DE202005017787U1 - Anordnung zur Förderung von Fluiden - Google Patents
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Abstract
Anordnung
zur Förderung
von Fluiden, welche aufweist:
Eine nach Art einer Kreiselpumpe ausgebildete Fluidpumpe (174), welche ein drehbar gelagertes Pumpenrad (172) aufweist, das mit einem ersten Dauermagneten (186) verbunden ist;
einen elektronisch kommutierten Innenläufermotor (152) mit einem Stator (154) und einem Rotor (156);
eine dem Rotor (156) zugeordnete Welle (160), welche relativ zum Stator (154) drehbar gelagert (162, 164) ist;
einen mit dem Rotor (156) drehfest verbundenen zweiten Dauermagneten (184), der mit dem ersten Dauermagneten (186) nach Art einer Magnetkupplung zusammenwirkt;
einen Spalttopf (170, 180, 188), welcher den innerhalb dieses Spalttopfs angeordneten ersten Dauermagneten (186) der Magnetkupplung fluiddicht vom außerhalb des Spalttopfs angeordneten zweiten Dauermagneten (184) trennt;
wobei außerhalb des Spalttopfs an diesem eines der Lager (164) für die Welle des Rotors (156) angeordnet ist;
eine mit dem Stator (154) verbundene Trägeranordnung (204) für ein anderes der Lager (162) der Welle (160) des...
Eine nach Art einer Kreiselpumpe ausgebildete Fluidpumpe (174), welche ein drehbar gelagertes Pumpenrad (172) aufweist, das mit einem ersten Dauermagneten (186) verbunden ist;
einen elektronisch kommutierten Innenläufermotor (152) mit einem Stator (154) und einem Rotor (156);
eine dem Rotor (156) zugeordnete Welle (160), welche relativ zum Stator (154) drehbar gelagert (162, 164) ist;
einen mit dem Rotor (156) drehfest verbundenen zweiten Dauermagneten (184), der mit dem ersten Dauermagneten (186) nach Art einer Magnetkupplung zusammenwirkt;
einen Spalttopf (170, 180, 188), welcher den innerhalb dieses Spalttopfs angeordneten ersten Dauermagneten (186) der Magnetkupplung fluiddicht vom außerhalb des Spalttopfs angeordneten zweiten Dauermagneten (184) trennt;
wobei außerhalb des Spalttopfs an diesem eines der Lager (164) für die Welle des Rotors (156) angeordnet ist;
eine mit dem Stator (154) verbundene Trägeranordnung (204) für ein anderes der Lager (162) der Welle (160) des...
Description
- Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Förderung von Fluiden, z. B. von flüssigen und/oder gasförmigen Medien.
- Bei Computern verwendet man heute Bauteile mit hohen Wärmestromdichten, z.B. 60 W/mm2. Von diesen Bauteilen muss die Wärme zunächst in einen Flüssigkeitskreislauf überführt werden, und von dort muss sie über einen Flüssigkeits-Luft-Wärmetauscher an die Umgebungsluft abgegeben werden.
- Die Ableitung der Wärme von Bauteilen mit hoher Wärmestromdichte erfolgt mittels sog. Wärmeaufnehmer oder Cold Plates. In diesen wird die Wärme zu einer Kühlflüssigkeit übertragen, und diese wird gewöhnlich in einem geschlossenen Kreislauf in Zwangsumlauf versetzt.
- Dabei durchströmt die Kühlflüssigkeit nicht nur den Wärmeaufnehmer, sondern auch eine Flüssigkeitspumpe, welche den Zwangsumlauf bewirkt und einen adäquaten Druckaufbau und Volumenstrom durch den Wärmeaufnehmer und einen zugeordneten Wärmetauscher bewirkt, so dass die zu diesen Wärmeübertragern gehörenden Wärmeübertragungs-Koeffizienten groß und die zur Wärmeübertragung notwendigen Temperaturgradienten klein werden.
- Beim Wärmetauscher wird gewöhnlich ein Lüfter angeordnet, welcher auf der Luftseite des Wärmetauschers eine erzwungene Konvektion der Kühlluft und gute Übertragungskoeffizienten bewirkt.
- Wegen der begrenzten Raumverhältnisse in den meisten elektronischen Geräten müssen Pumpe und Lüfter möglichst raumsparend angeordnet werden, d. h. man strebt nach einer kompakten Bauweise.
- Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine neue Anordnung zur Förderung von Fluiden bereit zu stellen.
- Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1. So erhält man eine kompakte Anordnung mit gutem Wirkungsgrad. Besonders vorteilhaft ist hierbei, dass der Motor eine im Verhältnis zur Anordnung große Länge haben kann, was eine entsprechend hohe Motorleistung ermöglicht.
- Bevorzugt ist der Rotor der Anordnung als permanentmagnetischer Rotor ausgebildet, was eine kompakte Bauweise ermöglicht, insbesondere, wenn der zweite Dauermagnet einstückig mit dem permanentmagnetischen Rotor ausgebildet ist.
- Eine axial besonders kurze Bauweise ergibt sich durch die besonders bevorzugte Bauweise gemäß Anspruch 4, da sich hierdurch das außerhalb des Spalttopfs an diesem angeordnete Lager (für die Welle des Rotors) zumindest teilweise innerhalb des Rotors befindet, ohne die Funktion des Motors oder der Magnetkupplung zu beeinträchtigen.
- Eine andere bevorzugte Lösung der gestellten Aufgabe ist der Gegenstand des Anspruchs 12. Sie ermöglicht eine gedrungene, raumsparende Bauweise bei einfacher und kostengünstiger Montage.
- Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispiel, sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt:
-
1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung, und -
2 einen vergrößerten Ausschnitt aus1 . -
1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Anordnung120 . Diese hat außen ein etwa zylindrisches Lüftergehäuse122 mit zwei Flanschen124 ,126 , an deren Ecken sich jeweils eine Befestigungsbohrung128 befindet und die durch ein rohrförmiges Teil130 miteinander verbunden sind. - Der Flansch
126 ist durch Stege oder Speichen132 mit dem Deckel138 eines Pumpengehäuses136 verbunden. Am Deckel138 befindet sich ein Einlassrohr140 . Der Deckel138 ist mit dem Gehäuse136 in der dargestellten Weise flüssigkeitsdicht verbunden. - Der zylindrische Umfangsabschnitt
144 geht in1 rechts über in einen Abschnitt148 , welcher senkrecht zur Längsachse150 der Anordnung120 verläuft. Diese Längsachse150 entspricht der Drehachse eines elektronisch kommutierten Innenläufermotors152 , dessen Stator mit154 und dessen glockenförmiger Rotor mit156 bezeichnet sind. Wicklungselemente des Stators154 sind mit158 bezeichnet. Ein Vorteil der Anordnung120 ist, dass der Stator154 und der Rotor156 lang im Verhältnis zur Anordnung120 sein können, d. h. dass man einen Motor152 mit hoher Leistung verwenden kann. - Der Rotor
156 ist auf einer Welle160 befestigt, die für ihre Lagerung ein – bezogen auf1 linkes Lager162 und ein rechtes Lager164 hat. Bevorzugt sind dies – wegen der Lebensdauer Wälzlager. Der Innenring des linken Wälzlagers162 ist auf der Welle160 befestigt. Der Innenring des rechten Wälzlagers164 ist relativ zur Welle verschiebbar angeordnet und durch eine Druckfeder166 relativ zum Rotor156 verspannt, welche Feder also den Innenring des Wälzlagers164 nach rechts drückt, während sie den Innenring des Wälzlagers162 nach links drückt, um einen ruhigen Lauf der Anordnung120 zu gewährleisten. - Der Außenring des Wälzlagers
164 ist in einem rohrartigen Fortsatz168 des Gehäuses136 befestigt, der auch als Lagerrohr168 bezeichnet werden kann. Dem Lager164 gegenüberliegend ist im Gehäuse136 in der dargestellten Weise eine kurze Welle170 für ein Pumpenrad172 einer Kreiselpumpe174 befestigt. Das Pumpenrad172 ist hierzu mit einem Sinterlager176 versehen, dass auf der feststehenden Welle170 gleitet und mit dieser ein Gleitlager bildet. - Die Welle
170 ist an einem Abschnitt180 des Gehäuses136 befestigt, welcher Abschnitt etwa senkrecht zur Längsachse150 verläuft. Er geht über in einen zylindrischen Teil182 , der sich zwischen einem hohlzylindrischen, permanentmagnetischen Abschnitt184 des Rotors156 und einem hohlzylindrischen Fortsatz186 des Pumpenrads172 erstreckt. Wie dargestellt, übergreift der hohlzylindrische Abschnitt184 das Lager164 , was eine sehr kompakte Bauweise ergibt. - Der zylindrische Teil
182 des Gehäuses136 geht seinerseits über in einen kreisringförmigen Abschnitt188 , der senkrecht zur Längsachse150 verläuft, und dieser geht seinerseits über in einen Abschnitt190 , der sich um den Außenumfang des Pumpenrads176 erstreckt und in den Abschnitt148 übergeht. - Die Abschnitte
180 ,182 und188 des Gehäuses136 bilden einen sog. Spalttopf. Da das Gehäuse136 aus Kunststoff hergestellt ist, wirkt es für magnetische Flusslinien wie Luft, ist aber naturgemäß fluiddicht, so dass Flüssigkeit, die durch den Einlass140 in die Fluidpumpe174 strömt, durch diese Pumpe transportiert wird, und durch einen Auslass192 wieder nach außen strömt, wie durch Pfeile194 ,196 angedeutet, und nicht aus der Pumpe174 nach außen treten kann. - Wie in
2 dargestellt, ist der hohlzylindrische Fortsatz186 des Pumpenrads174 radial magnetisiert, z. B. vierpolig, gewöhnlich mit derselben Polzahl wie der Rotor156 . Dadurch entsteht zwischen dem Fortsatz184 des permanentmagnetischen Rotors156 und dem Fortsatz186 des Pumpenrads172 eine Magnetkupplung, und wenn sich der Rotor156 im Betrieb dreht, wird diese Drehung durch die Magnetkupplung184 ,186 auf das Pumpenrad172 übertragen, so dass sich dieses ebenfalls dreht. - Wie
2 zeigt, hat das Pumpenrad172 auch einen ringscheibenförmigen Abschnitt200 , der als Dauermagnet ausgebildet ist und der mit dem magnetischen Streufeld am unteren Ende des Rotors156 zusammenwirkt und ebenfalls einen Teil der Magnetkupplung bildet, also einen Teil des Drehmoments vom Rotor156 auf das Pumpenrad172 überträgt. - Das in
2 obere Lager162 des Rotors156 ist in einem Kragen202 eines Gehäuseteils204 angeordnet, welches, wie dargestellt, topfförmig ausgebildet sein kann. Dieser Kragen geht über eine Art Lagerschild206 über in einen zylindrischen Abschnitt208 , der den größten Teil des Stators154 umschließt und an einem Flansch210 endet, der mit einem Flansch212 des Gehäuseteils144 verbunden ist, z. B. wie dargestellt durch eine Rastverbindung mittels mehrerer Rasthaken213 , von denen nur einer dargestellt ist. Diese sind bevorzugt auf der radial inneren Seite des Flanschs212 angebracht und ermöglichen eine sehr einfache Montage. - Der Kragen
202 befindet sich in einer Vertiefung des Gehäuseteils204 , und aus dieser Vertiefung ragt das Wellenende214 der Welle160 heraus. Auf dieses Wellenende214 ist, wie dargestellt, die Nabe216 eines topfartigen Lüfterrad218 aufgepresst, auf dem in der üblichen Weise Lüfterflügel220 angeordnet sind. Dieses Lüfterrad218 transportiert also bei seiner Drehung Luft in axialer Richtung durch das Lüftergehäuse122 , und diese Luft wird bevorzugt dazu verwendet, einen Flüssigkeitskühler für das Fluid aus der Fluidpumpe174 zu kühlen. Der Lüfter kann bei Bedarf z.B. auch als Diagonal- oder Radiallüfter ausgebildet werden. - Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfache Abwandlungen und Modifikationen möglich.
Claims (16)
- Anordnung zur Förderung von Fluiden, welche aufweist: Eine nach Art einer Kreiselpumpe ausgebildete Fluidpumpe (
174 ), welche ein drehbar gelagertes Pumpenrad (172 ) aufweist, das mit einem ersten Dauermagneten (186 ) verbunden ist; einen elektronisch kommutierten Innenläufermotor (152 ) mit einem Stator (154 ) und einem Rotor (156 ); eine dem Rotor (156 ) zugeordnete Welle (160 ), welche relativ zum Stator (154 ) drehbar gelagert (162 ,164 ) ist; einen mit dem Rotor (156 ) drehfest verbundenen zweiten Dauermagneten (184 ), der mit dem ersten Dauermagneten (186 ) nach Art einer Magnetkupplung zusammenwirkt; einen Spalttopf (170 ,180 ,188 ), welcher den innerhalb dieses Spalttopfs angeordneten ersten Dauermagneten (186 ) der Magnetkupplung fluiddicht vom außerhalb des Spalttopfs angeordneten zweiten Dauermagneten (184 ) trennt; wobei außerhalb des Spalttopfs an diesem eines der Lager (164 ) für die Welle des Rotors (156 ) angeordnet ist; eine mit dem Stator (154 ) verbundene Trägeranordnung (204 ) für ein anderes der Lager (162 ) der Welle (160 ) des Rotors (156 ); und ein mit Lüfterflügeln (220 ) versehenes Lüfterrad (218 ), welches mit einem vom Spalttopf (170 ,180 ,188 ) abgewandten Endbereich (214 ) der Welle (160 ) des Rotors (156 ) drehfest verbunden ist. - Anordnung nach Anspruch 1, bei welcher der Rotor als permanentmagnetischer Rotor (
156 ) ausgebildet ist. - Anordnung nach Anspruch 2, bei welcher der zweite Dauermagnet (
184 ) einstückig mit dem permanentmagnetischen Rotor (156 ) ausgebildet ist. - Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher der permanentmagnetische Rotor (
156 ) zusammen mit dem an ihm angeordneten zweiten Dauermagneten (184 ) das außerhalb des Spalttopfs (170 ,180 ,188 ) an letzterem angeordnete Lager (164 ) für die Welle (160 ) des Rotors (156 ) zumindest teilweise übergreift. - Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Lagerung für den Rotor (
156 ) des Innenläufermotors (152 ) ein Lagerrohr (168 ) aufweist, das mit dem Spalttopf (170 ,180 ,188 ) fest verbunden ist. - Anordnung nach Anspruch 5, bei welcher das Lagerrohr (
168 ) einstückig mit dem Spalttopf (170 ,180 ,188 ) ausgebildet ist. - Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Trägeranordnung (
218 ) mindestens bereichsweise den Stator (154 ) umschließt und sich außerhalb desselben nach Art eines Lagerschilds (204 ) erstreckt, in welchem das andere Lager (162 ) angeordnet ist. - Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Lüfterrad (
218 ) eine topfartige Anordnung aufweist, welche sich etwa parallel zum Außenumfang des Stators (154 ) erstreckt, und auf deren Außenumfang Lüfterflügel (220 ) angeordnet sind. - Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Fluidpumpe (
174 ) einen mit einem Anschluss (140 ) für das Fluid versehenen Deckel (138 ) aufweist. - Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das am Spalttopf (
170 ,180 ,188 ) angeordnete Lager (164 ) für die Welle (160 ) des Rotors (156 ) als Wälzlager ausgebildet ist, und die Welle (160 ) im Innenring dieses Wälzlagers (164 ) verschiebbar angeordnet ist. - Anordnung nach Anspruch 7, bei welcher zwischen dem Innenring des Wälzlagers (
164 ) und dem Rotor (156 ) ein elastisches Glied (166 ) vorgesehen ist, welches auf diesen Innenring eine axiale Kraft relativ zum Rotor (156 ) ausübt. - Anordnung zur Förderung von Fluiden, welche aufweist: eine nach Art einer Kreiselpumpe ausgebildete Fluidpumpe (
174 ), welche ein Pumpenrad (172 ) aufweist, das mit einem erstem Dauermagneten (186 ) verbunden ist; einen elektronisch kommutierten Innenläufermotor (152 ) mit einem Stator (154 ) und einem permanentmagnetischen Rotor (156 ); eine dem Rotor (156 ) zugeordnete Welle (160 ), welche relativ zum Stator (154 ) drehbar gelagert (162 ,164 ) ist; einen Spalttopf (170 ,180 ,188 ), welcher den innerhalb dieses Spalttopfs angeordneten ersten Dauermagneten (186 ) fluiddicht umgibt, wobei auf der Außenseite des Spalttopfs an diesem ein erstes Lager (164 ) für die Welle des Rotors (156 ) angeordnet ist; eine mit dem Stator (154 ) verbundene Trägeranordnung (204 ) für ein zweites Lager (162 ) der Welle (160 ) des Rotors (156 ); ein mit Lüfterflügeln (220 ) versehenes Lüfterrad (218 ), welches mit einem vom Spalttopf (170 ,180 ,188 ) abgewandten Endbereich (214 ) der Welle (160 ) des Rotors (156 ) drehfest verbunden ist; und einen als Fortsatz des permanentmagnetischen Rotors (156 ) ausgebildeten zweiten Dauermagneten (184 ), welcher das erste Lager (144 ) übergreift, mit dem ersten Dauermagneten (186 ) nach Art einer Magnetkupplung zusammenwirkt, und vom ersten Dauermagneten (186 ) durch den Spalttopf (170 ,180 ,188 ) fluiddicht getrennt ist. - Anordnung nach Anspruch 12, bei welcher der zweite Dauermagnet (
184 ) einstückig mit dem permanentmagnetischen Rotor (156 ) ausgebildet ist. - Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, bei welcher das erste Lager (
164 ) als Wälzlager ausgebildet ist, und die Welle (160 ) im Innenring dieses Wälzlagers (164 ) axial verschiebbar angeordnet ist. - Anordnung nach Anspruch 14, bei welcher zwischen dem Innenring des Wälzlagers (
164 ) und dem Rotor (156 ) ein elastisches Glied (166 ) vorgesehen ist, welches auf diesen Innenring eine axiale Kraft relativ zum Rotor (156 ) ausübt. - Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei welcher das erste Lager (
164 ) ein Lagerrohr (168 ) aufweist, das mit der Außenseite des Spalttopfs (170 ,180 ,188 ) verbunden ist.
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Cited By (3)
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CN101064445B (zh) * | 2006-03-17 | 2012-12-12 | 日本电产三协株式会社 | 电动机 |
WO2014147588A1 (en) * | 2013-03-20 | 2014-09-25 | Magna International Inc. | Tandem electric pump |
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2005
- 2005-11-15 DE DE202005017787U patent/DE202005017787U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
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Legal Events
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Effective date: 20081128 |
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R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
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R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20131111 |
|
R071 | Expiry of right |