DE102022205009A1

DE102022205009A1 - Pumpenvorrichtung und Pumpe

Info

Publication number: DE102022205009A1
Application number: DE102022205009.6A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Hansen; Michael Reith
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-05-19
Filing date: 2022-05-19
Publication date: 2023-11-23
Also published as: CN117090793A

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Pumpenvorrichtung für eine Pumpe, insbesondere für eine Kühlmittelpumpe, mit zumindest einer Rotoreinheit (14a; 14b; 14c) zu einem Fördern einer Flüssigkeit, insbesondere eines Kühlmittels, mit einer Rotoraufnahmeeinheit (16a; 16b; 16c) zu einer Aufnahme der Rotoreinheit (14a; 14b; 14c) und mit zumindest einer eine Rotationsachse (18a; 18b; 18c) der Rotoreinheit (14a; 14b; 14c) vorgebenden Stabilisierungseinheit (20a; 20b; 20c).Es wird vorgeschlagen, dass die Stabilisierungseinheit (20a; 20b; 20c) ein kaltgeschlagenes Bauteil ist.

Description

Stand der Technik
Es ist bereits eine Pumpenvorrichtung für eine Pumpe, insbesondere für eine Kühlmittelpumpe, mit zumindest einer Rotoreinheit zu einem Fördern einer Flüssigkeit, insbesondere eines Kühlmittels, mit einer Rotoraufnahmeeinheit zu einer Aufnahme der Rotoreinheit und mit zumindest einer eine Rotationsachse der Rotoreinheit vorgebenden Stabilisierungseinheit vorgeschlagen worden.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Pumpenvorrichtung für eine Pumpe, insbesondere für eine Kühlmittelpumpe, mit zumindest einer Rotoreinheit zu einem Fördern einer Flüssigkeit, insbesondere eines Kühlmittels, mit einer Rotoraufnahmeeinheit zu einer Aufnahme der Rotoreinheit und mit zumindest einer eine Rotationsachse der Rotoreinheit vorgebenden Stabilisierungseinheit.
Es wird vorgeschlagen, dass die Stabilisierungseinheit ein kaltgeschlagenes Bauteil ist. Die Stabilisierungseinheit umfasst vorzugsweise einen zylinderförmigen Grundkörper, wobei eine Zylinderachse des Grundkörpers die Rotationsachse der Rotoreinheit definiert. Zumindest ein Abschnitt eines Mantels des Grundkörpers bildet vorzugsweise eine Lauffläche. Die Pumpenvorrichtung umfasst vorzugsweise zumindest ein Lagerelement, welches an der Lauffläche des Grundkörpers drehbar angeordnet ist. Das Lagerelement kann drehfest mit der Rotoraufnahmeeinheit oder drehfest mit der Rotoreinheit angeordnet sein. Eine maximale Längserstreckung der Stabilisierungseinheit parallel zu der Rotationsachse ist vorzugsweise größer, bevorzugt mehr als 3-mal größer, besonders bevorzugt mehr als 5-mal größer als eine maximale Quererstreckung, insbesondere ein maximaler Durchmesser, des Grundkörpers senkrecht zur Rotationsachse.
Die Rotoreinheit umfasst vorzugsweise einen Motorrotor eines Motors, insbesondere eines Elektromotors, der Pumpe. Die Rotoreinheit umfasst vorzugsweise zumindest ein Förderelement zu einem Fördern der Flüssigkeit, insbesondere ein Pumpenrad. Die Rotoreinheit umfasst vorzugsweise eine Antriebswelle zu einer Kraftübertragung und/oder Drehmomentübertragung von dem Motorrotor auf das Förderelement. Besonders bevorzugt sind/ist eine Rotationsachse des Förderelements, eine Rotationsachse der Antriebswelle und/oder eine Rotationsachse des Motorrotors identisch mit der Rotationsachse der Rotoreinheit. Die Stabilisierungseinheit umfasst entlang der Rotationsachse vorzugsweise einen Verankerungsabschnitt und einen Förderabschnitt. Die Lauffläche ist vorzugsweise zwischen dem Verankerungsabschnitt und dem Förderabschnitt angeordnet und/oder überlappt mit dem Förderabschnitt und/oder dem Verankerungsabschnitt. Der Verankerungsabschnitt ist vorzugsweise der Rotoraufnahmeeinheit zugewandt angeordnet, insbesondere an der Rotoraufnahmeeinheit befestigt oder gelagert. Vorzugsweise ist der Motorrotor näher an dem Verankerungsabschnitt angeordnet als an dem Förderabschnitt. Der Förderabschnitt ragt vorzugsweise von der Rotoraufnahmeeinheit weg. Vorzugsweise ist das Förderelement näher an dem Förderabschnitt angeordnet als an dem Verankerungselement. Besonders bevorzugt die Rotoraufnahmeeinheit als Pumpentopf ausgebildet und die Stabilisierungseinheit ist an einem Boden des Pumpentopfs befestigt oder gelagert. Insbesondere ist der Motorrotor innerhalb der Rotoraufnahmeeinheit angeordnet und ein Stator des Motors ist außerhalb der Rotoraufnahmeeinheit angeordnet. Das Förderelement ist vorzugsweise an einer dem Boden gegenüberliegenden Öffnung des Pumpentopfs angeordnet.
Bevorzugt ist die Lauffläche mittels Kaltschlagens geformt. Die Lauffläche weist aufgrund des Kaltschlagens eine gegenüber einem innenliegenden Kernmaterial des Grundkörpers eine erhöhte Härte auf. Die Lauffläche ist vorzugsweise zusätzlich geglättet ausgebildet, beispielsweise durch Abwalzen zwischen zwei Platten. Vorzugsweise weist die Lauffläche eine gemittelte Rautiefe (R_z) von weniger als 4 µm, bevorzugt von weniger als 3 µm, besonders bevorzugt von weniger als 2 µm, insbesondere von weniger als 1,6 µm, auf. Das innenliegende Kernmaterial ist bevorzugt ein Material des Grundkörpers, welches sich ausgehend von der Rotationsachse in einer Richtung senkrecht zur Rotationsachse um weniger als die Hälfte der maximalen Quererstreckung des Grundkörpers erstreckt. Die Stabilisierungseinheit ist vorzugsweise aus einem, bevorzugt einzelnen, Rohling aus Metall, beispielsweise Edelstahl, Messing oder dergleichen, gefertigt. Optional umfasst die Stabilisierungseinheit zumindest ein weiteres Strukturelement, welches einteilig mit dem Grundkörper ausgebildet ist. Das zumindest eine weitere Strukturelement ist vorzugsweise mittels Kaltschlagens aus dem Rohling geformt. Beispielweise umfasst die Stabilisierungseinheit als mittels Kaltschlagens geformtes weiteres Strukturelement ein Verankerungselement, wie eine Nut, ein Gewinde, eine Vertiefung oder dergleichen, um die Stabilisierungseinheit an der Rotoraufnahmeeinheit parallel zu der Rotationsachse formschlüssig zu befestigen. Beispielweise umfasst die Stabilisierungseinheit als mittels Kaltschlagens geformtes weiteres Strukturelement eine Drehsicherung, welche eine Rotationssymmetrie der Stabilisierungseinheit bezüglich der Rotationsachse bricht, wie beispielsweise eine Abflachung des Grundkörpers, eine Vertiefung in dem Grundkörper oder dergleichen. Beispielsweise umfasst die Stabilisierungseinheit als mittels Kaltschlagens geformtes weiteres Strukturelement eine Axialsicherung zu einem formschlüssigen Einschluss der Rotoreinheit zwischen der Axialsicherung und der Rotoraufnahmeeinheit, insbesondere dem Boden des Pumpentopfs. Beispielsweise umfasst die Stabilisierungseinheit als mittels Kaltschlagens geformtes weiteres Strukturelement eine Montagefase, um eine Montage der Stabilisierungseinheit entlang der vorgesehenen Rotationsachse zu erleichtern.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine vorteilhaft einfach und kostengünstig herstellbare robuste Pumpenvorrichtung bereitgestellt werden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Pumpenvorrichtung mit vorteilhaft wenigen unterschiedlichen Prozessen hergestellt werden. Insbesondere kann auf ein Drehen, ein Schleifen, ein Rändeln und/oder ein zusätzliches Härten des Rohlings verzichtet werden. Ferner kann eine Durchlaufzeit zur Herstellung der Pumpenvorrichtung vorteilhaft geringgehalten werden. Ferner kann die Lauffläche vorteilhaft hart ausgestaltet werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Pumpenvorrichtung zur Lagerung der Rotoreinheit ein Kalottenlager umfasst, welches an der Stabilisierungseinheit drehbar angeordnet ist. Das Kalottenlager ist bezüglich der Rotationsachse vorzugsweise konzentrisch mit der Stabilisierungseinheit angeordnet. Das Kalottenlager umfasst vorzugsweise einen kugelförmigen, halbkugelförmigen oder kugelsegmentförmigen Körper, welcher vorzugsweise rotationssymmetrisch bezüglich der Rotationsachse angeordnet ist. Das Kalottenlager umfasst in dem kugelförmigen, halbkugelförmigen oder kugelsegmentförmigen Körper bevorzugt eine Aufnahmevertiefung, insbesondere einen Durchbruch, in welchem die Stabilisierungseinheit, besonders bevorzugt zumindest ein Teil der Lauffläche der Stabilisierungseinheit, angeordnet ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung können Fluchtungsfehler und Montagetoleranzen der Pumpenvorrichtung vorteilhaft einfach und effektiv ausgeglichen werden. Ferner kann ein vorteilhaft kostengünstiges Material für das Kalottenlager verwendet werden. Insbesondere auch durch das Kaltschlagen der Stabilisierungseinheit kann für das Kalottenlager beispielweise ein Sintermaterial wie Sinterbronze oder Sintereisen verwendet werden. Insbesondere kann ein Risiko einer Störung während eines Betriebs der Pumpenvorrichtung vorteilhaft klein gehalten werden. Ferner kann eine vorteilhaft verlustarme Rotation der Rotoreinheit erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Pumpenvorrichtung zumindest ein weiteres Lagerelement umfasst, um die Rotoreinheit zu lagern, wobei das Kalottenlager entlang der Stabilisierungseinheit näher an der Rotoraufnahmeeinheit angeordnet ist als das weitere Lagerelement. Das Kalottenlager ist vorzugsweise an dem Verankerungsabschnitt der Stabilisierungseinheit angeordnet. Das weitere Lagerelement ist vorzugsweise an dem Förderabschnitt der Stabilisierungseinheit angeordnet. Das weitere Lagerelement kann beispielsweise als, insbesondere zylinderförmige, Lagerbuchse, als Lagerscheibe, als weiteres Kalottenlager, als Kugellager oder dergleichen ausgebildet sein. Vorzugsweise ist ein minimaler Abstand zwischen dem Kalottenlager und dem weiteren Lagerelement größer als ein Viertel, bevorzugt größer als eine Hälfte, der maximalen Längserstreckung der Stabilisierungseinheit. Das Kalottenlager und das weitere Lagerelement sind vorzugsweise auf verschiedenen Seiten zumindest einer zur Rotationsachse senkrechten Motorebene, welche den Motorrotor schneidet, angeordnet. Das Kalottenlager und das weitere Lagerelement sind vorzugsweise auf verschiedenen Seiten zumindest einer zur Rotationsachse senkrechten Förderebene, welche das Förderelement schneidet, angeordnet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine Stirnfläche des Kalottenlagers vorteilhaft als Axialanschlag verwendet werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Kalottenlager drehfest mit der Rotoraufnahmeeinheit verbunden ist. Die Rotoraufnahmeeinheit, insbesondere der Boden des Pumpentopfs, umfasst vorzugsweise ein Verankerungselement. Das Verankerungselement begrenzt einen Aufnahmeraum, in welchem das Kalottenlager zusammen mit dem Verankerungsabschnitt der Stabilisierungseinheit angeordnet ist. Das Verankerungselement kann als Vertiefung in einer Wand, insbesondere dem Boden, der Rotoraufnahmeeinheit oder als aus der Wand, insbesondere dem Boden, herausragender Sockel ausgebildet sein. Das Kalottenlager wird in dem Aufnahmeraum des Verankerungselements vorzugsweise mittels eines Fixierelements eingeschlossen. In einer vorteilhaft einfachen Ausgestaltung ist das Fixierelement als Einsteckmutter oder Blechmutter, insbesondere als Speednut, ausgebildet, welche vorzugsweise zwei Platten umfasst, welche U-förmig oder J-förmig miteinander verbunden sind und dadurch eine Gewinde ausbilden. Alternativ ist das Fixierelement als Riegel, als Sperrbolzen oder dergleichen ausgebildet. Die Stabilisierungseinheit, insbesondere der Verankerungsabschnitt, greift vorzugsweise parallel zu der Rotationsachse durch das Fixierelement hindurch in das Kalottenlager. Das Verankerungselement weist in einer die Rotationsachse umfassenden Ebene vorzugsweise ein den Aufnahmeraum entlang der Rotationsachse verengendes Profil auf. Vorzugsweise ist eine minimale Aufnahmeweite des Aufnahmeraums kleiner als eine maximale Quererstreckung des Kalottenlagers senkrecht zur Rotationsachse. Bevorzugt wird das Kalottenlager von dem Fixierelement gegen zur Rotationsachse quer verlaufende Seitenwände des Verankerungselements gepresst. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Stabilisierungseinheit unmittelbar als Antriebswelle verwendet werden. Insbesondere kann die Antriebswelle vorteilhaft einfach hergestellt werden. Insbesondere kann auf ein Drehen einer Hohlwelle verzichtet werden. Die Pumpenvorrichtung kann vorteilhaft bauteilarm, vorteilhaft kostengünstig und mit vorteilhaft hoher Fehlertoleranz der Bauteile hergestellt werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Kalottenlager drehfest mit der Rotoreinheit verbunden ist. Das Kalottenlager ist vorzugsweise drehfest an der Antriebswelle angeordnet. Die Antriebswelle ist vorzugsweise als Hohlwelle ausgebildet. Das Kalottenlager ist bevorzugt innerhalb der Antriebswelle angeordnet. Die Antriebswelle umfasst insbesondere einen Aufnahmekanal, in welchem die Stabilisierungseinheit angeordnet ist. Der Aufnahmekanal weist an einem Ende des Aufnahmekanals vorzugsweise eine Aufweitung auf. Das Kalottenlager ist in der Aufweitung angeordnet. In der Aufweitung weist der Aufnahmekanal eine zur Rotationsachse quer verlaufende Innenwandung auf. Das Kalottenlager ist in der Aufweitung des Aufnahmekanals vorzugsweise mittels eines Fixierelements eingeschlossen. In einer vorteilhaft einfachen Ausgestaltung ist das Fixierelement als Einsteckmutter oder Blechmutter, insbesondere als Speednut, ausgebildet, welche vorzugsweise zwei Platten umfasst, welche U-förmig oder J-förmig miteinander verbunden sind und dadurch eine Gewinde ausbilden Insbesondere umfasst das Fixierelement zumindest eine Federlasche, mittels welcher sich das Fixierelement über einen Außenumfang des Fixierelements in der Aufweitung des Aufnahmekanals verklemmt. Alternativ ist das Fixierelement als Riegel, als Sperrbolzen oder dergleichen ausgebildet. Die Stabilisierungseinheit, insbesondere der Verankerungsabschnitt, greift vorzugsweise parallel zu der Rotationsachse durch das Kalottenlager und das Fixierelement hindurch in die Rotoraufnahmeeinheit. Vorzugsweise ist eine minimale Aufnahmeweite des Aufnahmekanals kleiner als eine maximale Quererstreckung des Kalottenlagers senkrecht zur Rotationsachse. Bevorzugt wird das Kalottenlager von dem Fixierelement gegen die zur Rotationsachse quer verlaufende Innenwandung des Aufnahmekanals gepresst. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann, insbesondere im Zusammenspiel mit der kaltgeschlagenen Lauffläche der Stabilisierungseinheit, ein vorteilhaft günstiges Lagermaterial, insbesondere ein Sintermaterial, für das Kalottenlager verwendet werden, während die Lagerung gleichzeitig vorteilhaft robust ausgebildet werden kann.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Stabilisierungseinheit eine kaltgeschlagene Axialanlauffläche ausbildet. Die Stabilisierungseinheit umfasst vorzugsweise ein Anschlagselement, welches die Axialanlauffläche ausbildet. Das Anschlagselement ragt in einer Richtung quer zur Rotationsachse aus dem Grundkörper der Stabilisierungseinheit hinaus. Vorzugsweise ist das Anschlagselement bezüglich der Rotationsachse rotationssymmetrisch ausgebildet. Die Axialanlauffläche verläuft vorzugsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse. Die Axialanlauffläche ist vorzugsweise in dem Förderabschnitt der Stabilisierungseinheit angeordnet. Die Axialanlauffläche liegt vorzugsweise in einer Ebene, welche zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse ist und welche das Förderelement schneidet. Die Axialanlauffläche kann dem Motorrotor zugewandt angeordnet sein, insbesondere wenn die Rotoreinheit relativ zu der Stabilisierungseinheit beweglich gelagert ist, oder von dem Motorrotor abgewandt angeordnet sein, insbesondere wenn die Stabilisierungseinheit drehfest mit der Rotoreinheit verbunden ist. Besonders bevorzugt ist das weitere Lagerelement an der Axialanlauffläche angeordnet. Alternativ wird die Axialanlauffläche von einer separaten Axialanlaufscheibe gebildet, welche an der Stabilisierungseinheit angeordnet ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann auf eine separat ausgebildete Axialanlaufscheibe verzichtet werden. Insbesondere kann eine vorteilhaft bauteilarme Pumpenvorrichtung bereitgestellt werden, welche vorteilhaft einfach montierbar ist.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Stabilisierungseinheit als drehfest mit der Rotoraufnahmeeinheit angeordneter Lagerbolzen ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Stabilisierungseinheit in dem Verankerungselement der Rotoraufnahmeeinheit, insbesondere ohne das Kalottenlager, angeordnet. Das Kalottenlager oder ein alternatives Lagerelement zu dem Kalottenlager, beispielsweise eine Lagerbuchse, ist vorzugsweise drehfest mit der Rotoreinheit an der Rotoreinheit angeordnet. Vorzugsweise weist der Verankerungsabschnitt die Drehsicherung auf. Die Drehsicherung ist vorzugsweise als bezüglich der Rotationsachse nicht-rotationssymmetrisches Strukturelement ausgebildet. Im einfachsten Fall ist die Drehsicherung eine Abflachung oder Vertiefung des Grundkörpers. Vorzugsweise weist der Grundkörper als Drehsicherung in einer zur Rotationsachse senkrechten Ebene in dem Verankerungsabschnitt ein ovales Profil, ein Profil mit zumindest einer Ecke, ein sternförmiges Profil oder dergleichen auf. Optional weist die Stabilisierungseinheit zusätzlich eine Axialsicherung in Form einer Hinterschneidung auf, in welcher das Verankerungselement, beispielweise durch Umspritzen der Stabilisierungseinheit mit dem Verankerungselement, durch Einrasten oder durch Eindrehen, angeordnet ist. Beispielsweise ist die Axialsicherung als Nut oder als Gewinde ausgebildet. Die Axialsicherung ist vorzugsweise dazu vorgesehen, die Stabilisierungseinheit parallel zur Rotationsachse formschlüssig mit der Rotoraufnahmeeinheit zu verbinden. Alternativ umfasst eine Deckeleinheit der Pumpe, welche die Rotoreinheit in der Rotoraufnahmeeinheit einschließt, zumindest ein Stützelement, welches an der Stabilisierungseinheit, insbesondere dem Förderabschnitt, angeordnet ist und die Stabilisierungseinheit zwischen dem Stützelement und dem Verankerungselement der Rotoraufnahmeeinheit einschließt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Rotationsachse vorteilhaft zuverlässig festgelegt werden. Ferner kann die Stabilitätseinheit vorteilhaft einseitig eingespannt werden, sodass auf ein Stützelement im Einzugsbereich des Förderelements verzichtet werden kann und ein vorteilhaft geringer Strömungswiderstand für das Kühlmittel durch die Pumpenvorrichtung erreicht werden kann.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Stabilisierungseinheit als Vollwelle ausgebildet ist. Die Stabilisierungseinheit bildet vorzugsweise die Antriebswelle der Rotoreinheit. Die Stabilisierungseinheit ist vorzugsweise relativ zu der Rotoraufnahmeeinheit, insbesondere mittels des an der Rotoraufnahmeeinheit befestigten Kalottenlagers, drehbar an der Rotoraufnahmeeinheit gelagert. Der Motorrotor und/oder das Förderelement sind/ist vorzugsweise an der Stabilisierungseinheit, beispielsweise mittels Kreuzverstemmung, drehfest mit der Stabilisierungseinheit befestigt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft auf eine zusätzliche Antriebswelle verzichtet werden. Die durch die Stabilisierungseinheit geformte Antriebswelle kann mittels Kaltschlagens vorteilhaft einfach und kostengünstig hergestellt werden. Insbesondere kann auf eine schwieriger herzustellende Hohlwelle verzichtet werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Pumpenvorrichtung ein Lagerelement, insbesondere das Kalottenlager und/oder das weitere Lagerelement, zu einem Lagern der Rotoreinheit umfasst, das aus Sinterbronze oder Sintereisen gefertigt ist. Alternativ basiert das Lagerelement, insbesondere das Kalottenlager und/oder das weitere Lagerelement, auf Kohlenstoff und/oder einem Kunststoff. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann das Lagerelement vorteilhaft kostengünstig hergestellt werden. Ferner kann ein Verschleiß des Lagerelements, insbesondere eine Korrosion des Lagerelements, vorteilhaft geringgehalten werden.
Darüber hinaus wird eine Pumpe, insbesondere eine Kühlmittelpumpe, mit einer erfindungsgemäßen Pumpenvorrichtung und mit einem, insbesondere dem bereits genannten, Motor zu einem Antrieb einer, insbesondere der bereits genannten, Rotoreinheit der Pumpenvorrichtung vorgeschlagen. Der Motor ist bevorzugt als Innenläufer ausgebildet. Der Motor ist bevorzugt als Elektromotor ausgebildet. Die Rotoraufnahmeeinheit der Pumpenvorrichtung erstreckt sich vorzugsweise durch einen Zwischenraum zwischen dem Motorrotor und dem Stator des Motors hindurch. Die Pumpe umfasst vorzugsweise die Deckeleinheit. Vorzugsweise ist ein Fluideinlass zu einem Einlass des Kühlmittels zu dem Förderelement an der Deckeleinheit angeordnet, insbesondere konzentrisch mit der Rotationsachse. Ein Fluidauslass für das Kühlmittel kann von der Deckeleinheit, von der Rotoraufnahmeeinheit oder teils von der Deckeleinheit, teils von der Rotoraufnahmeeinheit gebildet werden. Die Pumpe ist vorzugsweise zu einem Einsatz in einem Fahrzeug ausgelegt, insbesondere als Kühlmittelpumpe eines Kühlmittelkreislaufs eines Fahrzeugtemperierungssystems ausgebildet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine vorteilhaft bauteilarme, kostengünstige und leicht montierbare Pumpe bereitgestellt werden.
Die erfindungsgemäße Pumpenvorrichtung und/oder die erfindungsgemäße Pumpe sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können/kann die erfindungsgemäße Pumpenvorrichtung und/oder die erfindungsgemäße Pumpe zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Pumpe mit einer erfindungsgemäßen Pumpenvorrichtung,
2 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Pumpe mit einer erfindungsgemäßen Pumpenvorrichtung und
3 eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Pumpe mit einer erfindungsgemäßen Pumpenvorrichtung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt einen Querschnitt einer Pumpe 12a. Die Pumpe 12a ist vorzugsweise als Kühlmittelpumpe ausgebildet. Die Pumpe 12a umfasst eine Pumpenvorrichtung 10a. Die Pumpenvorrichtung 10a umfasst zumindest eine Rotoreinheit 14a zu einem Fördern einer Flüssigkeit, insbesondere eines Kühlmittels. Die Pumpe 12a umfasst einen Motor 28a zu einem Antrieb der Rotoreinheit 14a. Die Pumpenvorrichtung 10a umfasst eine Rotoraufnahmeeinheit 16a zu einer Aufnahme der Rotoreinheit 14a. Die Rotoraufnahmeeinheit 16a ist vorzugsweise als Pumpentopf ausgebildet. Der Motor 28a ist vorzugsweise als Elektromotor ausgebildet und umfasst einen Stator und einen Motorrotor 36a. Der Stator ist bevorzugt außerhalb der Rotoraufnahmeeinheit 16a angeordnet. Der Motorrotor 36a ist bevorzugt innerhalb der Rotoraufnahmeeinheit 16a angeordnet.
Der Motorrotor 36a bildet vorzugsweise eine Komponente der Rotoreinheit 14a. Die Rotoreinheit 14a umfasst vorzugsweise eine Antriebswelle 34a. Die Rotoreinheit 14a umfasst vorzugsweise ein Förderelement 38a. Das Förderelement 38a ist vorzugsweise als Pumpenrad ausgebildet und zu einem Fördern der Flüssigkeit vorgesehen. Das Förderelement 38a ist über die Antriebswelle 34a mit dem Motorrotor 36a drehfest verbunden. Der Motor 28a ist vorzugsweise dazu vorgesehen, das Förderelement 38a anzutreiben. Die Antriebswelle 34a ist vorzugsweise als Hohlwelle ausgebildet. Der Motorrotor 36a und das Förderelement 38a sind vorzugsweise an der Antriebswelle 34a befestigt, beispielsweise mittels Kreuzverstemmung. Der Motorrotor 36a ist an der Antriebswelle 34a vorzugsweise einem Boden der Rotoraufnahmeeinheit 16a zugewandt angeordnet. Das Förderelement 38a ist an der Antriebswelle 34a vorzugsweise weiter von dem Boden der Rotoraufnahmeeinheit 16a entfernt angeordnet als der Motorrotor 36a, insbesondere in einer Öffnungsebene der Rotoraufnahmeeinheit 16a.
Die Pumpenvorrichtung 10a umfasst eine eine Rotationsachse 18a der Rotoreinheit 14a vorgebende Stabilisierungseinheit 20a. Die Stabilisierungseinheit 20a ist ein kaltgeschlagenes Bauteil. Die Stabilisierungseinheit 20a ist als drehfest mit der Rotoraufnahmeeinheit 16a angeordneter Lagerbolzen ausgebildet. Die Stabilisierungseinheit 20a greift insbesondere durch die Antriebswelle 34a hindurch in die Rotoraufnahmeeinheit 16a. Die Rotoraufnahmeeinheit 16a umfasst vorzugsweise ein Verankerungselement 30a. Das Verankerungselement 30a ist hier beispielhaft als Vertiefung in dem Boden der Rotoraufnahmeeinheit 16a dargestellt. Ein durch das Verankerungselement 30a gebildeter Aufnahmeraum zur Aufnahme der Stabilisierungseinheit 20a ist vorzugsweise komplementär zu einem Profil der Stabilisierungseinheit 20a senkrecht zu der Rotationsachse 18a. Das Profil der Stabilisierungseinheit 20a ist in einem in dem Aufnahmeraum angeordneten Verankerungsabschnitt der Stabilisierungseinheit 20a vorzugsweise nicht rotationssymmetrisch. Ein dem Verankerungselement 30a abgewandt angeordnetes Ende der Stabilisierungseinheit 20a ist vorzugsweise an einem Stützelement einer Deckeleinheit der Pumpe 12a angeordnet. Vorzugsweise ist die Stabilisierungseinheit 20a entlang der Rotationsachse 18a zwischen dem Stützelement und dem Verankerungselement 30a eingeschlossen.
Die Pumpenvorrichtung 10a umfasst ein Kalottenlager 22a zur Lagerung der Rotoreinheit 14a. Das Kalottenlager 22a ist an der Stabilisierungseinheit 20a drehbar angeordnet. Das Kalottenlager 22a ist drehfest mit der Rotoreinheit 14a verbunden. Bevorzugt ist das Kalottenlager 22a innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle 34a angeordnet. Das Kalottenlager 22a ist in einer Richtung parallel zur Rotationsachse 18a vorzugsweise zwischen dem Verankerungselement 30a und dem Motorrotor 36a angeordnet. In 1 ragt das Kalottenlager 22a beispielhaft teilweise in den Motorrotor 36a hinein. Das Kalottenlager 22a ist vorzugsweise mit einem Fixierelement 32a in der Antriebswelle 34a befestigt, bevorzugt verklemmt. Das Kalottenlager 22a ist aus Sinterbronze oder Sintereisen gefertigt.
Die Pumpenvorrichtung 10a umfasst zumindest ein weiteres Lagerelement 24a, um die Rotoreinheit 14a zu lagern. Das Kalottenlager 22a ist entlang der Stabilisierungseinheit 20a näher an der Rotoraufnahmeeinheit 16a angeordnet als das weitere Lagerelement 24a. Das weitere Lagerelement 24a ist beispielsweise als zylinderförmige Lagerbuchse ausgebildet. Vorzugsweise ist zwischen dem weiteren Lagerelement 24a und dem Stützelement zumindest eine Axialanlaufscheibe mit einer Axialanlauffläche 26a angeordnet. Die Axialanlauffläche 26a ist vorzugsweise dem Stützelement zugewandt angeordnet. Das weitere Lagerelement 24a ist aus Sinterbronze oder Sintereisen gefertigt. In einer alternativen Ausgestaltung wird die Axialanlauffläche 26a direkt von der Stabilisierungseinheit 20a anstelle einer separat ausgebildeten Axialanlaufscheibe gebildet, wie dies beispielswiese in 3 dargestellt ist.
In den 2 und 3 ist je ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in der 1 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der 2 und 3 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b und c ersetzt.
2 zeigt einen Querschnitt einer Pumpe 12b. Die Pumpe 12b ist vorzugsweise als Kühlmittelpumpe ausgebildet. Die Pumpe 12b umfasst eine Pumpenvorrichtung 10b. Die Pumpenvorrichtung 10b umfasst zumindest eine Rotoreinheit 14b zu einem Fördern einer Flüssigkeit, insbesondere eines Kühlmittels. Die Pumpe 12b umfasst einen Motor 28b zu einem Antrieb der Rotoreinheit 14b. Die Pumpenvorrichtung 10b umfasst eine Rotoraufnahmeeinheit 16b zu einer Aufnahme der Rotoreinheit 14b. Die Pumpenvorrichtung 10b umfasst eine eine Rotationsachse 18b der Rotoreinheit 14b vorgebende Stabilisierungseinheit 20b. Die Stabilisierungseinheit 20b ist ein kaltgeschlagenes Bauteil.
Die Stabilisierungseinheit 20b ist als Vollwelle ausgebildet. Ein Förderelement 38b der Rotoreinheit 14b ist an der Stabilisierungseinheit 20b befestigt, beispielsweise mittels Kreuzverstemmung. Ein Motorrotor 36b des Motors 28b ist an der Stabilisierungseinheit 20b befestigt, beispielweise mittels Kreuzverstemmung. Die Pumpenvorrichtung 10b umfasst ein Kalottenlager 22b zur Lagerung der Rotoreinheit 14b. Das Kalottenlager 22b ist an der Stabilisierungseinheit 20b drehbar angeordnet. Das Kalottenlager 22b ist drehfest mit der Rotoraufnahmeeinheit 16b verbunden. Die Stabilisierungseinheit 20b ist insbesondere relativ zu der Rotoraufnahmeeinheit 16b drehbar gelagert. Das Kalottenlager 22b ist in einem durch ein Verankerungselement 30b gebildeten Aufnahmeraum an einem Boden der Rotoraufnahmeeinheit 16b gelagert.
Die Stabilisierungseinheit 20b bildet zumindest eine kaltgeschlagene Axialanlauffläche 26b aus. Vorzugsweise umfasst die Stabilisierungseinheit 20b ein Anschlagselement, welches quer zu der Rotationsachse 18b aus einem zylindrischen Grundkörper der Stabilisierungseinheit 20b hinausragt. Die Pumpenvorrichtung 10b umfasst vorzugsweise ein weiteres Lagerelement 24b. Das weitere Lagerelement 24b ist vorzugsweise an der Axialanlauffläche 26b angeordnet. Das weitere Lagerelement 24b ist bevorzugt zwischen der Axialanlauffläche 26b und einem Stützelement einer Deckeleinheit der Pumpe 12b angeordnet, welches die Stabilisierungseinheit 20b parallel zu der Rotationsachse 18b einschließt.
Bezüglich weiterer Merkmale der Pumpe 12b und/oder der Pumpenvorrichtung 10b sei auf die 1 und deren Beschreibung verwiesen.
3 zeigt einen Querschnitt einer Pumpe 12c. Die Pumpe 12c ist vorzugsweise als Kühlmittelpumpe ausgebildet. Die Pumpe 12c umfasst eine Pumpenvorrichtung 10c. Die Pumpenvorrichtung 10c umfasst zumindest eine Rotoreinheit 14c zu einem Fördern einer Flüssigkeit, insbesondere eines Kühlmittels. Die Pumpe 12c umfasst einen Motor 28c zu einem Antrieb der Rotoreinheit 14c. Die Pumpenvorrichtung 10c umfasst eine Rotoraufnahmeeinheit 16c zu einer Aufnahme der Rotoreinheit 14c. Die Pumpenvorrichtung 10c umfasst eine eine Rotationsachse 18c der Rotoreinheit 14c vorgebende Stabilisierungseinheit 20c. Die Stabilisierungseinheit 20c ist ein kaltgeschlagenes Bauteil.
Die Stabilisierungseinheit 20c ist als Lagerbolzen ausgebildet. Die Stabilisierungseinheit 20c ist in einem Verankerungselement 30c der Rotoraufnahmeeinheit 16c befestigt, beispielsweise eingeschraubt. Vorzugsweise ist die Stabilisierungseinheit 20c mittels des Verankerungselements 30c nur einseitig eingespannt. Ein dem Verankerungselement 30c abgewandtes Ende der Stabilisierungseinheit 20c ist vorzugsweise freistehend, insbesondere beabstandet von einer Deckeleinheit der Pumpe 12c. Die Pumpenvorrichtung 10c umfasst ein einzelnes Lagerelement 24c, welches als Lagerbuchse ausgebildet ist. Das Lagerelement 24c erstreckt sich insbesondere über mehr als die Hälfte einer maximalen Längserstreckung des Stabilisierungseinheit 20c parallel zur Rotationsachse 18c. Die Stabilisierungseinheit 20c ist in dem Lagerelement 24c angeordnet. Das Lagerelement 24c ist in einer Antriebswelle 34c der Rotoreinheit 14c drehfest mit dieser angeordnet. Die Antriebswelle 34c ist beispielhaft einstückig mit einem Förderelement 38c der Rotoreinheit 14c ausgebildet.
An dem dem Verankerungselement 30c abgewandten Ende der Stabilisierungseinheit 20c bildet die Stabilisierungseinheit 20c eine Axialanlauffläche 26c aus. Die Axialanlauffläche 26c ist vorzugsweise dem Verankerungselement 30c zugewandt angeordnet. Bevorzugt ist das Lagerelement 24c an der Axialanlauffläche 26c und insbesondere an dem Verankerungselement 30c angeordnet.
Bezüglich weiterer Merkmale der Pumpe 12c und/oder der Pumpenvorrichtung 10c sei auf die 1 und 2 und deren Beschreibung verwiesen.

Claims

Pumpenvorrichtung für eine Pumpe, insbesondere für eine Kühlmittelpumpe, mit zumindest einer Rotoreinheit (14a; 14b; 14c) zu einem Fördern einer Flüssigkeit, insbesondere eines Kühlmittels, mit einer Rotoraufnahmeeinheit (16a; 16b; 16c) zu einer Aufnahme der Rotoreinheit (14a; 14b; 14c) und mit zumindest einer eine Rotationsachse (18a; 18b; 18c) der Rotoreinheit (14a; 14b; 14c) vorgebenden Stabilisierungseinheit (20a; 20b; 20c), dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungseinheit (20a; 20b; 20c) ein kaltgeschlagenes Bauteil ist.
Pumpenvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Kalottenlager (22a; 22b) zur Lagerung der Rotoreinheit (14a; 14b), welches an der Stabilisierungseinheit (20a; 20b) drehbar angeordnet ist.
Pumpenvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch zumindest ein weiteres Lagerelement (24a; 24b) um die Rotoreinheit (14a; 14b) zu lagern, wobei das Kalottenlager (22a; 22b) entlang der Stabilisierungseinheit (20a; 20b) näher an der Rotoraufnahmeeinheit (16a; 16b; 16c) angeordnet ist als das weitere Lagerelement (24a; 24b).
Pumpenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalottenlager (22b) drehfest mit der Rotoraufnahmeeinheit (16b) verbunden ist.
Pumpenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalottenlager (22a) drehfest mit der Rotoreinheit (14a) verbunden ist.
Pumpenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungseinheit (20b; 20c) zumindest eine kaltgeschlagene Axialanlauffläche (26b; 26c) ausbildet.
Pumpenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungseinheit (20a; 20c) als drehfest mit der Rotoraufnahmeeinheit (16a; 16c) angeordneter Lagerbolzen ausgebildet ist.
Pumpenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungseinheit (20b) als Vollwelle ausgebildet ist.
Pumpenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein Lagerelement, insbesondere das Kalottenlager (22a; 22b; 22c) und/oder das weitere Lagerelement (24a; 24b; 24c), zu einem Lagern der Rotoreinheit (14a; 14b; 14c), das aus Sinterbronze oder Sintereisen gefertigt ist.
Pumpe, insbesondere Kühlmittelpumpe, mit einem Pumpenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einem Motor (28a; 28b; 28c) zu einem Antrieb der Rotoreinheit (14a; 14b; 14c) der Pumpenvorrichtung.