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Die Erfindung betrifft eine Fluidpumpe, insbesondere eine Flüssigfluidpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Kraftfahrzeug aufweisend die Fluidpumpe.
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Bei elektrischen Kühlmittelpumpen ist in vielen Fällen eine effiziente Flüssigkühlung zur Abfuhr von Verlustwärme eines Antriebsmotorsteuergeräts und Bauteilen eines Antriebsmotors, z.B. eines Stators oder Rotors des Antriebsmotors, erforderlich.
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Dies wird oftmals durch Abzweigung einer gewissen Pumpfluidmenge aus dem Pumpfluidstrom erreicht, wobei die abgezweigte Pumpfluidmenge entsprechenden Kühlflächen, z. B. einer Motorsteuerung, zugeleitet wird.
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Eine solche Pumpenstruktur ist aus der
DE 10 2016 122 702 A1 bekannt. Diese Pumpenstruktur betrifft eine Flüssigfluidpumpe in Kreiselpumpenbauweise, wobei vom Kühlmittelstrom ein Teil des Kühlmittelstroms abgezweigt wird und in eine separate Kühlmittelkammer geleitet wird, die von Kühlmittel durchströmbar ist. Die Kühlmittelkammer wird durch eine Grundplatte einer Motorsteuerung abgedeckt, so dass über die Grundplatte der Motorsteuerung ein Wärmeaustausch zwischen der Motorsteuerung und dem die Kühlmittelkammer durchströmenden Pumpfluid verwirklichbar ist. Eine solche Konstruktion verkompliziert die Gestaltung eines derartigen Pumpengehäuses. Zudem ist eine Herstellung eines abgezweigten Kühlmittelstroms und dessen Führung an geeignete Orte der Kühlmittelpumpe kompliziert und aufwendig.
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Zur Kühlung von elektromotorischen Bestandteilen, wie z. B. den Rotor oder den Stator eines Antriebsmotors, haben sich sogenannte Nassläufermotoren bewährt. Bei derart fluiddurchströmten Elektroantriebsmotoren dient die zu pumpende Flüssigkeit ebenfalls als Kühlmittel. Zur betriebssicheren Ausgestaltung eines Nassläufermotors sind gegenüber einem Trockenläufermotor besondere Vorkehrungen, u. a. hinsichtlich einer fluiddichten Ausgestaltung eines Motorgehäuses zu treffen.
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Das Vorsehen eines abgezweigten Kühlmittelstroms zum Kühlen beispielsweise des Motorsteuergeräts und/oder das Hindurchleiten eines Kühlmittelstromes durch einen Nassläufermotor beeinflusst grundsätzlich den Gesamtwirkungsgrad einer Fluidpumpe negativ.
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Außerdem ist es beispielsweise aus der
DE 10 2015 114 783 B3 bekannt, bei einer als Kreiselpumpe ausgebildeten Fluidpumpe die Motorsteuerung auf einem Zulaufdeckel der Pumpe anzuordnen. Eine solche Anordnung bewirkt eine sehr gute Kühlung der Motorsteuerung. Da ein Zulaufquerschnitt zum Flügelrad aber relativ groß ist, muss eine Platine hergestellt werden, die in der Mitte eine Öffnung besitzt, um ausreichenden Freiraum für einen Fluidzulauf zu gewähren. Eine solche sogenannte Donut-förmige Platine für die Motorsteuerung ist aufwendig in der Herstellung und wirkt für die freie Anordenbarkeit der Bauteile der Motorsteuerung oftmals einschränkend, da ein Mittenbereich der Platine frei bleiben muss.
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Aus der
DE 10 2020 209 827 A1 ist eine Montagestruktur für eine elektrische Ölpumpe mit einer Ölpumpe, einem Elektromotor, einem Pumpengehäuse und einem Schaltungsträger bekannt.
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Die
DE 10 2015 201 411 A1 offenbart eine Lösung für eine Motor-Pumpen-Einheit für ein Bremssystem mit einer Drehwinkel-Erfassung für die Motorwelle eines magnetischen Messwertaufnehmers.
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Die
DE 103 31 191 A1 befasst sich mit einem Pumpenaggregat in Axialkolbenbauweise mit einer Taumelscheibe. Gegen eine Stirnseite dieses Pumpenaggregats ist eine Leistungssteuerung gesetzt.
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Aus der
DE 10 2015 010 846 A1 ist eine Pumpeneinheit in Orbiter-Exzenterbauweise bekannt, bei der ein BLDC-Motor mit integrierter Elektronik eingesetzt ist.
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Aus der
EP 2 478 225 B1 ist eine Pumpeneinheit in Orbiter-Extenderbauweise bekannt, welche wahlweise als Einfachorbiterexzenterpumpe oder als Doppelorbiterexzenterpumpe ausgebildet ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Fluidpumpe anzugeben, mit der eine verbesserte Kühlung einer Motorsteuerung und eines Antriebsmotors, z. B. eines bürstenlosen Gleichstromantriebsmotors (BLDC-Motors) erzielbar ist. Zudem soll eine besonders einfache Montage der Fluidpumpe an sich wie auch der Pumpe in einer Anwendungsumgebung möglich sein.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug anzugeben, welches über eine optimierte Fluidpumpe verfügt.
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Hinsichtlich der Fluidpumpe werden obige Aufgaben mit einer Fluidpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind in den entsprechenden Unteransprüchen angegeben.
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Hinsichtlich der Aufgaben betreffend das Kraftfahrzeug werden diese mit einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
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Eine erfindungsgemäße Pumpenstruktur einer Fluidpumpe, insbesondere einer Flüssigfluidpumpe weist auf:
- - eine rotatorisch um eine Antriebsachse A antreibbare Pumpeneinheit;
- - einen Antriebsmotor, der gegen eine in Achsrichtung AR der Antriebsachse A weisende erste Stirnseite der Pumpeneinheit gesetzt ist;
- - eine Motorsteuerung (ECU), die gegen eine gegenüberliegend zur ersten Seite angeordnete und entgegengesetzt zur Achsrichtung AR weisende zweite Stirnseite der Pumpeneinheit gesetzt ist, wobei die Pumpeneinheit eine insbesondere zweireihige Orbiterexzenterpumpe ist und die Stirnseiten der Orbiterexzenterpumpe offene Seiten von Pumpenkammern eines Pumpengehäuses darstellen, wobei eine Grundplatte der Motorsteuerung ein erster Pumpenkammerdeckel der Orbiterexzenterpumpe ist.
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Mit einer solchen Pumpenstruktur ist es bedingt durch die Bauart einer Orbiterexzenterpumpe in besonders einfacher Art und Weise möglich, die Kühlung der Motorsteuerung und die Kühlung des Antriebsmotors besonders effektiv durchzuführen, da erfindungsgemäß erkannt wurde, die beiden Stirnseiten einer Orbiterexzenterpumpe als mögliche Anordnungsseiten für einen Antriebsmotor und eine Motorsteuerung zu wählen, wobei die Stirnseiten der Orbiterexzenterpumpe offene Seiten von Pumpenkammern eines Pumpengehäuses darstellen und in einfacher Art und Weise z. B. eine Grundplatte einer Motorsteuerung auch als Pumpenkammerdeckel wirken kann und somit sich die Möglichkeit eröffnet, eine direkte Kühlung der Grundplatte der Motorsteuerung zu realisieren. Gleiches gilt sinngemäß auch für die Kühlung des Antriebsmotors, wobei es sich als zweckmäßig herausgestellt hat, beispielsweise ein Lagerschild eines Antriebsmotors als Pumpenkammerdeckel zu verwenden und somit direkt die Pumpenkammer mit dem Lagerschild des Motors abzudecken, wodurch insbesondere ein direkter Wärmeaustausch zwischen Motorbauteilen und dem Pumpfluid stattfinden kann. Besonders durch das letzte Merkmal wird, wie oben bereits angedeutet, eine optimale Kühlung und eine Funktionsvereinigung der Grundplatte, die auch die Funktion eines Pumpenkammerdeckels übernimmt, erreicht. Des Weiteren ist für einen optimalen Wärmeübergang von der Motorsteuerung über die Grundplatte direkt ins zu pumpende Fluid gesorgt.
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In einer besonderen Ausführungsform weist die Pumpenstruktur die Orbiterexzenterpumpe auf, welche wenigstens einen Einlassanschluss und/oder wenigstens einen Auslassanschluss aufweist, wobei die Anschlüsse an einer Außenumfangsfläche U der Orbiterexzenterpumpe angeordnet sind.
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Somit sind die Anschlüsse der Pumpenstruktur leicht für Montagezwecke erreichbar und ohne Beeinflussung eines Steuerungsgehäuses oder des Antriebsmotors montierbar.
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Weiterhin kann es zweckmäßig sein, dass der wenigstens eine Einlassanschluss und/oder der wenigstens eine Auslassanschluss einem gemeinsamen Flansch, insbesondere einer gemeinsamen Flanschebene, zugeordnet sind.
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Dies erleichtert die Montage von Anschlussleitungen dahingehend, dass beispielsweise Betätigungs- und/oder Handhabungswerkzeuge für die Handhabung der Anschlussleitungen auf einer Seite der Pumpe angeordnet werden können und alle Anschlussleitungen, sei es Einlass- oder Anschlussleitungen, von einer Seite her montiert werden können. Dies hat insbesondere Kostenvorteile bei der Montage zur Folge.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Pumpenstruktur derart ausgebildet, dass ein Lagerschild des Antriebsmotors, z. B. eines BLDC-Motors, einen zweiten, insbesondere gegenüberliegenden Pumpenkammerdeckel der Orbiterexzenterpumpe bildet.
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Diese Maßnahme hat motorseitig vergleichbare Vorteile, wie die Anordnung der Grundplatte der Motorsteuerung als erster Pumpenkammerdeckel. Das Vorsehen eines separaten Pumpenkammerdeckels kann entfallen. Hierdurch wird also eine Funktionsvereinigung erreicht und zudem ein optimierter Wärmeübergang zwischen einem Motorbauteil (Lagerschild) und dem zu pumpenden Fluid gewährleistet, da das zu pumpende Fluid direkt mit dem Lagerschild in Kontakt kommt.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Grundplatte der Motorsteuerung für ein freies Ende der Antriebswelle der Orbiterexzenterpumpe eine Lagerstelle bilden oder aufweisen. Hierdurch kann für eine optimale Lagerung der Pumpenwelle gesorgt werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile werden in der nachfolgenden detaillierteren Figurenbeschreibung aufgezeigt. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- 1: schematisch eine Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße Pumpenstruktur in einer Ebene parallel zu einer Antriebsachsenebene;
- 2: eine Vorderansicht auf die erfindungsgemäße Pumpenstruktur mit einer Blickrichtung parallel zur Antriebsachse;
- 3: eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Pumpenstruktur mit einer Blickrichtung senkrecht zur Antriebsachse.
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Im Folgenden wird eine Fluidpumpe 100, welche insbesondere als Flüssigfluidpumpe mit einem flüssigen zu pumpendem Fluid betrieben wird, anhand der 1 bis 3 näher beschrieben.
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Die Fluidpumpe 100 weist eine Pumpeneinheit 1 auf, die um eine Antriebsachse A rotatorisch antreibbar ist. Des Weiteren weist die Fluidpumpe 100 einen Antriebsmotor 2 auf, der gegen eine in Achsrichtung AR der Antriebsachse A weisende erste Stirnseite 3 der Pumpeneinheit 1 gesetzt ist.
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Gegen eine zur ersten Stirnseite 3 gegenüberliegend angeordnete zweite Stirnseite 4, die entgegengesetzt zur Achsrichtung AR weist, ist eine Motorsteuerung ECU gesetzt. Die Pumpeneinheit 1 ist als zweireihige Orbiterexzenterpumpe 1' ausgebildet.
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Ein Einlassanschluss 5 und ein Auslassanschluss 6 sind an einer Außenumfangsfläche U der Orbiterexzenterpumpe 1' angeordnet. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind der Einlassanschluss 5 und der Auslassanschluss 6 einem gemeinsamen Flansch 7 zugeordnet, welcher in der Darstellung gemäß 1 vertikal oben auf der Umfangsfläche U der Pumpeneinheit 1 angeordnet ist. Der Flansch 7 ist derart ausgebildet, dass für den Einlassanschluss 5 und den Auslassanschluss 6 eine gemeinsame Flanschebene 8 verwirklicht ist.
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Bei einer Ausbildung der Pumpeneinheit 1 als eine zweireihige Orbiterexzenterpumpe 1' ist ein Pumpengehäuse 9 vorhanden, welches eine erste Pumpenkammer 10 und eine zweite Pumpenkammer 11 aufweist, wobei die erste Pumpenkammer 10 zur ersten Stirnseite 3 hin offen ist und die zweite Pumpenkammer 11 zur zweiten Stirnseite 4 hin offen ist. In den Pumpenkammern 10, 11 laufen bauarttypisch jeweils Orbiterexzenterkolben (nicht gezeigt), die mittels einer Exzenterantriebswelle (nicht gezeigt) eine Exzenterbahn um die Antriebsachse A beschreibend exzentrisch um die Achse A antreibbar sind.
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Die offenen Pumpenkammern 10, 11 sind mit einem ersten Pumpenkammerdeckel 12 und einem zweiten Pumpenkammerdeckel 13 abgedeckt und gedichtet, so dass aus den Pumpenkammern 10 bzw. 11 kein zu förderndes Fluid austreten kann.
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In besonders zweckmäßiger Art und Weise ist der erste Pumpenkammerdeckel 12 ein Lagerschild 12' des Antriebsmotors 2, so dass eine Funktionsintegration der Funktionen „Pumpenkammerdeckel und Lagerschild“ mittels eines einzigen Bauteils erreicht werden kann.
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In entsprechender Art und Weise kann es zweckmäßig sein, dass der zweite Pumpenkammerdeckel 13 eine Grundplatte 13' für die Motorsteuerung ECU bildet, so dass auch im Bereich der zweiten Stirnseite 4 eine Funktionsintegration der Funktionen „Pumpenkammerdeckel und Grundplatte der Motorsteuerung“ erreichbar ist.
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Sofern zweckmäßig, kann ein freies Ende (nicht gezeigt) einer Antriebswelle (nicht gezeigt) des Antriebsmotors 2, welche die oben erwähnten Orbiterexzenterkolben innerhalb der Pumpenkammern 10, 11 antreibt, in der Grundplatte 13' bzw. dem zweiten Pumpenkammerdeckel 13 gelagert sein, so dass dort eine entsprechende Lagerstelle für die Antriebswelle vorgesehen ist.
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Ein elektrischer Anschlussstecker 15 ist bevorzugt im Bereich der Motorsteuerung ECU angeordnet.
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Mit einer erfindungsgemäßen Fluidpumpe 100, die insbesondere für den Betrieb mittels zu pumpenden Flüssigfluiden geeignet ist, gelingt es in besonders effektiver Art und Weise, das zu pumpende Fluid sowohl für den Antriebsmotor 2 als auch für die Motorsteuerung ECU zu deren Kühlung zu nutzen. Es sind insbesondere durch die Doppelfunktion eines Lagerschilds 12' des Antriebsmotors 2 als erster Pumpenkammerdeckel 12 und einer Grundplatte 13' der Motorsteuerung ECU als zweiter Pumpenkammerdeckel 13 Funktionsintegrationen besonders einfach möglich. Gleichzeitig ist eine besonders kompakte Bauweise möglich, wobei eine einfache Montagezugänglichkeit von Einlassanschlüssen 5 und Auslassanschlüssen 6 erreichbar ist. Eine Montage der Fluidpumpe 100 selbst, wie auch ein Einbau derselben in eine Anwendungsumgebung ist besonders vereinfacht.
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Eine erfindungsgemäße Fluidpumpe eignet sich insbesondere als eine Kühlmittelfluidpumpe oder eine Schmiermittelfluidpumpe für ein Kraftfahrzeug (nicht gezeigt).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pumpeneinheit
- 1'
- Orbiterexzenterpumpe (zweireihig)
- 2
- Antriebsmotor
- 3
- erste Stirnseite
- 4
- zweite Stirnseite
- 5
- Einlassanschluss
- 6
- Auslassanschluss
- 7
- Flansch
- 8
- Flanschebene
- 9
- Pumpengehäuse
- 10
- erste Pumpenkammer
- 11
- zweite Pumpenkammer
- 12
- erster Pumpenkammerdeckel
- 13
- zweiter Pumpenkammerdeckel
- 12'
- Lagerschild
- 13'
- Grundplatte
- 15
- elektrischer Anschlussstecker
- 100
- Fluidpumpe
- A
- Antriebsachse
- AR
- Achsrichtung
- ECU
- Motorsteuerung
- U
- Außenumfangsfläche
