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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor umfassend: einen Motorrotor, der eingerichtet ist, um eine Rotordrehachse zu rotieren, einen Motorstator mit einem Statorkörper und mit einem elektromagnetischen Statorwicklungssystem, das an dem Statorkörper angeordnet ist und ausgebildet ist, bei Bestromung ein Statormagnetfeld zum Antreiben des Motorrotors zu erzeugen, und mindestens ein Kontaktierungselement, durch das das Statorwicklungssystem bestromt werden kann, wobei jedes Kontaktierungselement: mit einem ersten Ende an dem Statorkörper befestigt ist und an einem von dem Statorkörper abgewandten zweiten Ende einen geraden Endabschnitt aufweist, der sich im Wesentlichen parallel zu der Rotordrehachse erstreckt. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine elektrische Pumpe, insbesondere eine elektrische Kühlmittelpumpe oder Schmiermittelpumpe für ein Kraftfahrzeug, umfassend: einen gattungsgemäßen Elektromotor, eine Elektronikkammer, eine Pumpkammer, die zwischen dem Motorstator und der Elektronikkammer angeordnet ist, eine Motorelektronik, die in der Elektronikkammer angeordnet ist und die eingerichtet ist, das Statorwicklungssystem zu bestromen, und einen Pumprotor, der in der Pumpkammer angeordnet ist und eingerichtet ist, durch den Motorrotor rotatorisch angetrieben zu werden.
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Eine gattungsgemäße elektrische Pumpe ist beispielsweise aus der
WO 2014/067545 A1 bekannt, und aus der
EP 2 887 462 B1 ist ein gattungsgemäßer Elektromotor bekannt, wie er zum Antreiben einer gattungsgemäßen elektrischen Pumpe verwendet werden kann.
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Da bei einer gattungsgemäßen elektrischen Pumpe die Motorelektronik und der Motorstator des Elektromotors auf gegenüberliegenden Seiten der Pumpkammer angeordnet sind, sind für die elektrische Verbindung der Motorelektronik mit dem Statorwicklungssystem relativ lange Kontaktierungselemente erforderlich, welche mechanisch relativ instabil sind. Dies erschwert die Montage der Pumpe, da die geraden Endabschnitte der Kontaktierungselemente bei der Montage der elektrischen Pumpe typischerweise in entsprechende Kontaktierungselementaufnahmen der Motorelektronik eingeführt werden müssen. Ferner wird durch die relativ langen, mechanisch relativ instabilen Kontaktierungselemente auch die Handhabung und insbesondere ein Versand des Motorstators als separates Bauteil erschwert.
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Da sich die Kontaktierungselemente radial außerhalb der Pumpkammer von dem Motorstator zu der Motorelektronik erstrecken, ist ferner die radiale Ausdehnung der Pumpkammer durch den radialen Abstand der Kontaktierungselemente zu der Rotordrehachse des Elektromotors und damit bei dem Elektromotor der
EP 2 887 462 B1 durch den radialen Abstand der Befestigungspunkte der Kontaktierungselemente am Motorstator zu der Rotordrehachse begrenzt. Hierdurch sind die Gestaltungsmöglichkeiten bei der Konstruktion der Pumpe stark eingeschränkt.
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Es stellt sich vor diesem Hintergrund die Aufgabe, eine relativ variable Gestaltung und eine relativ einfache Montage einer gattungsgemäßen elektrischen Pumpe zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Elektromotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine elektrische Pumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
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Der erfindungsgemäße Elektromotor umfasst einen Motorrotor, der eingerichtet ist, um eine Rotordrehachse zu rotieren. Der Motorrotor ist vorzugsweise permanentmagnetisch ausgebildet, wobei der Motorrotor entweder einen permanentmagnetisierten Rotorkörper aufweisen kann oder einen ferromagnetischen Rotorkörper mit darin eingebetteten Permanentmagneten aufweisen kann. Typischerweise ist der Motorrotor eingerichtet, drehfest mit einer Rotorwelle verbunden zu sein.
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Der erfindungsgemäße Elektromotor umfasst einen Motorstator mit einem Statorkörper und mit einem elektromagnetischen Statorwicklungssystem. Der Statorkörper ist typischerweise mehrteilig ausgebildet, wobei der Statorkörper einen aus mehreren ferromagnetischen Elementen gebildeten Magnetfeldleitkörperteil aufweist, der mehrere Statorpole definiert, und einen typischerweise aus einem Kunststoff bestehenden Haltekörperteil umfasst, durch den die ferromagnetischen Elementen des Magnetfeldleitkörperteils gehalten sind. Vorteilhafterweise ist der Magnetfeldleitkörperteil des Statorkörpers aus einer Vielzahl von parallel zu der Rotordrehachse gestapelten ferromagnetischen Blechelementen gebildet. Das Statorwicklungssystem umfasst typischerweise mehrere Statorwicklung, die an dem Statorkörper angeordnet sind, wobei typischerweise jeweils eine Statorwicklung an jedem der von dem Magnetfeldleitkörperteil des Statorkörpers definierten Statorpole angeordnet ist. Der Motorstator und das Statorwicklungssystem sind derart ausgebildet, dass bei geeigneter Bestromung des Statorwicklungssystems, beispielsweise durch eine entsprechend eingerichtete Motorelektronik, ein Statormagnetfeld zum Antreiben des Motorrotors erzeugt wird.
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Der erfindungsgemäße Elektromotor umfasst mindestens ein Kontaktierungselement, durch das das Statorwicklungssystem bestromt werden kann. Das mindestens eine Kontaktierungselement besteht typischerweise aus einem Metall und ist vorzugsweise ein sogenanntes Stanzteil oder ein Stanzbiegeteil, das durch Ausstanzen aus einem Metallblech und gegebenenfalls anschließendes Umformen hergestellt ist. Jedes Kontaktierungselement weist typischerweise eine längliche Form auf, wobei eine Haupterstreckungsrichtung/Längsrichtung des Kontaktierungselements parallel zu der Rotordrehachse verläuft, das Kontaktierungselement also in einer Richtung parallel zu der Rotordrehachse eine signifikant größere Ausdehnung aufweist als in jeder sich senkrecht zu der Rotordrehachse erstreckenden Richtung. Jedes Kontaktierungselement ist mit einem ersten Ende an dem Statorkörper befestigt und weist an einem von dem Statorkörper abgewandten zweiten Ende einen geraden Endabschnitt auf. Vorzugsweise ist das erste Ende des mindestens einen Kontaktierungselements direkt an dem aus Kunststoff bestehenden, elektrisch-nichtleitenden Haltekörper des Statorkörpers befestigt. Der gerade Endabschnitt des mindestens einen Kontaktierungselements erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der Rotordrehachse und weist erfindungsgemäß einen größeren Abstand zu der Rotordrehachse auf als das erste Ende des jeweiligen Kontaktierungselements. Der gerade Endabschnitt des mindestens einen Kontaktierungselements ist also bezogen auf die Rotordrehachse weiter radial außen angeordnet als das an dem Statorkörper befestigte erste Ende des jeweiligen Kontaktierungselements. Zu diesem Zweck kann das mindestens eine Kontaktierungselement beispielsweise einen geraden Mittelabschnitt, der abgewinkelt zu der Rotordrehachse ausgebildet ist, oder einen bezogen auf die Rotordrehachse nach radial außen gebogenen Mittelabschnitt aufweisen.
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Dadurch, dass der an dem von dem Statorkörper abgewandten zweiten Ende des mindestens einen Kontaktierungselements ausgebildete gerade Endabschnitt bezogen auf die Rotordrehachse weiter radial außen angeordnet ist, ist zwischen der Rotordrehachse und dem mindestens einen Kontaktierungselement ein relativ großer radialer Bauraum vorhanden. Der relativ große radiale Bauraum zwischen der Rotordrehachse und dem mindestens einen Kontaktierungselement ermöglicht bei einer gattungsgemäßen elektrischen Pumpe die Realisierung einer relativ großen Pumpkammer und ermöglicht daher eine relativ variable Gestaltung einer gattungsgemäßen elektrischen Pumpe.
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Auf Grund der speziellen Form weist das mindestens eine Kontaktierungselement des erfindungsgemäßen Elektromotors gegenüber einem sich im Wesentlichen geradlinig erstreckenden Kontaktierungselement, insbesondere bezogen auf eine parallel zu der Rotordrehachse einwirkende Kraft, eine schlechtere Formstabilität auf. Aus diesem Grund umfasst der erfindungsgemäße Elektromotor eine Stützvorrichtung, die an dem Statorkörper befestigt ist und durch die der gerade Endabschnitt jedes Kontaktierungselements radial, also quer zu der Rotordrehachse, fixiert ist. Die Stützvorrichtung ist also derart ausgebildet, dass der gerade Endabschnitt jedes Kontaktierungselement durch die Stützvorrichtung bezogen auf eine quer zu der Rotordrehachse verlaufende Querebene fest positioniert ist. Typischerweise umfasst die Stützvorrichtung zu diesem Zweck eine der Anzahl der Kontaktierungselemente entsprechende Anzahl von Stützelementen, die jeweils ein Kontaktierungselement zumindest teilweise radial umschließen und direkt mechanisch stützen. Die Stützvorrichtung besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff und ist besonders bevorzugt als Spritzgussteil ausgebildet. In diesem Fall ist es beispielsweise vorstellbar, dass das mindestens eine Kontaktierungselement durch die Stützvorrichtung umspritzt ist.
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Durch die erfindungsgemäße Stützvorrichtung sind die geraden Endabschnitte alle Kontaktierungselemente, trotz der mechanisch relativ instabilen Ausgestaltung der Kontaktierungselemente, zuverlässig ausgerichtet und positioniert. Dies ermöglicht eine relativ einfache und zuverlässige Montage einer gattungsgemäßen Pumpe.
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Vorzugsweise weist mindestens ein Kontaktierungselement an dem ersten Ende einen Einpressabschnitt auf und weist der Statorkörper mindestens eine Einpressöffnung auf, wobei der Einpressabschnitt des mindestens einen Kontaktierungselements in die mindestens eine Einpressöffnung eingepresst ist, um das Kontaktierungselement direkt an dem Statorkörper zu befestigen. Besonders bevorzugt weist jedes Kontaktierungselement einen Einpressabschnitt auf und weist der Statorkörper eine der Anzahl von Kontaktierungselementen entsprechende Anzahl von Einpressöffnung auf, wobei der Einpressabschnitt jedes Kontaktierungselement in eine der Einpressöffnungen eingepresst ist. Dies ermöglicht eine einfache Montage der Kontaktierungselemente an dem Statorkörper und schafft eine zuverlässige Befestigung der Kontaktierungselemente an dem Statorkörper. Typischerweise sind alle Einpressöffnungen an einem aus Kunststoff hergestellten Haltekörperteil des Statorkörpers ausgebildet. Vorzugsweise sind alle Einpressöffnung an einer quer zu der Rotordrehachse verlaufenden axialen Stirnfläche des Statorkörpers ausgebildet, sodass der Einpressabschnitt der Kontaktierungselemente bei der Montage auf einfache Weise parallel zu der Rotordrehachse in die Einpressöffnung eingepresst werden kann.
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Vorzugsweise bildet mindestens ein Kontaktierungselement mit der Stützvorrichtung eine Schnappverbindung aus, über die die Stützvorrichtung zumindest in einer parallel zu der Rotordrehachse verlaufenden Richtung fixiert ist. Besonders bevorzugt bildet jedes Kontaktierungselement mit der Stützvorrichtung eine entsprechende Schnappverbindung aus. Vorzugsweise ist die Stützvorrichtung durch die mindestens eine Schnappverbindung in einer von dem Statorkörper wegweisenden Richtung gehalten. Die mindestens eine Schnappverbindung ermöglicht eine einfache Montage der Stützvorrichtung an dem Statorkörper und schafft eine zuverlässige Befestigung der Stützvorrichtung an dem Statorkörper, wobei diese über die Kontaktierungselemente gehalten ist.
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Die Kontaktierungselemente sind vorteilhafterweise mechanisch relativ stabil und daher relativ unflexibel ausgebildet. Besonders bevorzugt ist daher an dem Kontaktierungselement beziehungsweise den Kontaktierungselementen eine Rastnase ausgebildet und an der vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Stützvorrichtung eine entsprechende Anzahl von biegsamen Schnapparmen ausgebildet, wobei jeder Schnapparm der Stützvorrichtung zusammen mit der Rastnase eines Kontaktierungselements eine erfindungsgemäße Schnappverbindung bildet. Dies schafft eine relativ einfach herzustellende und zuverlässige Schnappverbindung. Vorzugsweise stehen die Rastnasen der Kontaktierungselemente in Richtung der Rotordrehachse hervor und hintergreifen ein freitragendes Ende des entsprechenden Schnapparms.
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Vorzugsweise weist der Statorkörper eine im Wesentlichen zylinderförmige Rotoröffnung auf, in der der Motorrotor angeordnet ist, und weist die Stützvorrichtung ein ringförmiges Einsteckelement auf, das derart in die Rotoröffnung eingesteckt ist, dass die Stützvorrichtung durch den Statorkörper radial, also quer zu der Rotordrehachse, fixiert ist. Vorteilhafterweise ist ein Außendurchmesser eines in die Rotoröffnung eintauchenden Teils des Einsteckelements derart ausgebildet, dass das Einsteckelement und die Rotoröffnung eine Presspassung bilden, um eine besonders zuverlässige Befestigung der Stützvorrichtung an dem Statorkörper zu schaffen.
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Besonders bevorzugt ist an dem Einsteckelement ein Rastabsatz ausgebildet, der derart an dem Statorkörper anliegt, dass die Stützvorrichtung in einer parallel zu der Rotordrehachse verlaufenden Richtung durch den Statorkörper gestützt ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache Montage der Stützvorrichtung am Statorkörper.
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Vorzugsweise weist die Stützvorrichtung eine der Anzahl der Kontaktierungselemente entsprechende Anzahl von hohlzylinderförmigen Stützelementen auf, durch die sich jeweils der gerade Endabschnitt eines der Kontaktierungselemente hindurch erstreckt. Die hohlzylinderförmigen Stützelemente umschließen den geraden Endabschnitt des jeweiligen Kontaktierungselement also vollständig. Die zylindrischen Öffnungen der Stützelemente sind hierbei derart ausgebildet, dass der jeweilige gerade Endabschnitt innerhalb der zylindrischen Öffnung des Stützelements kein oder nur ein minimales radiales Spiel hat. Dies schafft eine besonders exakte und zuverlässige Ausrichtung und Positionierung der geraden Endabschnitte der Kontaktierungselemente. Vorteilhafterweise haben die hohlzylinderförmigen Stützelemente jeweils eine axiale Ausdehnung, also eine Ausdehnung parallel zu der Rotordrehachse, die mindestens einem Drittel der axialen Ausdehnung der geraden Endabschnitte der Kontaktierungselemente entspricht.
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Vorzugsweise umfasst die Stützvorrichtung eine Versteifungswand, die derart bogenförmig ausgebildet ist, dass sie die Rotordrehachse teilweise radial umgibt. Besonders bevorzugt weist die Versteifungswand an einem dem Statorkörper zugewandten axialen Ende einen geringeren Abstand zu der Rotordrehachse auf als an einem von dem Statorkörper abgewandten Ende. Vorzugsweise sind die hohlzylinderförmigen Stützelemente der Stützvorrichtung derart an dem von dem Statorkörper abgewandten Ende der Versteifungswand angeordnet, dass diese axial von der Versteifungswand hervorstehen. Die Versteifungswand schafft eine mechanisch besonders stabile Stützvorrichtung und ermöglich somit eine besonders zuverlässige Ausrichtung und Positionierung der geraden Endabschnitte der Kontaktierungselemente.
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Die erfindungsgemäße elektrische Pumpe umfasst einen zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Elektromotor, eine Elektronikkammer, in die der gerade Endabschnitt aller Kontaktierungselemente des Elektromotors hineinragt, und eine Pumpkammer, die zwischen dem Motorstator des Elektromotors und der Elektronikkammer angeordnet ist.
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Die erfindungsgemäße elektrische Pumpe umfasst einen Pumprotor, der in der Pumpkammer angeordnet ist und eingerichtet ist, durch den Motorrotor rotatorisch angetrieben zu werden. Typischerweise wird der Pumprotor über eine Rotorwelle, die drehfest mit dem Motorrotor verbunden ist, angetrieben. Der Pumprotor kann jedoch auch einstückig mit dem Motorrotor ausgebildet sein. Der Pumprotor kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Der Pumprotor kann grundsätzlich jede beliebige Art von Pumprotor sein, der geeignet ist, ein Fluid zu fördern, wenn er rotatorisch angetrieben wird.
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Die erfindungsgemäße elektrische Pumpe umfasst eine Motorelektronik, die in der Elektronikkammer angeordnet ist und die eingerichtet ist, das Statorwicklungssystem über das mindestens eine Kontaktierungselement zu bestromen, um den Motorrotor und dadurch den Pumprotor anzutreiben. Die Motorelektronik umfasst typischerweise eine Leiterplatte auf der spezielle Kontaktierungsvorrichtungen zur elektrischen Kontaktierung der geraden Endabschnitte der Kontaktierungselemente des Elektromotors angeordnet sind. Die Kontaktierungsvorrichtungen können beispielsweise ausgebildet sein, den geraden Endabschnitt eines Kontaktierungselements aufzunehmen oder an dem geraden Endabschnitt eines Kontaktierungselements anzuliegen.
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Auf Grund der speziellen Form des mindestens einen Kontaktierungselements des erfindungsgemäßen Elektromotors ist bei der erfindungsgemäßen elektrischen Pumpe ein relativ großer Bauraum für die Pumpkammer vorhanden, sodass diese relativ variabel gestaltet werden kann. Durch die erfindungsgemäße Stützvorrichtung sind hierbei die geraden Endabschnitte alle Kontaktierungselemente, trotz ihrer mechanisch relativ instabilen Ausgestaltung, zuverlässig ausgerichtet und positioniert, sodass die erfindungsgemäße Pumpe relativ einfach und zuverlässig montiert werden kann.
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Vorzugsweise sind die Elektronikkammer und die Pumpkammer durch eine metallische Trennwand voneinander getrennt, sodass im Betrieb der Pumpe von der in der Elektronikkammer angeordneten Motorelektronik erzeugte Abwärme zuverlässig über die metallische Trennwand und das durch die Pumpkammer geförderte Fluid abgeführt werden kann. Dies schafft eine besonders zuverlässige elektrische Pumpe.
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Typischerweise ist die metallische Trennwand durch ein metallisches Gehäuseteil definiert, das die Elektronikkammer auch radial, also quer zu der Rotordrehachse begrenzt. Hierbei weist die metallische Trennwand typischerweise eine radiale Ausdehnung, also eine Ausdehnung quer zu der Rotordrehachse auf, die größer ist als die radiale Ausdehnung der Pumpkammer. In diesem Fall weist die metallische Trennwand vorzugsweise eine der Anzahl der Kontaktierungselemente entsprechende Anzahl von Kontaktierungselementöffnungen auf, durch die sich jeweils eines der Kontaktierungselemente hindurch in die Elektronikkammer hinein erstreckt, und weist die Stützvorrichtung vorzugsweise eine der Anzahl der Kontaktierungselemente entsprechende Anzahl von hohlzylinderförmigen Stützelementen auf, die jeweils in einer der Kontaktierungselementöffnungen angeordnet sind und durch die sich jeweils der gerade Endabschnitt eines der Kontaktierungselemente hindurch erstreckt. In der Kontaktierungselementöffnung angeordnet bedeutet hierbei das ein beliebig großer Teil des hohlzylinderförmigen Stützelements innerhalb der Kontaktierungselementöffnung angeordnet ist. Die hohlzylinderförmigen Stützelemente können also vollständig innerhalb der Kontaktierungselementöffnungen angeordnet sein oder nur in die Kontaktierungselementöffnungen eintauchen. Die hohlzylinderförmigen Stützelemente schaffen einerseits eine zuverlässige Ausrichtung und Positionierung der geraden Endabschnitte der Kontaktierungselemente und verhindern andererseits zuverlässig einen Kontakt zwischen den Kontaktierungselementen und der metallischen Trennwand, durch welchen ein elektrischer Kurzschluss verursacht werden könnte.
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren beschrieben. Hierbei zeigt:
- 1 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Pumpe mit einem erfindungsgemäßen Elektromotor, und
- 2 einen Motorstator mit daran befestigten Kontaktierungselementen und einem Stützkörper des erfindungsgemäßen Elektromotors aus 1.
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1 zeigt eine elektrische Pumpe 100, im Speziellen eine elektrische Kühlmittelpumpe, mit einem mehrteiligen Gehäuse 102, das eine Motorkammer 104, eine Pumpkammer 106 und eine Elektronikkammer 108 bildet, wobei die Pumpkammer 106 zwischen der Motorkammer 104 und der Elektronikkammer 108 angeordnet ist. Die Motorkammer 104 und die Pumpkammer 106 sind im Wesentlichen durch ein erstes Gehäuseteil 110 gebildet, und die Elektronikkammer 108 ist im Wesentlichen durch ein zweites Gehäuseteil 112 gebildet, wobei zumindest das zweite Gehäuseteil 112 aus einem Metall besteht.
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Das zweite Gehäuseteil 112 bildet eine metallische Trennwand 114, die sowohl die Pumpkammer 106 als auch die Elektronikkammer 108 axial begrenzt und diese voneinander trennt. In der metallischen Trennwand 114 sind drei Kontaktierungselementöffnungen 116 ausgebildet, die eine Verbindung zwischen der Elektronikkammer 108 und der Motorkammer 104 schaffen.
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Die elektrische Pumpe 100 umfasst einen Pumprotor 118, im Speziellen einen sogenannten Gerotor, der in der Pumpkammer 106 angeordnet ist und ausgebildet ist ein Fluid, im Speziellen ein flüssiges Kühlmittel, durch die Pumpkammer zu pumpen. Der Pumprotor 118 ist eingerichtet durch eine um eine Rotordrehachse R drehbare Rotorwelle 120 rotatorisch angetrieben zu werden.
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Die elektrische Pumpe 100 umfasst eine Motorelektronik 122, die in der Elektronikkammer 108 angeordnet ist. Die Motorelektronik 122 umfasst eine Leiterplatte 124 die in direktem Kontakt zu der metallischen Trennwand 114 angeordnet ist. In der Leiterplatte sind drei Kontaktierungselementöffnungen 126 ausgebildet, die jeweils axial benachbart zu einer der Kontaktierungselementöffnungen 116 der metallischen Trennwand angeordnet sind. Die Motorelektronik 122 umfasst drei Kontaktfederelemente 128, die auf einer von der metallischen Trennwand 114 abgewandten Rückseite der Leiterplatte 124 angeordnet sind, wobei jedes Kontaktfederelement 128 an einer der Kontaktierungselementöffnungen 126 der Leiterplatte 124 angeordnet ist. Die Motorelektronik 122 ist eingerichtet, über die Kontaktfederelemente 128 ein Statorwicklungssystem 32 eines Elektromotors 10 der elektrischen Pumpe 100 zu bestromen.
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Der Elektromotor 10 ist in der Motorkammer 104 angeordnet und umfasst einen permanentmagnetischen Motorrotor 12 und einen elektromagnetischen Motorstator 14.
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Der Motorrotor 12 ist drehfest mit der Rotorwelle 120 verbunden und eingerichtet, zusammen mit der Rotorwelle 120 um die Rotordrehachse R zu rotieren. Der Motorrotor 12 umfasst einen aus einem Blechpaket gebildeten Rotorkörper 18, in den mehrere Permanentmagnete 20 eingebettet sind.
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Der Motorstator 14 ist feststehend angeordnet und umschließt den Motorrotor 12 radial vollständig. Der Motorstator 14 umfasst einen Statorkörper 22 mit einem aus einem Blechpaket gebildeten Magnetfeldleitkörperteil 24 und mit einem aus einem Kunststoff bestehenden Haltekörperteil 26, durch den die Bleche des Magnetfeldleitkörperteil 24 zusammengehalten werden. An dem Halterkörperteil 26 sind drei Einpressöffnungen 28 ausgebildet. Der Haltekörper 26 bildet eine im Wesentlichen zylinderförmige Rotoröffnung 30, in der der Motorrotor 12 derart angeordnet ist, dass die Rotordrehachse R im Zentrum der Rotoröffnung 30 liegt und sich axial durch die Rotoröffnung 30 hindurch erstreckt.
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Der Motorstator 14 umfasst das elektromagnetische Statorwicklungssystem 32, das an dem Statorkörper 22 angeordnet ist. Das Statorwicklungssystem 32 umfasst sechs Statorwicklungen 34, die gleichmäßig verteilt entlang des Umfangs des Motorrotors 12 angeordnet sind. Das Statorwicklungssystem 32 ist derart ausgebildet, dass bei geeigneter Bestromung der Statorwicklungen 34 durch die Motorelektronik 122 ein Statormagnetfeld zum Antreiben des permanentmagnetischen Motorrotors 12 erzeugt werden kann.
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Der Elektromotor 10 umfasst drei längliche aus einem Metall bestehende Kontaktierungselemente 36, die an dem Haltekörperteil 26 des Statorkörpers 22 befestigt sind. Die Kontaktierungselemente 36 weisen an einem dem Statorkörper 22 zugewandten ersten Ende 38 jeweils einen Einpressabschnitt 40 auf, der in eine der Einpressöffnungen 28 des Haltekörperteils 26 eingepresst ist, um das jeweilige Kontaktierungselement 36 an dem Statorkörper 22 zu befestigen.
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Die Kontaktierungselemente 36 weisen an einem von dem Statorkörper 22 abgewandten zweiten Ende 42 jeweils einen geraden Endabschnitt 44 auf, der sich im Wesentlichen parallel zu der Rotordrehachse R erstreckt. Die geraden Endabschnitte 44 erstrecken sich jeweils durch eine der Kontaktierungselementöffnungen 116 der metallischen Trennwand 114 hindurch von der Motorkammer 104 in die Elektronikkammer 108 und durch die entsprechende Kontaktierungselementöffnung 126 der Leiterplatte 124 hindurch auf die Rückseite der Leiterplatte 124. Die geraden Endabschnitte 44 werden auf der Rückseite der Leiterplatte 124 durch das an der jeweiligen Kontaktierungselementöffnungen 126 der Leiterplatte 124 angeordnete Kontaktfederelement 128 radial kontaktiert, um eine elektrische Verbindung zwischen der Motorelektronik 122 und dem jeweiligen Kontaktierungselement 36 zu schaffen.
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Die Kontaktierungselemente 36 weisen jeweils einen im Wesentlichen geraden Mittelabschnitt 45 auf, der derart abgewinkelt zu der Rotordrehachse R angeordnet ist, dass er sich ausgehend von dem ersten Ende 38 hin zu dem zweiten Ende 42 von der Rotordrehachse R weg erstreckt. Folglich weist der an dem zweiten Ende 42 ausgebildete gerade Endabschnitt 44 einen größeren Abstand zu der Rotordrehachse R auf als der an dem ersten Ende 38 ausgebildete Einpressabschnitt 40.
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Die Kontaktierungselemente 36 weisen jeweils eine Wicklungsdrahtaufnahme 46 auf, in der ein Wicklungsdraht 48 des Statorwicklungssystems 32 derart angeordnet ist, dass das jeweilige Kontaktierungselement 36 elektrisch leitend mit dem Wicklungsdraht 48 verbunden ist. Die Statorwicklungen 34 des Statorwicklungssystems 32 sind im Speziellen derart elektrisch mit den einzelnen Kontaktierungselementen 36 verbunden, dass die einzelnen Statorwicklungen 34 über die Kontaktierungselemente 36 von der Motorelektronik 122 derart bestromt werden können, dass ein zum Antreiben des Motorrotors 12 geeignetes Statormagnetfeld erzeugt werden kann.
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Die Kontaktierungselemente 36 weisen jeweils eine Rastnase 50 auf, die auf einer der Rotordrehachse R zugewandten radialen Innenseite des Mittelabschnitts 45 ausgebildet ist.
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Der Elektromotor 10 umfasst eine aus einem Kunststoff bestehende Stützvorrichtung 52, die an dem Statorkörper 22 befestigt ist und durch die die geraden Endabschnitte 44 der Kontaktierungselemente 36 jeweils radial fixiert sind.
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Die Stützvorrichtung 52 umfasst ein ringförmiges Einsteckelement 54, das derart in die Rotoröffnung 30 des Statorkörpers 22 eingesteckt ist, dass die Stützvorrichtung 52 durch den Statorkörper 22 radial fixiert ist. An dem Einsteckelement 54 ist ein radial vorstehender Rastabsatz 56 ausgebildet, der axial an dem Haltekörperteil 26 des Statorkörpers 22 anliegt, sodass die Stützvorrichtung 52 auf einer dem Statorkörper 22 zugewandten Seite axial, also in einer parallel zu der Rotordrehachse R verlaufenden Richtung, durch den Statorkörper 22 gestützt ist.
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Die Stützvorrichtung 52 umfasst drei biegsame Schnapparme 58, die an einem von dem Statorkörper 22 abgewandten Ende freitragend ausgebildet sind. Jeder Schnapparm 58 bildet zusammen mit der Rastnase 50 eines der drei Kontaktierungselemente 36 eine Schnappverbindung 60. Hierbei hintergreifen die Rastnasen 50 jeweils eine axiale Stirnfläche des freitragenden Endes des Schnapparms 58, sodass die Stützvorrichtung 52 durch die Schnappverbindungen 60 in die von dem Statorkörper 22 wegweisende axiale Richtung fixiert ist.
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Die Stützvorrichtung 52 umfasst eine bogenförmige Versteifungswand 61, die die sich entlang der Rotordrehachse R erstreckende Rotorwelle 120 teilweise radial umschließt. Die Versteifungswand 61 ist derart konisch ausgebildet, dass sie an einem dem Statorkörper 22 zugewandten axialen Ende einen geringeren Abstand zu der Rotordrehachse R aufweist als an einem von dem Statorkörper 22 abgewandten axialen Ende.
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Die Stützvorrichtung 52 umfasst drei hohlzylinderförmige Stützelemente 62, die an einem von dem Statorkörper 22 abgewandten axialen Ende der Versteifungswand 61 ausgebildet sind und durch deren zylindrische Öffnung sich jeweils der gerade Endabschnitt 44 eines der Kontaktierungselemente 36 hindurch erstreckt. Jedes Stützelement 62 ist in einer der Kontaktierungselementöffnungen 116 der metallischen Trennwand 114 angeordnet. Die Stützelemente 62 sind derart ausgebildet, dass die geraden Endabschnitte 44 der Kontaktierungselemente 36 durch die Stützelemente 62 jeweils radial fixiert sind. Im Speziellen sind die zylindrischen Öffnungen der Stützelemente 62 derart ausgebildet, dass der jeweilige gerade Endabschnitt 44 innerhalb der zylindrischen Öffnung des Stützelements 62 kein oder nur ein minimales radiales Spiel hat.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Elektromotor
- 12
- Motorrotor
- 14
- Motorstator
- 18
- Rotorkörper
- 20
- Permanentmagnete
- 22
- Statorkörper
- 24
- Magnetfeldleitkörperteil
- 26
- Haltekörperteil
- 28
- Einpressöffnung
- 30
- Rotoröffnung
- 32
- Statorwicklungssystem
- 34
- Statorwicklungen
- 36
- Kontaktierungselemente
- 38
- erstes Ende
- 40
- Einpressabschnitt
- 42
- zweite Enden
- 44
- gerade Endabschnitte
- 45
- Mittelabschnitt
- 46
- Wicklungsdrahtaufnahme
- 48
- Wicklungsdraht
- 50
- Rastnasen
- 52
- Stützvorrichtung
- 54
- Einsteckelement
- 56
- Rastabsatz
- 58
- Schnapparme
- 60
- Schnappverbindungen
- 61
- Versteifungswand
- 62
- Stützelemente
- 100
- elektrische Pumpe
- 102
- Gehäuse
- 104
- Motorkammer
- 106
- Pumpkammer
- 108
- Elektronikkammer
- 110
- erstes Gehäuseteil
- 112
- zweites Gehäuseteil
- 114
- metallische Trennwand
- 116
- Kontaktierungselementöffnungen
- 118
- Pumprotor
- 120
- Rotorwelle
- 122
- Motorelektronik
- 124
- Leiterplatte
- 126
- Kontaktierungselementöffnungen
- 128
- Kontaktfederelemente
- R
- Rotordrehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2014/067545 A1 [0002]
- EP 2887462 B1 [0002, 0004]
