aluminiumdeckel auf der vom Pumpenlaufrad abgewandten Seite des Rotors angeordnet ist.In one embodiment, the control unit is fixed to an aluminum cover, with the aluminum cover being arranged on the side of the rotor facing away from the pump impeller.

Diese Anordnung der Steuerungseinheit und des Aluminiumdeckels ist vorteilhaft, da die Kreiselpumpe noch weniger Raum einnimmt. Aufgrund der Befestigung der Steuerungseinheit am Aluminiumdeckel ist ferner die Montage der Kreiselpumpe vereinfacht. Eine umständliche Kabelführung wird also vermieden.This arrangement of the control unit and the aluminum cover is advantageous because the centrifugal pump takes up even less space. Mounting the centrifugal pump is also simplified due to the attachment of the control unit to the aluminum cover. Cumbersome cable routing is thus avoided.

Eine Weiterbildung der vorstehenden Ausführungsform die Steuerungseinheit Wärme an den Aluminiumdeckel übertragt und der Aluminiumdeckel Wärme an im Motorraum befindliches Fördermedium überträgt.A development of the above embodiment, the control unit transfers heat to the aluminum cover and the aluminum cover transfers heat to the pumped medium located in the engine compartment.

Durch die Weiterbildung der Ausführungsform ist die Kühlung der Steuerungseinheit verbessert. Die Steuerungseinheit überträgt ihre Verlustwärme an den Aluminiumdeckel kontaktil. Auf diese Weise wird die Verlustwärme effizient übertragen. Aufgrund der Positionierung des Aluminiumdeckels wird die Verlustwärme nachfolgend an das Fördermedium übertragen.The further development of the embodiment improves the cooling of the control unit. The control unit transfers its lost heat to the aluminum cover by contact. In this way, the heat loss is efficiently transferred. Due to the positioning of the aluminum cover, the heat loss is then transferred to the pumped medium.

In einer Ausführungsform weist der Stator einen axial verlängerten ringförmigen Abschnitt auf, der radial innen einstückig mit dem Stator ausgebildet ist, und ist der axial verlängerte ringförmige Abschnitt an dem Pumpengehäuse oder an dem Pumpengehäuse und dem Aluminiumdeckel über ein Dichtmittel fixiert.In one embodiment, the stator has an axially elongated annular portion formed integrally with the stator radially inside, and the axially elongated annular portion is fixed to the pump housing or to the pump housing and the aluminum cover via a sealant.

Der axial verlängerte ringförmige Abschnitt fixiert den Stator am Pumpengehäuse oder, falls der Aluminiumdeckel verbaut ist, zwischen dem Pumpengehäuse und dem Aluminiumdeckel. Dabei ist der axial verlängerte ringförmige Abschnitt in eine Nut eingeführt, in die ein Dichtmittel eingelegt ist. Das Dichtmittel ist dabei so ausgeführt, dass es den axial verlängerten ringförmigen Abschnitt hält. Somit ist eine Abdichtung des trockenen Raums um den Stator gegeben.The axially extended annular section fixes the stator to the pump housing or, if the aluminum cover is installed, between the pump housing and the aluminum cover. In this case, the axially extended annular section is inserted into a groove into which a sealant is inserted. The sealing means is designed in such a way that it holds the axially extended annular section. Thus, the dry space around the stator is sealed.

In einer Weiterbildung der vorstehenden Ausführungsform ist das Dichtmittel aus einem Elastomer gefertigt. Dies ist vorteilhaft, da ein Elastomer einerseits flüssigkeitsdicht ist und andererseits die Eigenschaft besitzt, sich an Formen anzupassen. Das Dichtmittel schmiegt sich um den axial verlängerten ringförmigen Abschnitt, sodass im Ergebnis ein flüssigkeitsdichter Formschluss entsteht.In a further development of the above embodiment, the sealing means is made from an elastomer. This is advantageous because an elastomer is liquid-tight on the one hand and has the property of conforming to shapes on the other. The sealant nestles around the axially extended ring-shaped section, resulting in a liquid-tight form fit.

In einem Aspekt der Erfindung offenbart die Verwendung der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe als Kühlmittelpumpe.One aspect of the invention discloses the use of the centrifugal pump according to the invention as a coolant pump.

Die Kreiselpumpe ist in der Verwendung als Kühlmittelpumpe gut geeignet. Insbesondere ist die Verwendung der Kreiselpumpe als Kühlmittelpumpe vorteilhaft, da ein nasslaufender Elektromotor verwendet wird. Die Wärme des Rotors und die Verlustwärme elektronischer Bauteile können effizient abgeleitet werden. Ferner haben Kühlmittel im Allgemeinen auch schmierende Eigenschaften, sodass ein Wellenlager geschmiert wird.The centrifugal pump is well suited for use as a coolant pump. In particular, the use of the centrifugal pump as a coolant pump is advantageous since a wet-running electric motor is used. The heat from the rotor and the heat lost from electronic components can be dissipated efficiently. Furthermore, coolants also generally have lubricating properties, so that a shaft bearing is lubricated.

Ein Aspekt der Erfindung offenbart ein Kühlmittelsystem mit einem Kühlmittelbehälter, Kühlmittelleitungen und einer erfindungsgemäßen Kreiselpumpe. In Anlehnung an die Verwendung der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe als Kühlmittelpumpe, zeigt dieser Aspekt die Einbindung der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe als Kühlmittelpumpe in einem Kühlmittelsystem. Hierbei pumpt die erfindungsgemäße Kreiselpumpe ein Kühlmittel aus einem Kühlmittelbehälter durch Kühlmittelleitungen.One aspect of the invention discloses a coolant system with a coolant tank, coolant lines and a centrifugal pump according to the invention. Based on the use of the centrifugal pump according to the invention as a coolant pump, this aspect shows the integration of the centrifugal pump according to the invention as a coolant pump in a coolant system. Here, the centrifugal pump according to the invention pumps a coolant from a coolant tank through coolant lines.

Ein Aspekt der Erfindung offenbart ein Verfahren zum Fertigen eines Stators aus einem weichmagnetischen Sinterwerkstoffs, das die Schritte aufweist:

  1. a) Ummanteln einzelner Partikel eines Sinterwerkstoffs mit einem flüssigkeitsdichtenden Material,
  2. b) Sintern der ummantelten Partikel in Statorform, und
  3. c) Imprägnieren des gesinterten Stators mit einem flüssigkeitsdichtenden Mittel.
One aspect of the invention discloses a method for manufacturing a stator from a soft magnetic sintered material, which has the steps:
  1. a) Coating individual particles of a sintered material with a liquid-tight material,
  2. b) sintering the coated particles in stator form, and
  3. c) impregnating the sintered stator with a liquid sealant.

In diesem Aspekt offenbart die Erfindung ein Verfahren zum Fertigen eines erfindungsgemäßen Stators aus einem weichmagnetischen Sinterwerkstoff.In this aspect, the invention discloses a method for manufacturing a stator according to the invention from a soft-magnetic sintered material.

Die genannten Materialien und Ausgestaltungen sind beispielhaft. Es können andere Materialien oder Ausgestaltungen von Teilen ausgeführt sein, solange die Funktionsweise der Kreiselpumpe nicht beeinträchtigt ist.The materials and configurations mentioned are exemplary. Other materials or configurations of parts can be implemented as long as the functioning of the centrifugal pump is not impaired.

Beispielsweise kann es sich bei dem flüssigkeitsdichtenden Material um einen Kunststoff, ein Kunstharz, ein natürliches Harz oder ähnliches sein. Es ist lediglich relevant, dass das Material flüssigkeitsdichtend ist und zum Verbinden der Partikel durch Sintern geeignet ist.For example, the liquid sealing material can be a plastic, a synthetic resin, a natural resin or the like. It is only relevant that the material is liquid-tight and suitable for connecting the particles by sintering.

Ferner kann die Welle mit dem Pumpenlaufrad durch eine Presspassung oder eine Nut mit Passfeder verbunden sein. Jede Verbindungsart ist möglich, solange ein Drehmoment der Welle auf das Pumpenlaufrad übertragen werden kann.Furthermore, the shaft can be connected to the pump impeller by an interference fit or a keyway. Any type of connection is possible as long as a torque of the shaft can be transmitted to the pump impeller.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen detailliert erläutert.

  • 1 zeigt eine Schnittansicht einer Kreiselpumpe mit einem nasslaufenden Elektromotor, der einen erfindungsgemäßen Stator aufweist.
The invention is explained in detail below with reference to the accompanying drawings.
  • 1 shows a sectional view of a centrifugal pump with a wet-running electric motor which has a stator according to the invention.

In 1 ist ein Teil einer Kreiselpumpe 2 geschnitten dargestellt. In 1 ist auf der einen Seite ein Pumpenraum 4b des Pumpengehäuses 4 gezeigt, in dem ein Pumpenlaufrad 6 untergebracht ist. Dieses Pumpenlaufrad 6 ist mit einer Welle 8 drehfest verbunden, sodass sich das Pumpenlaufrad 6 dreht, wenn sich die Welle 8 dreht. Wenn sich das Pumpenlaufrad 6 dreht, wird ein Fördermedium von einem Pumpeneinlass 10 zu einem Pumpenauslass 12 gefördert.In 1 a part of a centrifugal pump 2 is shown in section. In 1 a pump chamber 4b of the pump housing 4 is shown on one side, in which a pump impeller 6 is accommodated. This pump impeller 6 is non-rotatably connected to a shaft 8 so that the pump impeller 6 rotates when the shaft 8 rotates. When the pump impeller 6 rotates, a pumped medium is pumped from a pump inlet 10 to a pump outlet 12 .

Die Welle 8 verläuft von einem pumpenlaufradseitigen Ende 8a durch ein Gleitlager 8c bis zu einem motorseitigen Ende 8b in einem Motorraum 4c. In diesem Fall ist das Lager 8c durch ein Gleitlager 8c verwirklicht. Im Motorraum ist ein Rotor 16 eines nasslaufenden Elektromotors 14 drehfest mit der Welle 8 verbunden. Außerdem weist der nasslaufende Elektromotor 14 einen erfindungsgemäßen Stator 18 auf, der aus einem weichmagnetischen Sintermaterial besteht.The shaft 8 runs from an end 8a on the pump impeller side through a slide bearing 8c to an end 8b on the motor side in a motor compartment 4c. In this case, the bearing 8c is realized by a plain bearing 8c. A rotor 16 of a wet-running electric motor 14 is connected to the shaft 8 in a torque-proof manner in the engine compartment. In addition, the wet-running electric motor 14 has a stator 18 according to the invention, which consists of a soft-magnetic sintered material.

Die Form des Stators 18 ist durch einen Sinterprozess gebildet, wobei einzelne Metallpartikel mit einem flüssigkeitsdichtenden Material ummantelt sind. Nachfolgend wird der Stator 18 imprägniert, sodass der Stator 18 durch die Imprägnierung vor einem Eindringen von Flüssigkeit noch besser geschützt ist.The shape of the stator 18 is formed by a sintering process, with individual metal particles being encased with a liquid-tight material. The stator 18 is then impregnated, so that the impregnation protects the stator 18 even better against the ingress of liquid.

Der erfindungsgemäße Stator 18 ist mit einem elektrischen Leiter 20 umwickelt, wodurch er eine oder mehrere Windungen aufweist. Dieser elektrische Leiter 20 ist sowohl elektrisch isoliert, als auch gegen Feuchtigkeit abgedichtet.The stator 18 according to the invention is wrapped with an electrical conductor 20, as a result of which it has one or more turns. This electrical conductor 20 is both electrically insulated and sealed against moisture.

Wird die so ausgebildete Spule, bestehend aus dem erfindungsgemäßen Stator 18 und dem elektrischen Leiter 20, von elektrischem Strom durchflossen, bildet sich ein Magnetfeld aus. Das Magnetfeld bewirkt, dass der Rotor 16 gedreht wird. Diese Drehung wird über die drehfeste Verbindung auf das Pumpenlaufrad 6 übertragen. Durch die Drehung fördert das Pumpenlaufrad 6 das Fördermedium.If electric current flows through the coil formed in this way, consisting of the stator 18 according to the invention and the electrical conductor 20, a magnetic field is formed. The magnetic field causes the rotor 16 to be rotated. This rotation is transmitted to the pump impeller 6 via the non-rotatable connection. Due to the rotation, the pump impeller 6 promotes the pumped medium.

Eine Steuerungseinheit 26 ist an einem Deckel 22 fixiert. Die Steuerungseinheit 26 ist dabei in wärmeübertragendem Kontakt mit dem Deckel 22. Der Deckel 22 verschließt den Motorraum 4c auf der vom Pumpenlaufrad 6 abgewandten Seite des Rotors 16 und ist in Kontakt mit dem Fördermedium. So kann Wärme vom Deckel 22 an im Motorraum 4c befindliches Fördermedium abgegeben werden.A control unit 26 is fixed to a lid 22 . The control unit 26 is in heat-transferring contact with the cover 22. The cover 22 closes the motor compartment 4c on the side of the rotor 16 facing away from the pump impeller 6 and is in contact with the pumped medium. In this way, heat can be released from the cover 22 to the conveying medium located in the engine compartment 4c.

Ferner ist der Stator 18 mit einem axial verlängerten ringförmigen Abschnitt 18a versehen. Der axial verlängerte ringförmige Abschnitt 18a erstreckt sich zwischen zwei Seiten des Pumpengehäuses 4 oder zwischen dem Deckel 22 des Motorraums 4c und dem Pumpengehäuse 4. Dabei ist der axial verlängerte ringförmige Abschnitt 18a mit einem Dichtmittel 24 fixiert.Further, the stator 18 is provided with an axially elongated annular portion 18a. The axially extended annular section 18a extends between two sides of the pump housing 4 or between the cover 22 of the engine compartment 4c and the pump housing 4. The axially extended annular section 18a is fixed with a sealing agent 24.

In 1 ist der axial verlängerte ringförmige Abschnitt 18a an dem Deckel 22, der den Motorraum 4c schließt, und dem Pumpengehäuse 4 mittels eines Dichtmittels 24 fixiert. Hierfür sind bei dem Deckel 22 und dem Pumpengehäuse 4 gegenüberliegende Aussparungen 22a, 4a vorhanden, in die das Dichtmittel 24 und der axial verlängerte ringförmige Abschnitt 18a eingeführt werden.In 1 For example, the axially extended annular portion 18a is fixed to the cover 22 closing the engine room 4c and the pump housing 4 by means of a sealant 24. As shown in FIG. For this purpose, opposite recesses 22a, 4a are present in the cover 22 and the pump housing 4, into which the sealing means 24 and the axially extended annular section 18a are introduced.

BezugszeichenlisteReference List

22
Kreiselpumpecentrifugal pump
44
Pumpengehäusepump housing
4a4a
Aussparungrecess
4b4b
Pumpenraumpump room
4c4c
Motorraumengine compartment
66
Pumpenlaufradpump impeller
88th
WelleWave
8a8a
Pumpenlaufradseitiges EndeImpeller end
8b8b
Motorseitige Endeengine end
8c8c
Gleitlagerbearings
1010
Pumpeneinlasspump inlet
1212
Pumpenauslasspump outlet
1414
Nasslaufender ElektromotorWet-running electric motor
1616
Rotorrotor
1818
Statorstator
18a18a
Axial verlängerter ringförmiger AbschnittAxially elongated annular section
2020
Elektrischer LeiterElectrical conductor
2222
Deckellid
22a22a
Aussparungrecess
2424
Dichtmittelsealant
2626
Steuerungseinheitcontrol unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102017104837 [0004]DE 102017104837 [0004]

Claims (13)

Kreiselpumpe (2) mit nasslaufendem Elektromotor (14) zum Fördern eines Fördermediums, aufweisend: ein Pumpengehäuse (4) mit einem Motorraum (4c) und einem Pumpenraum (4b), eine Steuerungseinheit (26), eine Welle (8), mit der ein Pumpenlaufrad (6) drehfest verbunden ist, und einen Elektromotor (14), der das Pumpenlaufrad (6) über die Welle (8) antreibt, mit Rotor (16) und Stator (18), wobei zwischen dem Rotor (16) und dem Stator (18) ein Luftspalt angeordnet ist, und der Rotor (16) mit der Welle (8) in drehfester Verbindung ist und von dem Fördermedium zumindest teilweise umströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (18) aus einem weichmagnetischen Sinterwerkstoff gefertigt ist.Centrifugal pump (2) with a wet-running electric motor (14) for pumping a pumped medium, having: a pump housing (4) with a motor chamber (4c) and a pump chamber (4b), a control unit (26), a shaft (8) with which a The pump impeller (6) is non-rotatably connected, and an electric motor (14), which drives the pump impeller (6) via the shaft (8), with the rotor (16) and stator (18), with the rotor (16) and the stator being connected between them (18) an air gap is arranged and the rotor (16) is non-rotatably connected to the shaft (8) and the pumped medium flows at least partially around it, characterized in that the stator (18) is made of a soft-magnetic sintered material. Kreiselpumpe (2) nach Anspruch 1, wobei einzelne Partikel des Sinterwerkstoffs des Stators (18) mit einem flüssigkeitsdichtenden Material ummantelt sind.Centrifugal pump (2) after claim 1 , wherein individual particles of the sintered material of the stator (18) are coated with a liquid-tight material. Kreiselpumpe (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Stator (18) mit einem flüssigkeitsdichten Mittel imprägniert ist.Centrifugal pump (2) after claim 1 or 2 wherein the stator (18) is impregnated with a liquid-tight agent. Kreiselpumpe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stator (18) aus Stahl gefertigt ist.Centrifugal pump (2) according to one of the preceding claims, wherein the stator (18) is made of steel. Kreiselpumpe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stator (18) aus einem ferritischen und/oder korrosionsarmen Stahl gefertigt ist.Centrifugal pump (2) according to one of the preceding claims, wherein the stator (18) is made of a ferritic and/or low-corrosion steel. Kreiselpumpe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerungseinheit (26) an einem Aluminiumdeckel (22) fixiert ist, der Aluminiumdeckel (22) auf der vom Pumpenlaufrad (6) abgewandten Seite des Rotors (16) angeordnet ist.Centrifugal pump (2) according to one of the preceding claims, wherein the control unit (26) is fixed to an aluminum cover (22), the aluminum cover (22) being arranged on the side of the rotor (16) facing away from the pump impeller (6). Kreiselpumpe (2) nach Anspruch 6, wobei die Steuerungseinheit (26) Wärme an den Aluminiumdeckel (22) übertragt und der Aluminiumdeckel (22) Wärme an im Motorraum (4c) befindliches Fördermedium überträgt.Centrifugal pump (2) after claim 6 , wherein the control unit (26) transfers heat to the aluminum cover (22) and the aluminum cover (22) transfers heat to the pumped medium located in the engine compartment (4c). Kreiselpumpe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stator (18) einen axial verlängerten ringförmigen Abschnitt (18a) aufweist, der radial innen einstückig mit dem Stator (18) ausgebildet ist, und der axial verlängerte ringförmige Abschnitt (18a) an dem Pumpengehäuse (4) oder an dem Pumpengehäuse (4) und dem Aluminiumdeckel (22) über ein Dichtmittel (24) fixiert ist.Centrifugal pump (2) according to any one of the preceding claims, wherein the stator (18) has an axially elongated annular portion (18a) integral with the stator (18) radially inward, and the axially extended annular section (18a) is fixed to the pump housing (4) or to the pump housing (4) and the aluminum cover (22) via a sealing means (24). Kreiselpumpe (2) nach Anspruch 8, wobei das Dichtmittel (24) aus einem Elastomer gefertigt ist.Centrifugal pump (2) after claim 8 , wherein the sealing means (24) is made of an elastomer. Verwendung der Kreiselpumpe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Kühlmittelpumpe.Use of the centrifugal pump (2) according to one of the preceding claims as a coolant pump. Kühlmittelsystem mit einem Kühlmittelbehälter, Kühlmittelleitungen und einer Kreiselpumpe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Coolant system with a coolant tank, coolant lines and a centrifugal pump (2) according to one of Claims 1 until 9 . Verfahren zum Fertigen eines Stators (18) aus einem weichmagnetischen Sinterwerkstoff, das die Schritte aufweist: a) Ummanteln einzelner Partikel eines Sinterwerkstoffs mit einem flüssigkeitsdichtenden Material, b) Sintern der ummantelten Partikel in Statorform, und c) Imprägnieren des gesinterten Stators (18) mit einem flüssigkeitsdichtenden Mittel.Method for manufacturing a stator (18) from a soft-magnetic sintered material, which has the following steps: a) Coating individual particles of a sintered material with a liquid-tight material, b) sintering the coated particles in stator form, and c) impregnating the sintered stator (18) with a liquid sealant. Verfahren nach Anspruch 12, wobei Schritt b) so angepasst ist, dass die Statorform zusätzlich einen axial verlängerten ringförmigen Abschnitt (18a) aufweist.procedure after claim 12 , wherein step b) is adapted such that the stator shape additionally has an axially elongated annular section (18a).
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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0064846A2 (en) 1981-05-01 1982-11-17 Xerox Corporation Method of making motor stator
DE4438132A1 (en) 1994-10-27 1996-05-02 Wilo Gmbh Canned pump
JPH0965641A (en) 1995-08-28 1997-03-07 Toshiba Corp Electromagnetic pump
DE69917138T2 (en) 1998-06-19 2005-05-04 Siemens Vdo Automotive Inc., Chatham Brushless pump motor made of separable laminated core with liquid cooling system
JP2005256676A (en) 2004-03-10 2005-09-22 Koyo Seiko Co Ltd Electric pump unit
US20060066159A1 (en) 2004-09-30 2006-03-30 Yuji Enomoto Fluid-passage built-in type electric rotating machine
EP2040353A1 (en) 2007-09-21 2009-03-25 Siemens Aktiengesellschaft Rotor can and method for its manufacture
DE102013004985A1 (en) 2012-11-14 2014-05-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for producing a permanent magnet and permanent magnet
DE102013014143A1 (en) 2012-12-21 2014-06-26 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Electromotive water pump
DE102017104837A1 (en) 2017-03-08 2018-09-13 HELLA GmbH & Co. KGaA pump
DE102019210526B3 (en) 2019-07-17 2020-10-29 Audi Ag Electromechanical converter device and motor vehicle with an electromechanical converter device
DE102019213331A1 (en) 2019-09-03 2021-03-04 Bühler Motor GmbH Sealing washer for a stator assembly and stator assembly of an electric pump motor with a sealing washer

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0064846A2 (en) 1981-05-01 1982-11-17 Xerox Corporation Method of making motor stator
DE4438132A1 (en) 1994-10-27 1996-05-02 Wilo Gmbh Canned pump
JPH0965641A (en) 1995-08-28 1997-03-07 Toshiba Corp Electromagnetic pump
DE69917138T2 (en) 1998-06-19 2005-05-04 Siemens Vdo Automotive Inc., Chatham Brushless pump motor made of separable laminated core with liquid cooling system
JP2005256676A (en) 2004-03-10 2005-09-22 Koyo Seiko Co Ltd Electric pump unit
US20060066159A1 (en) 2004-09-30 2006-03-30 Yuji Enomoto Fluid-passage built-in type electric rotating machine
EP2040353A1 (en) 2007-09-21 2009-03-25 Siemens Aktiengesellschaft Rotor can and method for its manufacture
DE102013004985A1 (en) 2012-11-14 2014-05-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for producing a permanent magnet and permanent magnet
DE102013014143A1 (en) 2012-12-21 2014-06-26 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Electromotive water pump
DE102017104837A1 (en) 2017-03-08 2018-09-13 HELLA GmbH & Co. KGaA pump
DE102019210526B3 (en) 2019-07-17 2020-10-29 Audi Ag Electromechanical converter device and motor vehicle with an electromechanical converter device
DE102019213331A1 (en) 2019-09-03 2021-03-04 Bühler Motor GmbH Sealing washer for a stator assembly and stator assembly of an electric pump motor with a sealing washer

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