DE202019005305U1

DE202019005305U1 - Pumpeinheit aufweisend einen Steckverbinder mit Druckausgleichselement

Info

Publication number: DE202019005305U1
Application number: DE202019005305.0U
Authority: DE
Original assignee: Nidec Motors and Actuators Germany GmbH
Current assignee: Nidec Motors and Actuators Germany GmbH
Priority date: 2019-02-25
Filing date: 2019-02-25
Publication date: 2020-02-26
Anticipated expiration: 2029-02-26
Also published as: DE102020104923A1

Abstract

Pumpeinheit (1) aufweisend einen Elektromotor mit einer eine Steuereinheit tragenden Leiterplatte, eine mittels des Elektromotors angetriebene Pumpe, ein die Leiterplatte umgebendes Gehäuse (2), und einen Steckverbinder (6), der auf der Außenseite des Gehäuses (2) mit einem Flansch (10) befestigt ist, der eine Öffnung (4) des Gehäuses überdeckt und der Kontakte (9,12) zur unmittelbaren elektrischen Kontaktierung der Leiterplatte aufweist, die die Öffnung (4) des Gehäuses durchsetzen, wobei der Steckverbinder (6) ein Grundgehäuse (8) umfasst, in dem die Kontakte (9) verlaufen und das sich an den Flansch (10) anschließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (6) ein Druckausgleichselement (16,18) zur Entlüftung des Gehäuses (2) aufweist, das im Grundgehäuse (2) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpeinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Wasserpumpen weisen häufig Gleichstrommotoren auf. Die Gleichstrommotoren umfassen einen Rotor, der mit einer Motorwelle verbunden ist und in einem Gehäuse drehbar gelagert ist. Der Rotor ist mit Permanentmagneten versehen. In dem Rotor ist ein Stator angeordnet, der auf einem Eisenkern eine Anzahl von Wicklungen trägt. Bei geeigneter Ansteuerung erzeugen die Wicklungen ein Magnetfeld, das den Rotor zur Rotation antreibt. Die Wicklungen werden üblicherweise dreiphasig gewickelt und werden dementsprechend mit drei elektrischen Anschlüssen versehen, über die die Wicklungen mit einer Steuereinheit (ECU) verbunden werden können. Diese Steuergeräte werden insbesondere im Motorraum eingesetzt und sind dort erheblichen Temperaturschwankungen ausgesetzt, die zu größeren Druckschwankungen im Inneren des Gehäuses führen können. Zum Ausgleich dieser Druckschwankungen sind aus dem Stand der Technik semipermeable Membranen bekannt, die über eine Entlüftungsöffnung angeordnet Luft und auch Wasserdampf nach außen und innen über die Membran passieren lassen jedoch Wasser in flüssiger Form nicht. Bei Wasserpumpen, die im Motorraum von Straßenfahrzeugen eingesetzt werden, besteht außerdem die Forderung zum Schutz der Pumpen vor von Dampfdruckstrahlern erzeugtem Dampfdruck.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pumpeinheit mit einem möglichst einfachen Steckverbinder und mit einem möglichst einfachen Entlüftungselement bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird von einer Pumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach ist eine Pumpeinheit aufweisend einen Elektromotor mit einer eine Steuereinheit tragenden Leiterplatte, eine mittels des Elektromotors angetriebene Pumpe, ein die Leiterplatte umgebendes Gehäuse, und einen Steckverbinder, der auf der Außenseite des Gehäuses mit einem Flansch befestigt ist, der eine Öffnung des Gehäuses überdeckt und der Kontakte zur unmittelbaren elektrischen Kontaktierung der Leiterplatte aufweist, die die Öffnung des Gehäuses durchsetzen, vorgesehen, wobei der Steckverbinder ein Grundgehäuse umfasst, in dem die Kontakte verlaufen und das sich an den Flansch anschließt. Der Steckverbinder weist ein Druckausgleichselement auf, das im Grundgehäuse ist. Das Grundgehäuse kann gerade oder gekröpft ausgebildet sein. Durch Integration des Druckausgleichelementes in den Steckverbinder, wird der Herstellungsprozess deutlich vereinfacht. Vorzugsweise liegt die kröpfungsferne Seite gegenüber von der Kröpfung. Der Steckverbinder weist bevorzugt einen außerhalb des Gehäuses liegenden Verbindungsbereich für einen Anschlussstecker auf.
Es ist vorteilhaft, wenn das Druckausgleichselement eine wasserundurchlässige Membran umfasst, die in eine erste Öffnung eines Entlüftungskanal eingesetzt ist, wobei der Entlüftungskanal das Grundgehäuse von der ersten Öffnung zu einer zweiten Öffnung hin durchsetzt, wobei die zweite Öffnung im Bereich der Öffnung des Gehäuses liegt. Die erste Öffnung liegt auf der kröpfungsfernen Seite.
Die Membran kann durch Ultraschallschweißen, Laserstrahlschweißen oder Kleben mit dem Steckverbinder verbunden werden.
Vorzugsweise ist die Membran von einer Schutzgeometrie auf der Außenseite zumindest teilweise überdeckt. Diese Schutzgeometrie schützt die Membran vor Beschädigung durch Wasserdampf. Die Schutzgeometrie kann beispielsweise eine kastenförmige Abdeckung umfassen, die Öffnungen zur Entlüftung des Gehäuses aufweist. Bevorzugt weist die Abdeckung in ihrem Rand die Öffnungen zur Entlüftung des Gehäuses auf.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Schutzgeometrie durch Clipsen oder Rasten mit dem Grundgehäuse verbindbar. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Abdeckung mittels Ultraschall- oder Laserschweißen befestigt wird.
In einer Ausführungsform verläuft der Entlüftungskanal zumindest teilweise parallel und beabstandet zu den Kontakten in dem Grundgehäuse des Steckverbinders.
Das Gehäuse ist ein Metallgehäuse. Das Gehäuse ist bevorzugt das Pumpen- und/oder Motorgehäuse. Die Pumpeinheit ist vorzugsweise eine Wasserpumpeinheit bzw. Wasserpumpe, die in einen Kraftfahrzeug eingesetzt wird.
In einer Ausführungsform ist das Druckausgleichselement im Grundgehäuse außerhalb eines Verbindungsbereichs, bevorzugt auf einer kröpfungsfernen Seite angeordnet.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Gleichartige oder gleichwirkende Bauteile werden in den Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen:

1: eine Draufsicht auf eine herkömmliche Wasserpumpe mit Steckverbinder und Druckausgleichselement,
2: eine räumliche Ansicht eines Steckverbinders mit Explosionszeichnung eines Druckausgleichselementes,
3: eine weitere räumliche Ansicht des Steckverbinders aus 2, sowie
4: einen Längsschnitt durch den Steckverbinder aus 2.

1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Wasserpumpeinheit 1 mit einem Gehäuse 2. Im Inneren des Gehäuses 2 ist ein Elektromotor, eine Steuereinheit tragende Leiterplatte und eine Pumpe angeordnet. Das Gehäuse 2 weist an der leiterplattennahen Stirnseite zwei Öffnungen 3,4 auf. In eine erste Öffnung 3 ist eine Membran mit Clip zur Ausbildung eines Druckausgleichselementes 5 eingesetzt. Die zweite Öffnung 4 wird von einem Steckverbinder 6 verschlossen. Der Steckverbinder 6 kontaktiert unmittelbar mit seinen Kontakten die im Inneren des Gehäuses 2 befindliche Leiterplatte. Zum Anschluss des Steuergerätes weist der Steckverbinder 6 einen Verbindungsbereich 7 für einen nicht dargestellten Anschlussstecker auf, der außerhalb des Gehäuses 2 liegt.
Die 2 bis 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbinders 6, der wie zuvor beschrieben, die Leiterplatte einer Pumpe elektrisch kontaktiert und einen außerhalb des Gehäuses liegenden Verbindungsbereich 7 für einen Anschlussstecker aufweist. Der Steckverbinder 6 weist ein zylindrisches und rechtwinkliges, gekröpftes Grundgehäuse 8 auf. In dem Grundgehäuse 8 verlaufen die Kontakte 9. Die Kontakte 9 stellen eine Leitungsstruktur dar, die bevorzugt durch Stanzen aus Kupferblech hergestellt ist. Die Kontakte 9 sind etwa um 90° gebogen und verlaufen in einem pumpengehäusefernen Endbereich, der Kröpfung 10, radial nach außen, parallel zur Oberfläche des Gehäuses 2. An dem Grundgehäuse 8 schließt auf der gehäusenahen Seite ein Flansch 11 zur Befestigung des Steckverbinders 6 mit dem Gehäuse 2 an. Das Grundgehäuse 8 sitzt mit seinem gehäusenahen Endbereich etwa senkrecht auf dem Flansch 11. Der Flansch 11 weist an seiner Unterseite eine geschlossene Nut 12 zum Einlegen einer Dichtung auf. Aus der Unterseite ragen die Kontaktenden 13 zur unmittelbaren elektrischen Kontaktierung mit der die Steuereinheit aufweisenden Leiterplatte 14. Die Kontaktenden 13 sind bauchig ausgeformte Pins. Sie sind insbesondere als Einpressstifte zur Press-Fit-Kontaktierung ausgebildet. Der gehäuseferne Endbereich des Grundgehäuses 8 ist als Verbindungsbereich 7 für einen Anschlussstecker ausgebildet. Das Grundgehäuse 8 weist einen Entlüftungskanal 15 für ein Druckausgleichselement 16 auf. Auf der kröpfungsfernen Seite des Grundgehäuses 8 ist eine erste Öffnung 17 des Kanals 15 angeordnet. Die erste Öffnung 17 ist von einer wasserundurchlässigen Membran 18 zum Druckausgleich verschlossen. Die Membran 18 wird durch Ultraschallschweißen, Laserstrahlschweißen oder Kleben mit dem Steckverbinder 6 bzw. der ersten Öffnung 17 verbunden. Wie in 4 dargestellt ist, verläuft der Entlüftungskanal 15 innerhalb des Grundgehäuses 8 etwa parallel und beabstandet zu den Kontakten 9. Eine zweite Öffnung 19 des Kanals 15 liegt im Flansch 11 und zwar in dem Bereich, der mit der Öffnung im Gehäuse 2 zusammenwirkt. Der Kanal 15 ist daher um 90° abgewinkelt.
Die Membran 18 ist von einer Schutzgeometrie 20 auf der Außenseite zumindest teilweise überdeckt. Diese Schutzgeometrie 20 dient zum Schutz der Membran 18 vor Dampfdruck. Die Membran 18 ist von einer kastenförmigen Abdeckung 21 zum Schutz vor Dampfdruck abgedeckt. Der Boden 22 der Abdeckung 21 ist dabei beanstandet zur Oberfläche des Grundgehäuses 8 angeordnet. Der Deckel der Abdeckung 21 wird somit durch das Grundgehäuse 8 selbst gebildet. Der Rand 23 der Abdeckung 21 steht auf der Oberfläche des Grundgehäuses 8 und weist eine Vielzahl an Öffnungen 24 auf, durch die eine Entlüftung des unter der Abdeckung 21 angeordneten Druckausgleichselementes 16,18 stattfindet. Die Abdeckung 21 kann durch Clipsen oder Rasten an dem Grundgehäuse 8 befestigt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Abdeckung 21 mittels Ultraschall- oder Laserschweißen befestigt wird.
Durch die Integration des Druckausgleichselementes 16,18 in den Steckverbinder 6 werden mögliche Leckstellen reduziert, zudem werden die Kosten reduziert, da weniger Dichtstellen vorhanden sind. Außerdem kann die Einbaulage der Pumpeinheit beliebig gewählt werden, da das Druckausgleichselement von einer geeigneten Schutzgeometrie 20 umgeben ist. Der Steckverbinder 6 ist bevorzugt in einem einzigen Spritzgussteil gefertigt. Die Kontakte 9 werden bei der Herstellung mit Kunststoff umspritzt und somit integriert ausgebildet. Das Gehäuse 2 der Pumpeinheit ist bevorzugt ein Metallgehäuse. Das Gehäuse kann das Pumpengehäuse und/oder das Motorgehäuse sein.

Claims

Pumpeinheit (1) aufweisend einen Elektromotor mit einer eine Steuereinheit tragenden Leiterplatte, eine mittels des Elektromotors angetriebene Pumpe, ein die Leiterplatte umgebendes Gehäuse (2), und einen Steckverbinder (6), der auf der Außenseite des Gehäuses (2) mit einem Flansch (10) befestigt ist, der eine Öffnung (4) des Gehäuses überdeckt und der Kontakte (9,12) zur unmittelbaren elektrischen Kontaktierung der Leiterplatte aufweist, die die Öffnung (4) des Gehäuses durchsetzen, wobei der Steckverbinder (6) ein Grundgehäuse (8) umfasst, in dem die Kontakte (9) verlaufen und das sich an den Flansch (10) anschließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (6) ein Druckausgleichselement (16,18) zur Entlüftung des Gehäuses (2) aufweist, das im Grundgehäuse (2) angeordnet ist.
Pumpeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckausgleichselement eine wasserundurchlässige Membran (18) umfasst, die in eine erste Öffnung eines Entlüftungskanal (15) eingesetzt ist, wobei der Entlüftungskanal (15) das Grundgehäuse (2) von der ersten Öffnung (17) zu einer zweiten Öffnung (19) hin durchsetzt, wobei die zweite Öffnung (19) im Bereich der Öffnung (4) des Gehäuses (2) liegt.
Pumpeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (18) durch Ultraschallschweißen, Laserstrahlschweißen oder Kleben mit dem Steckverbinder (6) verbunden ist.
Pumpeinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (18) von einer Schutzgeometrie (20) auf der Außenseite zumindest teilweise überdeckt ist.
Pumpeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzgeometrie (20) eine kastenförmige Abdeckung (21) umfasst, die Öffnungen (24) zur Entlüftung des Gehäuses (2) aufweist.
Pumpeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (21) in ihrem Rand Öffnungen (24) zur Entlüftung des Gehäuses (2) aufweist.
Pumpeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzgeometrie (20) durch Clipsen oder Rasten mit dem Grundgehäuse (8) verbindbar ist.
Pumpeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüftungskanal (15) zumindest teilweise parallel und beabstandet zu den Kontakten (9) verläuft.
Pumpeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) ein Metallgehäuse ist.
Pumpeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundgehäuse (8) des Steckverbinders (6) gekröpft ist und das Druckausgleichselement (16,18) im Grundgehäuse (2) auf einer kröpfungsfernen Seite angeordnet ist.