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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe, insbesondere eine Art von Pumpe, die als eine ELOP (Electric Oil Pump - elektrische Ölpumpe) bekannt ist. Sie kann dazu verwendet werden, ein Arbeitsfluid (beispielsweise zum Zwecke der Schmierung und/oder Kühlung und/oder Betätigung) zu einem Getriebe, möglicherweise einem elektrischen Achsantrieb („einer e-Achse“), oder einem Ausgleichsgetriebe „mit gezielter Drehmomentquerverteilung“ oder anderen statischen oder dynamischen Anwendungen zu leiten. Eine Pumpe dieser Art umfasst Pumpmittel, einen Elektromotor, der die Pumpmittel betätigt, und eine elektronische Einheit zur Steuerung des Elektromotors. Es gibt bekannte ELOP-Pumpen, bei denen ein Teil des Arbeitsfluids abgezweigt und zum Kühlen der elektronischen Schaltplatine und/oder des Elektromotors verwendet wird, bevor es von den Pumpmitteln verarbeitet wird. Das Arbeitsfluid wird dann an eine Vorrichtung geleitet, die von der Pumpe versorgt wird und an dem Zufuhrende positioniert ist. Ein Nachteil dieser Lösung ergibt sich aus dem Saugdruckabfall an dem Pumpbereich, da ein Teil des Fluids zu den Kühlleitungsrohren des Elektromotors geleitet wird.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Pumpe vorzuschlagen, die es ermöglicht, bei Optimierung der Verteilung des Fluids und demzufolge der Kühlung Saugdruckabfall zu vermeiden.
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Das angegebene technische Ziel und die aufgeführten Aufgaben werden im Wesentlichen durch eine Pumpe erzielt, die die technischen Eigenschaften, die in einem oder mehreren der anhängigen Ansprüche beschrieben werden, aufweist.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen ohne Weiteres aus der Beschreibung, die als Leitlinie dient und somit keine Beschränkung darstellt, einer Pumpe gemäß der Darstellung in den anhängigen Zeichnungen hervor; in den Zeichnungen zeigen:
- - 1 eine perspektivische Ansicht einer Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung;
- - 2 eine Schnittansicht einer ersten konstruktiven Lösung für eine Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung;
- - 3 eine Schnittansicht entlang der Schnittebene A-A von 2 oder 6;
- - 4 und 5 Querschnittsansichten durch die Schnittebene B-B bzw. C-C von 2;
- - 6 eine Schnittansicht einer zweiten konstruktiven Lösung für eine Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung;
- - 7 und 8 Schnittansichten durch die Figurebene B-B bzw. C-C von 6;
- - 9 eine alternative Lösung zu jener, die in 8 gezeigt wird;
- - 10 eine Komponente der Pumpe von 6;
- - 11 eine weitere konstruktive Lösung für eine Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung.
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In den anhängigen Figuren gibt das Bezugszeichen 1 eine Pumpe, insbesondere eine ELOP (elektrische Ölpumpe) an. Vorteilhafterweise verarbeitet diese Pumpe 1 ein Arbeitsfluid, bei dem es sich um Öl handelt, könnte jedoch auch andere Arten von Arbeitsfluid (in der Regel eine inkompressible Art) verarbeiten.
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Die Pumpe 1 umfasst vorteilhafterweise Mittel 2 zum Pumpen eines Arbeitsfluids. Vorteilhafterweise umfassen die Pumpmittel 2 eine Zahnradpumpvorrichtung (könnten jedoch alternativ dazu eine Flügelpumpe, eine Kreiselpumpe oder eine andere Art umfassen). Vorzugsweise umfassen die Pumpmittel 2 ein erstes und ein zweites Zahnrad, die eins im anderen positioniert sind und miteinander in Eingriff stehen (diese Lösung ist in der Technik auch als ein Gerotor bekannt). Vorteilhafterweise umfassen die Pumpmittel 2 einen oder mehrere Einlässe.
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Die Pumpe 1 umfasst ferner einen Elektromotor 3 zur Betätigung der Pumpmittel 2. Vorzugsweise, jedoch nicht zwangsläufig, ist der Motor 3 ein bürstenloser Motor. Der Motor 3 umfasst einen Stator 31 und einen Rotor 32, die zur Betätigung der Pumpmittel 2 zusammenwirken. Der Rotor 32 ist um eine Drehachse 320 drehbar. Vorteilhafterweise umfasst die Pumpe 1 eine von dem Motor 3 betätigte Getriebewelle 33, die zumindest einen Teil der Pumpmittel 2 drehantreibt. Der Rotor 32 ist mit der Welle 33 integral. Der Stator 31 hingegen ist an einem Pumpengehäuse 80 fixiert. Der Stator 31 umfasst vorzugsweise Wicklungen 310. Diese Wicklungen 310 definieren die Polhörner.
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Die Pumpe 1 umfasst vorteilhafterweise eine elektronische Einheit 4 zur Steuerung des Elektromotors 3. Die elektronische Einheit 4 ermöglicht somit eine Regulierung der Bewegung des Elektromotors 3. Die elektronische Einheit 4 ist vorteilhafterweise multifunktional. Die elektronische Einheit 4 (beispielsweise mindestens eine elektronische Schaltplatine) ist vorteilhafterweise in dem Pumpengehäuse 80 untergebracht und gesichert.
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Die Pumpe 1 kann zusätzliche Pumpmittel 200 umfassen. In diesem Fall kann die Pumpe 1 als eine „Tandempumpe“ bezeichnet werden. Vorteilhafterweise werden die zusätzlichen Pumpmittel 200 von demselben Elektromotor 3 betätigt, der die Pumpmittel 2 betätigt. Vorteilhafterweise sind die Pumpmittel 2 und die zusätzlichen Pumpmittel 200 koaxial. Die zusätzlichen Pumpmittel 200 können das Arbeitsfluid außerhalb der Pumpe 1 zum selben Verbraucher wie die oben beschriebenen Pumpmittel 2 oder zu einem anderen Verbraucher leiten. Darüber hinaus können die Pumpmittel 2 und die zusätzlichen Pumpmittel 200 aus separaten Leitungsrohren unter Ansaugung versorgt werden. Bei der bevorzugten Lösung befinden sich die Pumpmittel 2 näher an dem Elektromotor 3 als die zusätzlichen Pumpmittel 200. Vorteilhafterweise kann die Pumpe 1 zweite zusätzlich Pumpmittel 2000 umfassen (auf die die oben für die zusätzlichen Pumpmittel 200 dargebotene Beschreibung vorteilhafterweise auch zutrifft). Beispielsweise zeigt 11 Pumpmittel 2, zusätzliche Pumpmittel 200 und zweite zusätzliche Pumpmittel 2000.
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Die Pumpe 1 umfasst ein Leitungsrohr 5 zur Zufuhr des Arbeitsfluids. Dieses Leitungsrohr 5 befindet sich stromabwärts der Pumpmittel 2. Sie ermöglicht, dass das Arbeitsfluid (in der Regel Öl) beispielsweise zu mindestens einem Verbraucher außerhalb der Pumpe 1 gemäß obiger Beschreibung geleitet werden kann.
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Die Pumpe 1 umfasst ferner eine Leitung 6 zum Kühlen des Elektromotors 3 und der elektronischen Einheit 4. Vorzugsweise ist die Kühlleitung 6 dauerhaft geöffnet und zweigt einen Teil des von den Pumpmitteln 2 verarbeiteten Arbeitsfluids ab. Somit gibt es keine Rückschlagventile, die entweder den Strom des Arbeitsfluids verhindern oder ihn nur gestatten, wenn ein vordefinierte Druck überschritten wird.
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Die Kühlleitung 6 umfasst vorteilhafterweise ein erstes Leitungsrohr 61, das aus einem Zufuhrbereich 22 der Pumpmittel 2 heraus ausgebildet ist. Dieses erste Leitungsrohr 61 ist somit eine Abzweigung des Arbeitsfluids, die zum Kühlen des Motors 3 und der elektronischen Einheit 4 verwendet wird. Das erste Leitungsrohr 61 ist vorteilhafterweise ein kalibriertes Leitungsrohr. Es ist vorteilhaft konstruiert und/oder bildet eine geeignete Verengung. Vorteilhafterweise sind die Zufuhrrohrleitung 5 und die erste Rohrleitung 61 aus zwei gegenüberliegenden Seiten der Pumpmittel (2) heraus ausgebildet. Die erste Rohrleitung 61 weist einen Einlass 610 auf.
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Vorteilhafterweise weisen bei der bevorzugten nicht einschränkenden Lösung eine Mündung 51 der Zufuhrrohrleitung 5 und der Einlass 610 der ersten Rohrleitung 61 zu zwei gegenüberliegenden Seiten der Pumpmittel 2. Insbesondere sind die Zufuhrrohrleitung 5 und die erste Rohrleitung 61 aus einem Hochdruckbereich der Pumpmittel 2 heraus ausgebildet. Vorteilhafterweise wird der Strom des Arbeitsfluids durch die erste Rohrleitung 61 reguliert, vorzugsweise hinsichtlich Durchsatzrate oder Druck, um einen Wärmeaustausch zu erzeugen, der in den elektrischen/elektronischen Teilen gleichmäßig verteilt ist. Der Strom des Arbeitsfluids wird in der Phase der Konstruktion und Testung der Pumpe 1 auf Basis der Anforderungen der spezifischen Anwendung kalibriert (beispielsweise bei der Höchsttemperatur in Kombination mit dem Mindestdruck; indem dies bei all den anderen Betriebsbedingungen der Pumpe durchgeführt wird, wird sichergestellt, dass die Öldurchsatzrate für den Zweck ausreichend ist).
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Bei einer bevorzugten Befestigungskonfiguration der Pumpe 1 ist die erste Rohrleitung 61 in einem unteren Bereich der Pumpe 1 positioniert. Insbesondere ist die erste Rohrleitung 61 bei der bevorzugten Befestigungskonfiguration unterhalb der Drehachse 320 positioniert (wobei dieser Zustand in einem Bereich, der zwischen zwei vertikalen Ebenen, die sich am Einlass und Auslass dieser ersten Rohrleitung 61 befinden, liegt, bestimmt wird). Insbesondere befindet sich die Drehachse 320 bei der bevorzugten Befestigungskonfiguration in einer im Wesentlichen horizontalen Position. Somit befindet sich der Elektromotor 3 in einem automatischen Entlüftungszustand. Die Pumpe 1 kann jedoch auch vertikal oder in einem beliebigen zwischen horizontal und vertikal liegenden Winkel befestigt sein. In diesem Fall kann die Installation in zwei möglichen Ausrichtungen erfolgen, insbesondere mit Positionierung der elektronischen Einheit 4 an der Oberseite oder an der Unterseite. Die Lösung mit der elektronischen Einheit 4 an der Unterseite wird unter den zwei möglichen Ausrichtungen bevorzugt, doch selbst wenn die elektronische Einheit 4 an der Oberseite positioniert ist, saugen die Pumpmittel 2 das Arbeitsfluid durch Sog an (wie im Rest der Beschreibung deutlicher wird) und somit wird das Ausströmen der Luft noch immer gestattet. Alternativ dazu kann die Pumpe 1 in einer beliebigen Ausrichtung und einer beliebigen Richtung zwischen den beschriebenen Lösungen installiert sein.
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Vorteilhafterweise ist der Elektromotor 3 zwischen den Pumpmitteln 2 und der elektronischen Einheit 4 angeordnet. Vorteilhafterweise umfasst die Pumpe 1 ein Gehäuse 20 für die Pumpmittel 2, ein Gehäuse 30 für den Elektromotor 3 und ein Gehäuse 40 für die elektronische Einheit 4. Das Gehäuse 20 für die Pumpmittel 2 und das Gehäuse 30 für den Elektromotor 3 befinden sich nebeneinander. Das Gehäuse 30, in dem der Elektromotor 3 positioniert ist, steht mit dem Gehäuse 20, in dem die Pumpmittel 2 positioniert sind, in Strömungsverbindung. Vorteilhafterweise ist das Gehäuse 30 zumindest zum Teil mit Arbeitsfluid gefüllt (bei der bevorzugten Lösung ist es komplett gefüllt oder zumindest zu 90 % gefüllt). Der Motor 3 ist somit zumindest zum Teil, vorzugsweise komplett, oder zumindest zu 90 % in das Arbeitsfluid eingetaucht. Vorteilhafterweise ist das Gehäuse 40, in dem die elektronische Einheit 4 positioniert ist, von dem Gehäuse 30, in dem der Elektromotor 3 positioniert ist, getrennt. Vorteilhafterweise ist das Gehäuse 40, in dem die elektronische Einheit 4 positioniert ist, von dem Gehäuse 30, in dem der Elektromotor 3 positioniert ist, fluiddynamisch getrennt. Dies erfolgt in der Regel durch eine fluiddichte wärmeleitende Wand 41. Diese ist vorteilhafterweise dahingehend geformt, den Wärmeaustausch zu optimieren (beispielsweise weist sie eine geringere Dicke auf, wo stärkere Kühlung erforderlich ist). Das Arbeitsfluid von den Pumpmitteln 2 dringt nicht in das Gehäuse 40 durch. Der Elektromotor 3 wird mit dem Arbeitsfluid, das von den Pumpmitteln 2 verarbeitet und zugeleitet wird, gekühlt und geschmiert.
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Wie beispielhaft in 6 gezeigt wird, schneidet mindestens eine imaginäre gerade Linie 7 parallel zur Drehachse 320 den Motor 3 (den Stator 31 oder den Rotor 32), die elektronische Einheit 4 und das Pumpmittel 2. Diese Elemente sind somit axial zugeordnet.
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Wie oben angegeben wird, trifft das Arbeitsfluid zum Kühlen des Motors 3 und der elektronischen Einheit 4 stromabwärts der Pumpmittel 2 auf die erste Rohrleitung 61 (bei der vorliegenden Beschreibung beziehen sich die Ausdrücke „stromaufwärts“ und „stromabwärts“ auf den Strom des Arbeitsfluids). Die erste Rohrleitung 61 ist in Längsrichtung ausgebildet und weist orthogonale Bereiche (in Bezug auf die Längsausbildung) auf, die konvex sind.
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Vorteilhafterweise definiert die erste Rohrleitung 61 mindestens einen Fluidströmungsquerschnitt, der, wenn er orthogonal zu der Linie der Längsausbildung bestimmt wird, konvex ist. Vorteilhafterweise ist dieser Fluidströmungsquerschnitt für mindestens 90 % der Längsausbildung, wenn er orthogonal zu der Linie der Längsausbildung bestimmt wird, konvex. Innerhalb der ersten Rohrleitung 61 berührt das Arbeitsfluid die Welle 33 nicht.
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Wie oben erwähnt wird, weist der Einlass 610 der ersten Rohrleitung 61 zu den Pumpmitteln 2.
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Die Pumpe 1 umfasst eine äußere Schale 8, die den Motor 3 zumindest zum Teil umgibt. Sie ist Teil des Pumpengehäuses 80. Die erste Schale 8 umgibt vorteilhafterweise den Stator 31 und den Rotor 32. Das Pumpengehäuse 80 umfasst des Weiteren eine Abdeckung 81, die mit der Schale 8 verbunden ist und das Gehäuse der elektronischen Einheit 4 definiert. Die erste Rohrleitung 61 wird von der Schale 8 umgeben und definiert. Diese äußere Schale 8, die die erste Rohrleitung 61 umgibt und definiert, ist ein einziges einstückiges Gehäuse. Vorteilhafterweise umfasst die erste Rohrleitung 61 eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Abschnitten, in denen der Strömungsquerschnitt zunehmend reduziert ist. Vorteilhafterweise weist die erste Rohrleitung 61 mindestens einen Strömungsquerschnitt auf, der durch eine einzige in sich selbst geschlossene Begrenzungslinie definiert wird und vorteilhafterweise kreisförmig ist. Vorzugsweise gibt es keine Körper innerhalb der ersten Rohrleitung 61.
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Die erste Rohrleitung 61 erstreckt sich entlang ihrer Ausbildung, die sich von den Pumpmitteln 2 weg erstreckt, von der Drehachse 320 des Rotors 32 weg. Die erste Rohrleitung 61 ist bis zu einem Bereich neben dem Bereich, in dem die Schale 8 an dem Stator 31 befestigt (beispielsweise durch eine Presspassung oder Verkleben) ist, ausgebildet.
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Wie in 2 oder 6 beispielhaft gezeigt wird, weist die erste Rohrleitung 61 eine gerade Ausbildungslängsachse auf. Sie ist von einer Kammer, in der die Pumpmittel 2 positioniert sind, aus ausgebildet.
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Vorteilhafterweise umfasst die Kühlleitung 6 (anders ausgedrückt die Leitung, die für das Kühlen des Motors 3 und der elektronischen Einheit 4 vorgesehen ist) eine einzige Auslassleitung aus dem Gehäuse 20 (der Kammer), in dem die Pumpmittel 2 untergebracht sind. Diese Auslassleitung wird von der ersten Rohrleitung 61 definiert. Bei einer alternativen Lösung könnte die Kühlleitung 6 eine Mehrzahl von Auslassleitungen aus dem Gehäuse 20 umfassen.
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Wie beispielhaft in 2 gezeigt wird, umfasst die Kühlleitung 6 vorteilhafterweise mindestens einen ersten Hohlraum 621, in dem das Arbeitsfluid zirkuliert. Der erste Hohlraum 621 ist stromabwärts der ersten Rohrleitung 61 positioniert. Die erste Rohrleitung 61 und der erste Hohlraum 621 transportieren das Arbeitsfluid von den Pumpmitteln 2 weg. Vorteilhafterweise wird der erste Hohlraum 621 (insbesondere mindestens ein zu der Längsausbildung orthogonaler Bereich) zum Teil durch den Stator 31 und zum Teil durch die Schale 8 definiert. Die Strömung von der ersten Rohrleitung 61 zu dem ersten Hohlraum 621 ist beispielsweise durch eine Richtungsänderung des Arbeitsfluids gekennzeichnet. Falls nötig könnte das Arbeitsfluid jedoch derselben Richtung folgen. Vorteilhafterweise wird der erste Hohlraum 621 einzig durch die Kombination aus dem Stator 31 und der Schale 8 definiert. Der erste Hohlraum 621 definiert eine Konkavität, die sich in die Schale 8 erstreckt, ohne sich in den Stator 31 zu erstrecken (somit weist der Stator 31 keine Konkavität auf, die den ersten Hohlraum 621 definiert; stattdessen ist der Teil des Stators 31, den zur Definition des ersten Hohlraums 621 beiträgt, konvex). Dies liegt daran, dass die Formung der Schale 8 weniger kostspielig als die Formung des Stators 31 ist und beispielsweise während des Schmiede- oder Gussprozesses durchgeführt werden kann; dies ermöglicht eine Kostenreduzierung. Der erste Hohlraum 621 ist stromabwärts der ersten Leitung 61 positioniert. Bei der Lösung von 2 ist der erste Hohlraum 621 die Fortsetzung der ersten Rohrleitung 61 (jedoch mit einer anderen Ausbildungsrichtung; falls nötig könnte sie derselben Richtung folgen).
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Bei einer alternativen Lösung, die in 6-8 gezeigt wird (und auch bei der Lösung von 9 und 10) umfasst die Kühlleitung 6 (und unterteilt sich insbesondere in):
- - einen Zufuhrverteiler 91 (diese können einen konstanten oder variablen Querschnitt bezüglich der Ausbildungslinie aufweisen; dies ermöglicht eine bessere Besteuerung der Zufuhrdrücke zum Zwecke der optimalen Strömungskalibrierung);
- - eine Mehrzahl von Hohlräumen 62.
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Bei der vorliegenden Beschreibung soll „Verteiler“ eine Kammer bedeuten, in die oder aus der eine Anzahl an Rohrleitungen und/oder Zwischenräumen und/oder Hohlräumen münden oder dort heraus ausgebildet sind. Somit hat er die Funktion des Auffangens und/oder Verteilens des Arbeitsfluids.
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Vorteilhafterweise umfasst die Kühlleitung 6 mehrere Zufuhrrohrleitungen (Lösung nicht gezeigt), die vorteilhafterweise den Zufuhrbereich 22 der Pumpmittel 2 mit dem Zufuhrverteiler 91 verbinden.
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Wie oben beschrieben wird, umfasst die Kühlleitung 6 stromaufwärts des mindestens einen ersten Hohlraums 621 (oder in jedem Fall stromaufwärts des Zufuhrverteilers 91) die erste Rohrleitung 61 mit einem konvexen Querschnitt, der von einem Zufuhrbereich 22 der Pumpmittel 2 aus ausgebildet ist.
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Die erste Rohrleitung 61 mündet in den Zufuhrverteiler 91 (siehe 6) oder direkt in den ersten Hohlraum 621 (siehe 2). Die erste Rohrleitung 61 und der erste Hohlraum 62 transportieren das Arbeitsfluid von den Pumpmitteln 2 weg. Der erste Hohlraum 621 ist Teil der Mehrzahl von Hohlräumen 62.
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Die Mehrzahl von Hohlräumen 62 sind aus dem Zufuhrverteiler 91 heraus ausgebildet. Das Arbeitsfluid strömt durch die Mehrzahl von Hohlräumen 62. Die Mehrzahl von Hohlräumen 62 sind um den Stator 31 herum verteilt.
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Der Zufuhrverteiler 91 verteilt das Arbeitsfluid (bei dem es sich um ein Kühlfluid handelt) in die verschiedenen Hohlräume 62.
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Diese Hohlräume 62 werden zum Teil durch den Stator 31 und zum Teil durch die Schale 8 definiert.
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Der Zufuhrverteiler 91 und die Hohlräume 62 sind vorteilhafterweise kalibriert. Sie sind vorteilhafterweise konstruiert und/oder bilden eine geeignete Verengung.
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Der Zufuhrverteiler 91 weist vorteilhafterweise eine ringförmige Ausbildung auf. Vorteilhafterweise umfasst/ist er eine in der Schale 8 ausgebildete Nut. Diese Nut ist ringförmig. Eine Wand dieses Zufuhrverteilers 91 wird vorteilhafterweise von dem Stator 31 definiert.
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Der erste Hohlraum 621 und/oder die Mehrzahl an Hohlräumen 62 und/oder der Zufuhrverteiler 91 werden vorzugsweise von Konkavitäten definiert, die zumindest zum Teil in der Schale 8 (vorzugsweise nur in der Schale 8) ausgebildet sind, in der Regel durch Schmieden und/oder Gießen oder durch Ausarbeiten mit einer Werkzeugmaschine nach dem Schmieden und/oder Gießen.
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Vorteilhafterweise erstrecken sich die Hohlräume 62 in die Schale 8, ohne sich in den Stator 31 zu erstrecken. Wie oben beschrieben wird, werden die Hohlräume 62 durch Konkavitäten definiert, die sich in die Schale 8 erstrecken und die zu dem Stator 31 weisen. Die Hohlräume 62 könnten somit durch strahlende Zellen definiert werden. Vorteilhafterweise weist der Stator 31 eine Außenfläche ohne Konkavitäten (die im Wesentlichen glatt scheint) an den Positionen der Hohlräume 62 auf. Vorteilhafterweise umfasst der Stator 31 mindestens einen Bezugspunkt 95 zur Winkelpositionierung bezüglich der Schale 8 (beispielsweise einen Vorsprung). Dies kann zur Ausrichtung der Phasen nützlich sein. Beispielsweise kann der Stator 31 somit eine Außenfläche umfassen, die mit Ausnahme des mindestens einen Winkelbezugspunkts 95 zylindrisch ist.
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Bei einer alternativen Lösung können die Hohlräume 62 zumindest zum Teil in dem Stator 31 ausgebildet sein, beispielsweise in einem Stator mit Vorsprüngen.
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Vorteilhafterweise sind die Hohlräume 62 gleichmäßig über den Umfang hinweg beabstandet. Die Hohlräume 62 könnten beispielsweise parallel zueinander ausgebildet sein. Vorteilhafterweise sind sie bei der bevorzugten, jedoch nicht ausschließenden Lösung längs in einer parallel (oder im Wesentlichen parallel) zur Drehachse 320 des Rotors 32 verlaufenden Richtung ausgebildet. Bei einer alternativen Lösung könnten sie beispielsweise spiralförmig ausgebildet sein.
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Vorteilhafterweise umfasst die Kühlleitung 6 einen Wärmetauscherverteiler 92, in den der erste Hohlraum 621 mündet, zum Kühlen der elektronischen Einheit 4. Vorteilhafterweise mündet die Mehrzahl von Hohlräumen 62 in den Wärmetauscherverteiler 92. Der Wärmetauscherverteiler 92 sorgt für einen gleichmäßigeren Auslassdruck des die verschiedenen Hohlräume 62 verlassenden Fluids. Der Wärmetauscherverteiler 92 berührt die Wand 41 des Gehäuses 40.
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Wie beispielhaft in 9 gezeigt wird, weisen in mindestens einer orthogonal zur Drehachse 320 des Rotors 32 verlaufenden Ebene mindestens zwei der Hohlräume 62 voneinander verschiedene Querschnitte auf (eine Maßnahme, die unter der Annahme starker Druckabfälle aufgrund eines kleinen Strömungsquerschnitts des Verteilers 91 getroffen wurde). Vorteilhafterweise ermöglicht dies, dass für eine über den Umfang hinweg gleichmäßige und gleich verteilte Strömungsrate an dem Einlass zu dem Wärmetauscherverteiler 92 gesorgt wird. Insbesondere nimmt der Querschnitt der Hohlräume 62 entlang einer kreisförmigen Ausbildung nach und nach zu.
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Insbesondere mündet die erste Rohrleitung 61 in den Zufuhrverteiler 91 an dem Punkt, der gleich weit und am nächsten zu den Hohlräumen 62 mit der stärksten Verengung und gegenüber den Hohlräumen mit größeren Querschnitten liegt.
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Bei der Lösung von 8 weisen mindestens eine Mehrzahl der Hohlräume 62 in mindestens einer orthogonal zur Drehachse 320 des Rotors 32 verlaufenden Ebene identische Querschnitte auf (eine Maßnahme, die unter der Annahme vernachlässigbarer Druckabfälle in dem Verteiler 91 getroffen wurde), um für eine über den Umfang hinweg gleichmäßige und gleich verteilte Strömungsrate an dem Einlass zu dem Wärmetauscherverteiler 92 zu sorgen.
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Die Kühlleitung 6 umfasst vorteilhafterweise einen Rückführverteiler 93, der stromabwärts des Wärmetauscherverteilers 92 positioniert ist.
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Vorteilhafterweise ist der Wärmetauscherverteiler 92 ringförmig. Vorteilhafterweise ist der Wärmetauscherverteiler 92 hinter dem Gehäuse 40 der elektronischen Einheit 4 positioniert.
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Vorteilhafterweise ist der Rückführverteiler 93 ringförmig. Vorteilhafterweise ist er auf der dem Stator 31 gegenüberliegenden Seite des Wärmetauscherverteilers 92 positioniert. Der Stator 31 liegt komplett zwischen dem Wärmetauscherverteiler 92 und dem Rückführverteiler 93.
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Die Kühlleitung 6 umfasst des Weiteren Mittel 63 zur Leitung von Fluid von dem Wärmetauscherverteiler 92 zu dem Rückführverteiler 93. Dies erfolgt vorteilhafterweise durch Strömen durch den Stator 31. Die Mittel 63 werden somit zumindest zum Teil von dem Stator 31 definiert. Vorteilhafterweise berührt zumindest ein Teil des Arbeitsfluids, das durch die Mittel 63 strömt, den Stator 31. Das durch die Mittel 63 strömende Arbeitsfluid berührt somit den Stator 31. Vorzugsweise umfassen die Mittel 63 alle Zwischenräume (oder Kanäle), durch die das Arbeitsfluid von dem Verteiler 92 zu dem Verteiler 93 strömt, und jeder dieser Zwischenräume (oder Kanäle) wird zumindest zum Teil von dem Stator 31 definiert.
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Zumindest ein Teil des Fluids, das durch die Mittel 63 hindurchströmt, berührt den Rotor 32.
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Die Fluidleitungsmittel 63 umfassen eine Mehrzahl von Rückführzwischenräumen 630, die zwischen dem Wärmetauscherverteiler 92 und dem Rückführverteiler 93 ausgebildet sind.
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Vorteilhafterweise können die Rückführzwischenräume 630 durch das Innere des Stators 31 hindurchgehen.
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Vorzugsweise sind die Rückführzwischenräume 630 zwischen den Wicklungen 310 des Stators 31 ausgebildet. Insbesondere wechseln sich die Rückführzwischenräume 630 und die Wicklungen 310 ab.
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Anders ausgedrückt umfasst die Kühlleitung 6 Rückführzwischenräume 630, die fluiddynamisch und möglicherweise auch geometrisch parallel sind und die sich von dem Wärmetauscherverteiler 92 zu den Pumpmitteln 2 erstrecken und durch den Stator 31 des Motors 3 hindurchgehen. Vorteilhafterweise laufen die Rückführungszwischenräume 630 in dem Rückführverteiler 93 zusammen.
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Zusätzlich oder alternativ dazu können die Fluidleitungsmittel 63 einen kreisförmigen Rückführkanal 631, der zwischen dem Rotor 32 und dem Stator 31 definiert wird, (Luftspalt) umfassen.
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Vorteilhafterweise umfasst die Schale 8 einen Anschlag 96 für den Stator 31. Dieser Anschlag 96 ist zur Drehachse 320 hin ausgebildet und weist vorzugsweise eine radiale Ausbildung auf.
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Vorteilhafterweise umfasst die Schale 8 eine Innenfläche 97, die den Stator 31 umgibt und an dem Stator 31 befestigt ist.
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Vorteilhafterweise umfasst die Pumpe 1 einen fluiddynamischen Dichtungsbereich zwischen der Schale 8 und dem Stator 31. Diese fluiddynamische Dichtung trennt den Zufuhrverteiler 91 (beispielsweise im Falle der Lösung von 6) oder den ersten Hohlraum 621 (im Falle der Lösung von 2) fluiddynamisch von dem Rückführverteiler 93. Dadurch wird verhindert, dass das Arbeitsfluid den Wärmetauscherverteiler 92 umgeht. Vorteilhafterweise befindet sich dieser fluiddynamische Dichtungsbereich zwischen der Schale 8 und dem Stator 31 an der Position des Anschlags 96 und/oder mindestens eines Abschnitts der Fläche 97.
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Vorteilhafterweise umfasst die Pumpe 1 mindestens einen Rückführungsdurchgang 64, der ermöglicht, dass das in dem Rückführverteiler 93 vorhandene Arbeitsfluid zu den Pumpmitteln 2 zurückgeführt wird. Insbesondere stellt der Durchgang 64 eine Strömungsverbindung des Rückführverteilers 93 mit einem stromaufwärts der Pumpmittel 2 gelegenen Bereich (beispielsweise der Pumpe 1) her.
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Die Mittel 63 und vorteilhafterweise der Durchgangs 64 ermöglichen, dass das Arbeitsfluid zu den Pumpmitteln 2 zurückgeführt wird (oder tragen jedenfalls zur Rückführung bei).
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Bei einer Lösung (die beispielsweise in 2 oder 6 gezeigt wird) verbindet der Rückführungsdurchgangs 64 den Rückführverteiler 93 mit einem ersten Saugbereich 211 der Pumpmittel 2. Durch diesen ersten Saugbereich 211 wird das zum Kühlen des Elektromotors 3 und der elektronischen Einheit 4 verwendete Arbeitsfluid in die Pumpmittel 2 zurückgeführt. Vorteilhafterweise umfasst die Pumpe 1 einen zweiten Bereich 212 für das Saugen des Arbeitsfluids in die Pumpmittel 2. Vorteilhafterweise weisen der erste und der zweite Saugbereich 211, 212 bei der bevorzugten, jedoch nicht einschränkenden Lösung, zu zwei gegenüberliegenden Seiten der Pumpmittel 2. Der höhere Druck des Kühlfluids im Vergleich zu dem Fluid, das in die Pumpmittel 2 gesaugt wird, in Kombination mit der Drehung der Pumpmittel 2 trägt zur Verhinderung von Rückströmungen des Arbeitsfluids durch den Rückführungsdurchgang 64 bei. Bei einer alternativen Lösung, die nicht gezeigt wird, kann der Rückführungsdurchgangs 64 den Rückführverteiler 93 mit einem Reservoir verbinden, aus dem die Pumpe 1 das Arbeitsfluid saugt. Dieses Reservoir befindet sich in der Regel außerhalb der Pumpe 1.
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Die vorliegende Erfindung erzielt starke Vorteile.
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Zunächst ermöglicht sie die Vermeidung von Druckabfällen beim Saugen. Gleichzeitig ermöglicht sie eine Kühlung der elektronischen Einheit und des Elektromotors.
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Ein weiterer beträchtlicher Vorteil besteht darin, dass die Wärmetauschvorgänge optimiert werden. Diesbezüglich ermöglicht die erste Rohrleitung 61, dass das zum Kühlen verwendete Arbeitsfluid in dosierten Mengen zugeführt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1361368 [0002]
- WO 2018/159472 [0002]
- US 2016061221 [0002]
- DE 19948972 [0002]
