EP1576293A1 - Electrically driven air pump and method for the production thereof - Google Patents

Electrically driven air pump and method for the production thereof

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Publication number
EP1576293A1
EP1576293A1 EP03788774A EP03788774A EP1576293A1 EP 1576293 A1 EP1576293 A1 EP 1576293A1 EP 03788774 A EP03788774 A EP 03788774A EP 03788774 A EP03788774 A EP 03788774A EP 1576293 A1 EP1576293 A1 EP 1576293A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
air pump
electrically driven
balancing
housing
electric motor
Prior art date
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Granted
Application number
EP03788774A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1576293B1 (en
Inventor
Ulrich Luedtke
Claudius Muschelknautz
Fabrice Burg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1576293A1 publication Critical patent/EP1576293A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1576293B1 publication Critical patent/EP1576293B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/662—Balancing of rotors

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an electrically driven air pump, in particular a method for producing a secondary air pump for a motor vehicle with an internal combustion engine, with the features of the preamble of claim 1 and to such an electrically driven air pump with the features of the preamble of claim 8.
  • Generic air pumps or blowers are used, for example, as secondary air pumps or secondary air blowers for blowing additional air into the exhaust duct of an internal combustion engine of a motor vehicle. This method minimizes the formation of nitrogen oxides or leads to a reduction in the
  • Eliminate carbon monoxide Eliminate carbon monoxide.
  • the secondary air supply in the exhaust system practically starts an afterburning of the exhaust gases, in the course of which the unburned carbon monoxides or hydrocarbons in the engine, i.e. be reoxidized. Afterburning by a secondary air supply system also increases the exhaust gas temperature, so that the operating temperature required for a regulated catalytic converter is reached early. Higher temperatures in the exhaust system allow the regulated catalytic converter to respond more quickly so that it can perform its task of eliminating pollutants earlier in the driving cycle.
  • the blower and in particular the electric motor driving the blower have to make extremely high demands on the synchronism and thus on the quality of the balancing process.
  • the vibrations generated in the air pump due to imbalance are transmitted to the components connected to the air pump and thus generate increased running noise. If necessary, it can be necessary to mechanically decouple the entire air pump from other components in order to avoid vibration transmission to the vehicle and especially to the passenger compartment.
  • Air pump for example, by removing or applying material to a fan wheel of the pumping station.
  • An electrically driven air pump is known from EP 0 711 924 B1, which has a housing in which a pump unit is arranged on one side and an electric motor is arranged on the other side.
  • the pump and motor side of the housing of the air pump of EP 0 711 924 Bl are each to be closed by a cover.
  • the electric motor driving the pump unit is largely decoupled within the pump by means of two elastomer rings, which are supported between the electric motor and the pump housing.
  • the electric motor of this electrically driven air pump of the prior art is balanced with the pump wheel installed, in the installed state, with the pump side not yet closed, by placing balancing marks on an impeller of the pump unit.
  • the electric motor is balanced with the pump wheel installed in the installed state, the interaction of the electric motor with other components of the air pump can be taken into account. Due to the balancing process on the mounted electric motor, the running quality of such an air pump can be reduced by reducing the vibrations that occur, but specimen scatter from air pump to air pump cannot be avoided.
  • the invention is based on the object of providing a method for producing an electric air pump with reduced vibrations and, as a result, also reduced running noise. It is also an object of the present invention to provide such an air pump.
  • the method according to the invention for producing an electrically driven air pump with the features of claim 1 improves the running quality of the air pumps known from the prior art.
  • the air pump which has a housing in which a pump unit with at least one fan wheel and an electric motor driving the at least one fan wheel are integrated, is balanced with the electric motor already built into the housing by balancing in at least two axially spaced planes. Due to this two-level balancing, the
  • Air pump after mounting the at least one fan wheel on the shaft of the electric motor, with the electric motor already installed, balanced by balancing on a fan wheel and the additional balancing in a balancing plane axially spaced from the fan wheel.
  • the electrically driven air pump according to the invention advantageously has a balancing disk in the region of the end of the drive shaft of the electric motor facing away from the pumping station.
  • the air pump can be balanced by material removal, for example by a purely mechanical material removal on the fan wheel or on the balancing disk.
  • the balancing disk of the air pump according to the invention advantageously consists at least partially of a metal, which can be reduced in its mass by mechanical removal (“nibbling”), so that the moment of inertia of the balancing disk or the moment of inertia of the fan wheel can be adapted to the requirements of the balancing process ,
  • the balancing disk is attached to the side of the shaft of the electric motor facing away from the pumping station. In this way, the two balancing planes have a large axial distance from one another.
  • the electric motor of the air pump is decoupled from the pump housing in terms of vibration by means of elastic means. This leads to a further reduction in the vibrations of the drive motor on the pump housing.
  • the balancing speed and / or the type of balancing when balancing the air pump is matched to the natural frequency of the decoupling means.
  • the air pump according to the invention is typically balanced in a speed range significantly below the resonance frequency of the decoupling means. In this way it is possible to minimize the influence of the elastic coupling means between the electric motor and pump housing on the running behavior of the air pump.
  • the elastic means for supporting the electric motor are also designed such that the pumping unit of the air pump is sealed off from the motor part.
  • the elastic means are therefore advantageously designed in the form of two axially spaced apart elastomer rings.
  • the elastomer ring on the fan side has a
  • Sealing lip that seals the pump unit of the air pump against the motor part.
  • At least one elastomer ring can have means for torque support of the drive motor, so that the motor is securely fixed especially in its start-up phase.
  • the elastomer rings are each arranged between the pole housing of the drive motor and the pump housing of the air pump.
  • the elastomer rings are arranged on the axial end faces of the pole housing of the drive motor.
  • the elastomer rings are designed as axial
  • Radial support rings formed so that the electric motor is fixed in the axial as well as in the radial direction by the elastic support means.
  • the electrically driven air pump according to the invention has a housing which has a cover on the fan wheel side and a cover on the motor side.
  • the method according to the invention for producing an electrically driven air pump allows the completely assembled air pump to be completely balanced in two planes with the covers not yet installed. Imbalances that arise, for example, only when the electric motor is installed in the pump housing can be largely eliminated by the resulting complete balancing. Scatter in the
  • the running quality of an air pump that results from the mechanical decoupling elements can be minimized by the manufacturing method according to the invention.
  • the pump housing is completed and closed by a cover on the fan wheel side and a motor side.
  • the claimed method for producing an electrically driven air pump provides an air pump which, due to its complete balancing on two levels, ensures extremely smooth running. Due to the strong structure-borne noise insulation, which is achieved by the mechanical decoupling of the electric motor and the additional, in the assembled state, complete balancing carried out in two levels, it is possible to use the air pump according to the invention without complex decoupling for the bodywork.
  • Air pumps are shown in the following drawings and the associated description of an embodiment of an air pump according to the invention.
  • the drawing shows an exemplary embodiment of an electrically driven air pump according to the invention for compressing combustion air.
  • This air pump and the method according to the invention for producing such an air pump are explained in more detail in the description below.
  • the figures of the drawing, their description and the claims directed to them contain numerous features in combination. A person skilled in the art will also consider these features individually and combine them into meaningful, further combinations. It shows:
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through an electrically driven air pump according to the invention in the assembled state
  • Figure 2 shows a longitudinal section through an air pump according to the invention
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through an embodiment of an electrically driven air pump 10 according to the invention in the assembled state.
  • the air pump 10 comprises a pump part 11 and a drive or motor part 15, which are surrounded by a housing 12.
  • the pump part 11 essentially consists of a pump unit 13 and corresponding inlet and outlet openings for the air to be conveyed.
  • the pump housing 12 is essentially of three parts.
  • a central housing part 14 which the
  • Air pump driving electric motor 16 surrounds, the housing 12 has a cover 20 on the pumping station side and a cover 22 on the drive motor side.
  • the cover 20 on the pumping station side has a central opening 44 through which the air to be compressed is sucked in.
  • the housing 12 of the air pump 10 according to the invention is advantageously made of a plastic
  • the driving electric motor 16 is introduced into the central housing part 14 of the air pump 10 according to the invention.
  • it is designed as an inner rotor and has at least one rotor 19 and one stator 21 encompassing the rotor.
  • the stator 21 is in the exemplary embodiment of the invention
  • the motor housing 17 of the electric motor 16 is formed by a pole housing 30 of the motor. Motor types other than the inner rotor shown in the exemplary embodiment are also conceivable for the air pump according to the invention.
  • the electric motor 16 drives the pump unit 13 via a shaft 23 to compress the air.
  • the electric motor 16 is decoupled from the housing 12 of the air pump via elastic means 24.
  • elastomer rings 26 and 28 are used for vibration damping.
  • the elastomer rings 26 and 28 are on the end faces of the pole housing 30 of the electric motor 16 between the pole housing 30 and Pump housing 12 placed.
  • the elastomer rings are shaped and introduced in such a way that both radial and axial support of the electric motor 16 takes place in the pump housing.
  • the shape of the decoupling 28 on the motor side is designed such that the electric motor 16 is supported on the housing in terms of torque.
  • the torque support can of course also be formed on the pumping-side elastomer ring 26 or on both elastomer rings.
  • the elastomer ring 26 on the pumping station side has a sealing lip 27, which means that the elastic means 24 to improve the smooth running of the air pump 10 according to the invention also serve as sealing elements between the motor part 15 and the pumping unit 13 of the air pump according to the invention.
  • the elastomer ring 26 on the pumping station side is advantageously arranged in the region of a bearing plate 32 of the drive motor facing the pumping station 13.
  • a retaining cover 34 is installed on the side of the motor housing 17 facing away from the pump unit 13.
  • the holding cover 34 is pressed onto the elastomer ring 28 and locked with the central housing part 14 of the pump housing 12. In this way, the electric motor 16 is fixed in the axial direction.
  • Air pump according to the embodiment of Figure 1 is carried out in two stages. Between the two
  • Impellers 36 and 38 of the pump unit are arranged with a stator 40 which is firmly connectable to the housing 12 of the air pump.
  • the stator 40 has structures in the form of channels 42, which ensure that the air conveyed radially outward by the first impeller 36 is conveyed from the outer region of the first impeller into the inner impeller region of the second impeller 38, so that an effective two-stage compression the sucked in air can take place.
  • the compressed air guided radially outwards by the second impeller 38 is conveyed into an annular air guiding channel 18, which runs in the circumferential direction of the housing 12 of the air pump 10, the diameter of which in the circumferential direction of the pump housing 12 increases.
  • This air duct 18 (volute) opens into a pressure-side connection of the air pump, which is not shown in FIG. 1.
  • the air pump 10 according to the invention is not limited to a two-stage pump unit 13. Further or even fewer pump stages can of course also be used in a pump according to the invention.
  • each further impeller is also assigned a further stator, which conveys the radially outwardly conveyed air from the upstream impeller into the radially inner region of the downstream impeller.
  • the pumping station cover 20 is designed such that on its inside, i.e. structures 47 are formed on the side facing the first impeller 36 of the pump unit 13, which prevent the air compressed via the first impeller from flowing back into the suction region of the pump unit.
  • the housing of the air pump is closed on the pump plant side by a cover 20 which has a central opening 44 for the suction of the air to be compressed.
  • the central opening 44 in the cover 20 of the pump housing 12 is designed as a connector 46, which makes it possible to quickly and easily install corresponding connecting means, such as hoses, on the pump according to the invention.
  • the pump housing 12, the stator 40 of the pumping unit 13 and the pumping unit-side cover 20 are connected to one another towards the end of the method according to the invention for producing an electrically driven air pump.
  • a balancing disk 50 is installed on the drive shaft 23 of the motor 16, which is non-rotatably connected to the drive shaft.
  • This balancing disk 50 can be made of metal, for example from a sheet metal, and has a diameter that is typically smaller than the diameter of the rotor 19 of the drive motor 16.
  • the balancing disk 50 is made by a person skilled in the art Fastening method rotatably connected to the drive shaft 23. Balancing marks can be set on the balancing disk 50, for example by material removal, to compensate for the unbalance of the air pump 10 according to the invention.
  • the end of the housing 12 of the air pump 10 according to the invention facing away from the pump unit 13 is closed by a cover 22 after the air pump has been installed.
  • the mounted drive motor 16 is first provided with the decoupling rings 26 and 28, respectively.
  • the electric motor 16 per se can already be pre-balanced, so that a first balancing process is carried out, for example, by material removal or application to the motor shaft or to the rotor or also to the armature of the motor.
  • a pre-balancing of the electric motor 16 can be dispensed with, so that only the balancing of the air pump 10 with the mounted electric motor 16 and the mounted pump wheel 36 or 38 needs to be carried out.
  • the preassembled electric motor 16 is inserted into the pump housing 12 through an opening 52 of the pump housing 12 facing away from the pump unit 13 and is secured in the axial and radial direction by latching the holding cover 34 on the housing.
  • the latching of the holding cover 34 is to be selected such that the elastomer rings 26 and 28 are pressed against the inside of the pump housing 12 under a certain pretension. Then the impeller 38, the stator
  • FIG. 2 shows the pump according to the invention with built-in electric motor 16 and mounted pump unit 13, as used for balancing, for example, in a balancing machine.
  • the balancing process is carried out in succession or in parallel in two balancing planes A and B arranged essentially perpendicular to the drive shaft 23 of the air pump 10.
  • the balancing plane A is formed by the balancing plate 50 at the end of the drive shaft 23 facing away from the pump unit 13.
  • the second balancing plane B is formed by the cover plate 54 of the impeller 36 of the pump unit 13 of the invention Air pump 10 formed.
  • the balancing plane B can also coincide with the base plate 56 of the impeller 36.
  • the air pump 10 according to the invention is advantageously balanced by setting balancing marks in one or both balancing planes.
  • material can be "nibbled" off the balancing disk 50 or the cover disk 54.
  • the balancing speed and the type of balancing is matched to the natural frequency of the decoupling of the electric motor 16 by the elastic means 24.
  • the balancing of the air pump according to the invention is prohibited in the speed range of the natural frequency of the decoupling means 24.
  • Material removal by evaporation using a high-intensity light or laser beam is another possible method for setting balancing marks in the method according to the invention. Furthermore, it is also possible to use balancing marks by applying adhesive points, in particular to a fan wheel or the like
  • the pump housing 12 is completed by mounting the covers 22 and 20 on the drive motor side and on the pump unit side, respectively.
  • the stator 40 is fixed axially and radially between the housing part 14 and the cover 20, so that it is secured against rotation.
  • the stator 40 can be fitted on its outer circumference 58 into corresponding recesses 60 of the central housing part 14 of the pump housing 12 or into recesses 62 of the cover 20 on the pumping unit side and can be clamped in by mounting the cover 20.
  • a multitude of options are available to the person skilled in the art for fastening the covers 20 and 22 that complete the pump housing 12. Excerpts, and by no means conclusive, clamping, screwing, riveting, gluing, ultrasonic welding or friction welding should be mentioned as possible fastening methods.
  • the air pump according to the invention is not limited to the exemplary embodiments shown in the figures.
  • the air pump according to the invention is not limited to the use of a two-stage pumping station.
  • the method according to the invention for producing an electrically driven air pump is not limited to the mechanical mass removal on the fan wheel or the balancing disk.
  • balancing masses there is also a

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Abstract

The invention relates to a method for producing an electrically driven air pump (10), especially a method for producing a secondary air pump (10) for a motor vehicle comprising an internal combustion engine. Said air pump (10) is provided with a housing (12), within which a pump mechanism (13) that encompasses at least one ventilator wheel (36, 38), and an electric motor (16) that drives the at least one ventilator wheel (36, 28) are disposed. The inventive air pump (10) is balanced in the mounted state of the electric motor (16) in the housing (12) by balancing on at least two planes (A, B) that are located at an axial distance from each other. The invention further relates to an electrically driven air pump (10), particularly a secondary air pump (10) for a motor vehicle comprising an internal combustion engine. Said air pump (10) encompasses a housing (12), an electric motor (16) which is integrated into the housing (12) and is supported therein with the aid of elastic means (24), and a pump mechanism (13) which is provided with at least one ventilator wheel (36, 38) that is fixed onto a shaft (23) of the driving motor (16). A balancing disk (50) is arranged in the area of the end of the drive shaft (23) of the electric motor (16), which is located opposite the pump mechanism (13).

Description

ELEKTRISCH ANGETRIEBENE LUFTPUMPE UND VERFAHREN ZU IHRER HERSTELLUNG ELECTRICALLY DRIVED AIR PUMP AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch angetriebenen Luftpumpe, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung einer Sekundärluftpumpe für ein Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bzw. eine solche elektrisch angetriebene Luftpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 8.The invention relates to a method for producing an electrically driven air pump, in particular a method for producing a secondary air pump for a motor vehicle with an internal combustion engine, with the features of the preamble of claim 1 and to such an electrically driven air pump with the features of the preamble of claim 8.
Gattungsgemäße Luftpumpen beziehungsweise Gebläse werden beispielsweise als Sekundärluftpumpen bzw. Sekundärluftgebläse zum Einblasen zusätzlicher Luft in den Abgaskanal einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges verwendet. Diese Methode minimiert die Entstehung von Stickoxiden bzw. führt sie zu einer Reduzierung desGeneric air pumps or blowers are used, for example, as secondary air pumps or secondary air blowers for blowing additional air into the exhaust duct of an internal combustion engine of a motor vehicle. This method minimizes the formation of nitrogen oxides or leads to a reduction in the
Gehaltes an Kohlestoffmonoxiden bzw. Kohlenwasserstoffen in den Verbrennungsrückständen, bevor das Abgas in den Katalysator der Verbrennungsmaschine gelangt. Bei der Sekundärluftzuführung wird dem Abgaskanal möglichst kurz hinter dem Motor Frischluft zugeführt, um die beim Verbrennungsvorgang entstandenen Kohlenwasserstoff-Verbindungen und dasContent of carbon monoxides or hydrocarbons in the combustion residues before the exhaust gas reaches the catalytic converter of the internal combustion engine. In the secondary air supply, fresh air is supplied to the exhaust gas duct as shortly as possible behind the engine in order to avoid the hydrocarbon compounds and the like that are formed during the combustion process
Kohlenmonoxid zu eliminieren. Durch die Sekundärluftzuführung in den Abgasstrang wird praktisch eine Nachverbrennung der Abgase in Gang gesetzt, in deren Verlauf die im Motor unverbrannten Kohlenmonoxide bzw. Kohlenwasserstoffe nachverbrannt, d.h. nachoxidiert werden. Die Nachverbrennung durch ein Sekundärluftzufuhrungssystem erhöht darüber hinaus die Abgastemperatur, so dass die für einen geregelten Katalysator erforderliche Betriebstemperatur frühzeitig erreicht wird. Höhere Temperaturen im Abgasstrang lassen so den geregelten Katalysator schneller ansprechen, so dass dieser seine Aufgabe, Schadstoffe zu eliminieren, früher im Fahrzyklus erfüllen kann.Eliminate carbon monoxide. The secondary air supply in the exhaust system practically starts an afterburning of the exhaust gases, in the course of which the unburned carbon monoxides or hydrocarbons in the engine, i.e. be reoxidized. Afterburning by a secondary air supply system also increases the exhaust gas temperature, so that the operating temperature required for a regulated catalytic converter is reached early. Higher temperatures in the exhaust system allow the regulated catalytic converter to respond more quickly so that it can perform its task of eliminating pollutants earlier in the driving cycle.
Auf Grund der hohen Nenndrehzahl von Sekundärluftgebläsen, die typischerweise imDue to the high rated speed of secondary air blowers, which are typically used in
Bereich von 20 000 U/min liegt, sind an das Gebläse und insbesondere an den das Gebläse antreibenden Elektromotor extrem hohe Anforderungen an den Gleichlauf und damit an die Güte des Auswuchtprozesses zu stellen. Die auf Grund von Unwuchten erzeugten Vibrationen in der Luftpumpe werden auf die mit der Luftpumpe verbundenen Bauteile übertragen und erzeugen so ein erhöhtes Laufgeräusch. Gegebenenfalls kann es erforderlich sein, die gesamte Luftpumpe mechanisch gegenüber anderen Bauteilen zu entkoppeln, um eine Vibrationsübertragung auf das Fahrzeug und speziell auf den Fahrgastraum zu vermeiden.Range of 20,000 rpm, the blower and in particular the electric motor driving the blower have to make extremely high demands on the synchronism and thus on the quality of the balancing process. The vibrations generated in the air pump due to imbalance are transmitted to the components connected to the air pump and thus generate increased running noise. If necessary, it can be necessary to mechanically decouple the entire air pump from other components in order to avoid vibration transmission to the vehicle and especially to the passenger compartment.
Um die Laufruhe einer solchen Luftpumpe zu verbessern, ist es allgemein bekannt, dieIn order to improve the smooth running of such an air pump, it is generally known that
Luftpumpe beispielsweise durch Abtragen bzw. Aufbringen von Material an einem Lüfterrad des Pumpenwerkes zu wuchten.Air pump, for example, by removing or applying material to a fan wheel of the pumping station.
Aus der EP 0 711 924 B 1 ist eine elektrisch angetriebene Luftpumpe bekannt, die ein Gehäuse aufweist, in dem auf der einen Seite ein Pumpenwerk und auf der anderen Seite ein Elektromotor angeordnet sind. Pumpen- und Motorseite des Gehäuses der Luftpumpe der EP 0 711 924 Bl sind jeweils durch Deckel zu verschließen. Der das Pumpenwerk antreibende Elektromotor ist mittels zweier Elastomerringe, die zwischen Elektromotor und Pumpengehäuse abgestützt sind, innerhalb der Pumpe weitgehend entkoppelt. Der Elektromotor dieser elektrisch angetriebenen Luftpumpe des Standes der Technik wird mit montiertem Pumpenrad, im eingebauten Zustand, bei noch nicht verschlossener Pumpenseite durch das Setzen von Auswuchtmarken an einem Laufrad des Pumpenwerks ausgewuchtet. Dadurch, dass der Elektromotor im eingebauten Zustand mit montiertem Pumpenrad gewuchtet wird, kann das Zusammenwirken des Elektromotors mit weiteren Bauteilen der Luftpumpe berücksichtigt werden. Auf Grund des Wuchtvorganges am montierten Elektromotor lässt sich die Laufgüte einer solchen Luftpumpe durch die Verringerung der auftretenden Vibrationen zwar reduzieren, Exemplarstreuungen von Luftpumpe zu Luftpumpe lassen sich jedoch nicht vermeiden.An electrically driven air pump is known from EP 0 711 924 B1, which has a housing in which a pump unit is arranged on one side and an electric motor is arranged on the other side. The pump and motor side of the housing of the air pump of EP 0 711 924 Bl are each to be closed by a cover. The electric motor driving the pump unit is largely decoupled within the pump by means of two elastomer rings, which are supported between the electric motor and the pump housing. The electric motor of this electrically driven air pump of the prior art is balanced with the pump wheel installed, in the installed state, with the pump side not yet closed, by placing balancing marks on an impeller of the pump unit. Because the electric motor is balanced with the pump wheel installed in the installed state, the interaction of the electric motor with other components of the air pump can be taken into account. Due to the balancing process on the mounted electric motor, the running quality of such an air pump can be reduced by reducing the vibrations that occur, but specimen scatter from air pump to air pump cannot be avoided.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Luftpumpe mit verringerten Vibrationen und damit einhergehend auch verringerten Laufgeräuschen zu schaffen. Ebenso ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche Luftpumpe bereit zu stellen.The invention is based on the object of providing a method for producing an electric air pump with reduced vibrations and, as a result, also reduced running noise. It is also an object of the present invention to provide such an air pump.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch angetriebenen Luftpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch eine elektrisch angetriebene Luftpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmalen. Vorteile der ErfindungThe object on which the invention is based is achieved by a method for producing an electrically driven air pump with the features of claim 1 or by an electrically driven air pump with the features of claim 8. Advantageous further developments and embodiments of the invention result from the features listed in the subclaims. Advantages of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer elektrisch angetriebenen Luftpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 verbessert die aus dem Stand der Technik bekannten Luftpumpen bezüglich ihrer Laufgüte. Bei dem erfindungsgemäßenThe method according to the invention for producing an electrically driven air pump with the features of claim 1 improves the running quality of the air pumps known from the prior art. In the invention
Herstellungsverfahren wird die Luftpumpe, die ein Gehäuse aufweist, in dem ein Pumpenwerk mit zumindest einem Lüfterrad sowie ein das mindestens eine Lüfterrad antreibender Elektromotor integriert sind, mit dem bereits in das Gehäuse eingebauten Elektromotor durch Wuchten in mindestens zwei, axial voneinander beabstandeten Ebenen ausgewuchtet. Auf Grund dieser Zwei-Ebenen- Wuchtung lässt sich dieThe air pump, which has a housing in which a pump unit with at least one fan wheel and an electric motor driving the at least one fan wheel are integrated, is balanced with the electric motor already built into the housing by balancing in at least two axially spaced planes. Due to this two-level balancing, the
Wuchtgüte der erfindungsgemäßen elektrisch angetriebenen Luftpumpe deutlich erhöhen, so dass Exemplarstreuungen in den Laufgeräuschen der Pumpe weiter reduziert werden können.Increase the balance quality of the electrically driven air pump according to the invention significantly, so that specimen variations in the running noises of the pump can be further reduced.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Luftpumpe wird dieIn the method according to the invention for producing an air pump, the
Luftpumpe nach der Montage des mindestens einen Lüfterrades auf die Welle des Elektromotors, bei bereits eingebautem Elektromotor, durch das Wuchten an einem Lüfterrad und das zusätzliche Wuchten in einer vom Lüfterrad axial beabstandeten Wuchtebene gewuchtet.Air pump after mounting the at least one fan wheel on the shaft of the electric motor, with the electric motor already installed, balanced by balancing on a fan wheel and the additional balancing in a balancing plane axially spaced from the fan wheel.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale ermöglicht.Advantageous further developments and exemplary embodiments of the invention are made possible by the features contained in the subclaims.
In vorteilhafter Weise weist die erfindungsgemäße, elektrisch angetriebene Luftpumpe im Bereich des dem Pumpenwerk abgewandten Endes der Antriebswelle des Elektromotors eine Wuchtscheibe auf.The electrically driven air pump according to the invention advantageously has a balancing disk in the region of the end of the drive shaft of the electric motor facing away from the pumping station.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer elektrisch angetriebenen Luftpumpe kann die Luftpumpe durch Materialabtrag, beispielsweise durch einen rein mechanischen Materialabtrag am Lüfterrad bzw. an der Wuchtscheibe gewuchtet werden. In vorteilhafter Weise besteht die Wuchtscheibe der erfindungsgemäßen Luftpumpe zumindest teilweise aus einem Metall, welches durch mechanischen Abtrag („Abknabbern") in seiner Masse reduziert werden kann, so dass das Trägheitsmoment der Wuchtscheibe bzw. das Trägheitsmoment des Lüfterrades den Erfordernissen des Auswuchtvorganges angepasst werden kann. Um einen deutlich erhöhten Auswuchtgrad zu erreichen, ist die Wuchtscheibe auf der vom Pumpenwerk abgewandten Seite der Welle des Elektromotors angebracht. Auf diese Weise besitzen die beiden Wuchtebenen einen großen axialen Abstand zueinander.In the method according to the invention for producing an electrically driven air pump, the air pump can be balanced by material removal, for example by a purely mechanical material removal on the fan wheel or on the balancing disk. The balancing disk of the air pump according to the invention advantageously consists at least partially of a metal, which can be reduced in its mass by mechanical removal (“nibbling”), so that the moment of inertia of the balancing disk or the moment of inertia of the fan wheel can be adapted to the requirements of the balancing process , In order to achieve a significantly higher degree of balancing, the balancing disk is attached to the side of the shaft of the electric motor facing away from the pumping station. In this way, the two balancing planes have a large axial distance from one another.
Der Elektromotor der Luftpumpe ist mittels elastischer Mittel vom Pumpengehäuse schwingungstechnisch entkoppelt. Dies führt zu einer weiteren Reduzierung der Vibrationen des Antriebsmotors auf das Pumpengehäuse. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer elektrisch angetriebenen Luftpumpe wird die Wuchtdrehzahl und/oder die Art der Wuchtaufnahme beim Wuchten der Luftpumpe auf die Eigenfrequenz der Entkopplungsmittel abgestimmt. Typischerweise wird die erfindungsgemäße Luftpumpe in einem Drehzahlbereich deutlich unterhalb der Resonanzfrequenz der Entkopplungsmittel ausgewuchtet. Auf diese Weise ist es möglich, den Einfluss der elastischen Kopplungsmittel zwischen Elektromotor und Pumpengehäuse auf das Laufverhalten der Luftpumpe zu minimieren.The electric motor of the air pump is decoupled from the pump housing in terms of vibration by means of elastic means. This leads to a further reduction in the vibrations of the drive motor on the pump housing. In the method according to the invention for producing an electrically driven air pump, the balancing speed and / or the type of balancing when balancing the air pump is matched to the natural frequency of the decoupling means. The air pump according to the invention is typically balanced in a speed range significantly below the resonance frequency of the decoupling means. In this way it is possible to minimize the influence of the elastic coupling means between the electric motor and pump housing on the running behavior of the air pump.
Die elastischen Mittel zur Abstützung des Elektromotors sind darüber hinaus derart ausgebildet, dass das Pumpenwerk der Luftpumpe gegenüber dem Motorteil abgedichtet ist. In vorteilhafter Weise sind daher die elastischen Mittel in Form zweier, axial voneinander beabstandeter Elastomerringe ausgebildet. Der lüfterseitige Elastomerring besitzt in einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Luftpumpe eineThe elastic means for supporting the electric motor are also designed such that the pumping unit of the air pump is sealed off from the motor part. The elastic means are therefore advantageously designed in the form of two axially spaced apart elastomer rings. In an advantageous embodiment of the air pump according to the invention, the elastomer ring on the fan side has a
Dichtlippe, die das Pumpenwerk der Luftpumpe gegenüber dem Motorteil abdichtet.Sealing lip that seals the pump unit of the air pump against the motor part.
Zumindest ein Elastomerring kann Mittel zur Drehmomentabstützung des Antriebsmotors aufweisen, so dass der Motor speziell in seiner Anlaufphase sicher fixiert ist.At least one elastomer ring can have means for torque support of the drive motor, so that the motor is securely fixed especially in its start-up phase.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen, elektrisch angetriebenen Luftpumpe sind die Elastomerringe jeweils zwischen dem Polgehäuse des Antriebsmotors und dem Pumpengehäuse der Luftpumpe angeordnet. In einer besonders vorteilhaften Ausfuhrungsform sind die Elastomerringe an den axialen Stirnseiten des Polgehäυses des Antriebsmotors angeordnet. Die Elastomerringe sind dabei als Axial-In an advantageous embodiment of the electrically driven air pump according to the invention, the elastomer rings are each arranged between the pole housing of the drive motor and the pump housing of the air pump. In a particularly advantageous embodiment, the elastomer rings are arranged on the axial end faces of the pole housing of the drive motor. The elastomer rings are designed as axial
Radial-Stützringe ausgebildet, so dass der Elektromotor sowohl in axialer, als auch in radialer Richtung durch die elastischen Abstützmittel fixiert wird.Radial support rings formed so that the electric motor is fixed in the axial as well as in the radial direction by the elastic support means.
Die erfindungsgemäße elektrisch angetriebene Luftpumpe weist ein Gehäuse auf, welches einen lüfterradseitigen Deckel und einen motorseitigen Deckel besitzt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer elektrisch angetriebenen Luftpumpe kann so die komplett montierte Luftpumpe mit noch nicht montierten Deckeln in zwei Ebenen komplett ausgewuchtet werden. Unwuchten, die sich beispielsweise erst durch den Einbau des Elektromotors in das Pumpengehäuse ergeben, können durch die resultierende Komplettwuchtung weitgehend behoben werden. Streuungen in derThe electrically driven air pump according to the invention has a housing which has a cover on the fan wheel side and a cover on the motor side. In which The method according to the invention for producing an electrically driven air pump allows the completely assembled air pump to be completely balanced in two planes with the covers not yet installed. Imbalances that arise, for example, only when the electric motor is installed in the pump housing can be largely eliminated by the resulting complete balancing. Scatter in the
Laufgüte einer Luftpumpe, die aus den mechanischen Entkopplungselementen resultieren können durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren minimiert werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nach Beendigung des Auswuchtvorganges das Pumpengehäuse durch einen lüfterradseitigen und einen motorseitigen Deckel komplettiert und verschlossen.The running quality of an air pump that results from the mechanical decoupling elements can be minimized by the manufacturing method according to the invention. In the method according to the invention, after the balancing process has ended, the pump housing is completed and closed by a cover on the fan wheel side and a motor side.
Das beanspruchte Verfahren zur Herstellung einer elektrisch angetriebenen Luftpumpe liefert eine Luftpumpe, die auf Grund ihrer Komplettwuchtung in zwei Ebenen eine extrem hohe Laufruhe gewährleistet. Auf Grund der starken Körperschallisolation, die durch die mechanische Entkopplung des Elektromotors und die zusätzliche, im montierten Zustand durchgeführte Komplettauswuchtung in zwei Ebenen erreicht wird, ist es möglich, die erfindungsgemäße Luftpumpe auch ohne aufwändige Entkopplungen für den Karosserieanbau zu verwenden.The claimed method for producing an electrically driven air pump provides an air pump which, due to its complete balancing on two levels, ensures extremely smooth running. Due to the strong structure-borne noise insulation, which is achieved by the mechanical decoupling of the electric motor and the additional, in the assembled state, complete balancing carried out in two levels, it is possible to use the air pump according to the invention without complex decoupling for the bodywork.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßenFurther advantages of the method according to the invention or of the invention
Luftpumpe sind den nachfolgenden Zeichnungen sowie der zugehörigen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Luftpumpe zu entnehmen.Air pumps are shown in the following drawings and the associated description of an embodiment of an air pump according to the invention.
Zeichnungdrawing
In der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungsgemäßen, elektrisch angetriebenen Luftpumpe zur Verdichtung von Verbrennungsluft dargestellt. Diese Luftpumpe sowie das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer solchen Luftpumpe werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figuren der Zeichnung, deren Beschreibung sowie die darauf gerichteten Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Ein Fachmann wird diese Merkmale auch einzeln betrachten und zu sinnvollen, weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigt:The drawing shows an exemplary embodiment of an electrically driven air pump according to the invention for compressing combustion air. This air pump and the method according to the invention for producing such an air pump are explained in more detail in the description below. The figures of the drawing, their description and the claims directed to them contain numerous features in combination. A person skilled in the art will also consider these features individually and combine them into meaningful, further combinations. It shows:
Figur 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße, elektrisch angetriebene Luftpumpe in montiertem Zustand,1 shows a longitudinal section through an electrically driven air pump according to the invention in the assembled state,
Figur 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Luftpumpe gemäßFigure 2 shows a longitudinal section through an air pump according to the invention
Figur 1 mit abgenommenen Deckeln an Lüfter- und Motorseite.Figure 1 with removed covers on the fan and motor side.
Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen, elektrisch angetriebenen Luftpumpe 10 in montiertem Zustand. Die Luftpumpe 10 umfasst einen Pumpenteil 11 sowie einen Antriebs- oder Motorteil 15, die von einem Gehäuse 12 umgeben sind. Der Pumpenteil 11 besteht im wesentlichen aus einem Pumpenwerk 13 sowie entsprechenden Einlass- und Auslassöffnungen für die zu fördernde Luft. Das Pumpengehäuse 12, ist im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 im Wesentlichen dreistückig ausgebildet. Neben einem zentralen Gehäuseteil 14, der den dieFigure 1 shows a longitudinal section through an embodiment of an electrically driven air pump 10 according to the invention in the assembled state. The air pump 10 comprises a pump part 11 and a drive or motor part 15, which are surrounded by a housing 12. The pump part 11 essentially consists of a pump unit 13 and corresponding inlet and outlet openings for the air to be conveyed. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the pump housing 12 is essentially of three parts. In addition to a central housing part 14, which the
Luftpumpe antreibenden Elektromotor 16 umgibt , weist das Gehäuse 12 einen pumpenwerkseitigen Deckel 20 sowie einen antriebsmotorseitigen Deckel 22 auf. Der pumpenwerkseitigen Deckel 20 besitzt eine zentrale Öffnung 44, durch die die zu verdichtende Luft angesaugt wird. Das Gehäuse 12 der erfindungsgemäßen Luftpumpe 10 ist in vorteilhafter Weise aus einem Kunststoff gefertigtAir pump driving electric motor 16 surrounds, the housing 12 has a cover 20 on the pumping station side and a cover 22 on the drive motor side. The cover 20 on the pumping station side has a central opening 44 through which the air to be compressed is sucked in. The housing 12 of the air pump 10 according to the invention is advantageously made of a plastic
In den zentralen Gehäuseteil 14 der erfindungsgemäßen Luftpumpe 10 ist der antreibende Elektromotor 16 eingebracht, der im Ausführungsbeispiel der Figur 1 als Innenläufer ausgebildet ist und zumindest über einen Rotor 19 und einen, den Rotor umgreifenden Stator 21 verfügt. Der Stator 21 ist in dem Ausfuhrungsbeispiel der erfϊndungsgemäßenThe driving electric motor 16 is introduced into the central housing part 14 of the air pump 10 according to the invention. In the exemplary embodiment in FIG. 1, it is designed as an inner rotor and has at least one rotor 19 and one stator 21 encompassing the rotor. The stator 21 is in the exemplary embodiment of the invention
Pumpe nach Figur 1 durch Magnete 25 realisiert. Das Motorgehäuse 17 des Elektromotors 16 wird gebildet durch ein Polgehäuse 30 des Motors. Andere Motortypen als der im Ausführungsbeispiel gezeigte Innenläufere sind für die erfindungsgemäße Luftpumpe aber ebenso denkbar. Der Elektromotor 16 treibt über eine Welle 23 das Pumpenwerk 13 zur Verdichtung der Luft an.Pump realized according to Figure 1 by magnets 25. The motor housing 17 of the electric motor 16 is formed by a pole housing 30 of the motor. Motor types other than the inner rotor shown in the exemplary embodiment are also conceivable for the air pump according to the invention. The electric motor 16 drives the pump unit 13 via a shaft 23 to compress the air.
Der Elektromotor 16 ist über elastische Mittel 24 vom Gehäuse 12 der Luftpumpe entkoppelt. Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 werden zur Vibrationsdämpfung Elastomerringe 26 bzw. 28 genutzt. Die Elastomerringe 26 bzw. 28 sind auf den Stirnseiten des Polgehäuses 30 des Elektromotors 16 zwischen Polgehäuse 30 und Pumpengehäuse 12 platziert. Die Elastomerringe sind dabei derart ausgeformt und eingebracht, dass sowohl eine radiale als auch eine axiale Abstützung des Elektromotors 16 im Pumpengehäuse erfolgt. Die motorseitige Entkopplung 28 wird in ihrer Formgebung so ausgeführt, dass eine Drehmomentabstützung des Elektromotors 16 am Gehäuse gegeben ist. Die Drehmomentabstützung kann selbstverständlich auch an dem pumpenwerkseitigen Elastomerring 26 oder an beiden Elastomerringen ausgebildet sein. Des weiteren besitzt insbesondere der pumpenwerksseitige Elastomerring 26 eine Dichtlippe 27, die dazu führt, dass die elastischen Mittel 24 zur Verbesserung der Laufruhe der erfindungsgemäßen Luftpumpe 10 gleichzeitig auch als Abdichtelemente zwischen dem Motorteil 15 und dem Pumpenwerk 13 der erfindungsgemäßen Luftpumpe dienen. In vorteilhafter Weise ist der pumpenwerksseitige Elastomerring 26 im Bereich eines dem Pumpenwerk 13 zugerichteten Lagerschildes 32 des Antriebsmotors angeordnet.The electric motor 16 is decoupled from the housing 12 of the air pump via elastic means 24. In the exemplary embodiment in FIG. 1, elastomer rings 26 and 28 are used for vibration damping. The elastomer rings 26 and 28 are on the end faces of the pole housing 30 of the electric motor 16 between the pole housing 30 and Pump housing 12 placed. The elastomer rings are shaped and introduced in such a way that both radial and axial support of the electric motor 16 takes place in the pump housing. The shape of the decoupling 28 on the motor side is designed such that the electric motor 16 is supported on the housing in terms of torque. The torque support can of course also be formed on the pumping-side elastomer ring 26 or on both elastomer rings. Furthermore, in particular the elastomer ring 26 on the pumping station side has a sealing lip 27, which means that the elastic means 24 to improve the smooth running of the air pump 10 according to the invention also serve as sealing elements between the motor part 15 and the pumping unit 13 of the air pump according to the invention. The elastomer ring 26 on the pumping station side is advantageously arranged in the region of a bearing plate 32 of the drive motor facing the pumping station 13.
Nach der Montage des mit den Entkopplungsringen 26 bzw. 28 versehenden Motors 16 in das Pumpengehäuse 12 wird ein Haltedeckel 34 auf der dem Pumpenwerk 13 abgewandten Seite des Motorgehäuses 17 installiert. Der Haltedeckel 34 wird an den Elastomerring 28 angedrückt und mit dem zentralen Gehäuseteil 14 des Pumpengehäuses 12 verrastet. Auf diese Weise wird der Elektromotor 16 in axialer Richtung fixiert.After assembly of the motor 16 provided with the decoupling rings 26 and 28 in the pump housing 12, a retaining cover 34 is installed on the side of the motor housing 17 facing away from the pump unit 13. The holding cover 34 is pressed onto the elastomer ring 28 and locked with the central housing part 14 of the pump housing 12. In this way, the electric motor 16 is fixed in the axial direction.
Die Welle 23 des Antriebsmotors 16 der erfindungsgemäßen Luftpumpe 10 ist an beiden axialen Enden des Motorgehäuses 17 aus diesem herausgeführt und trägt auf seiner einen, in der Abbildung der Figur 1 rechten Seite, Laufräder 36 bzw. 38 des Pumpenwerks 13. Das Pumpenwerk 13 der erfindungsgemäßen Luftpumpe gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist zweistufig ausgeführt. Zwischen den beidenThe shaft 23 of the drive motor 16 of the air pump 10 according to the invention is guided out of the latter at both axial ends of the motor housing 17 and carries impellers 36 and 38 of the pump unit 13 on its one side, on the right in the illustration in FIG. 1 Air pump according to the embodiment of Figure 1 is carried out in two stages. Between the two
Laufrädern 36 bzw. 38 des Pumpenwerks ist ein Leitrad 40 angeordnet, welches fest verbindbar mit dem Gehäuse 12 der Luftpumpe ist. Das Leitrad 40 weist Strukturen in Form von Kanälen 42 auf, die dafür sorgen, dass die vom ersten Laufrad 36 radial nach außen geförderte Luft vom äußeren Bereich des ersten Laufrades in den inneren Laufradbereich des zweiten Laufrades 38 gefördert wird, so dass eine effektive zweistufige Verdichtung der angesaugten Luft erfolgen kann. Die durch das zweite Laufrad 38 radial nach außen geführte, verdichtete Luft, wird in einen, in Umfangsrichtung des Gehäuses 12 der Luftpumpe 10 verlaufenden, ringförmigen Luftleitkanal 18 gefördert, dessen Durchmesser in Umfangsrichtung des Pumpengehäuses 12 zunimmt. Dieser Luftleitkanal 18 (Volute) mündet in einen, in Figur 1 nicht weiter dargestellten druckseitigen Anschluss der Luftpumpe.Impellers 36 and 38 of the pump unit are arranged with a stator 40 which is firmly connectable to the housing 12 of the air pump. The stator 40 has structures in the form of channels 42, which ensure that the air conveyed radially outward by the first impeller 36 is conveyed from the outer region of the first impeller into the inner impeller region of the second impeller 38, so that an effective two-stage compression the sucked in air can take place. The compressed air guided radially outwards by the second impeller 38 is conveyed into an annular air guiding channel 18, which runs in the circumferential direction of the housing 12 of the air pump 10, the diameter of which in the circumferential direction of the pump housing 12 increases. This air duct 18 (volute) opens into a pressure-side connection of the air pump, which is not shown in FIG. 1.
Die erfindungsgemäße Luftpumpe 10 ist nicht auf ein zweistufiges Pumpenwerk 13 beschränkt. Weitere oder aber auch weniger Pumpenstufen können selbstverständlicher Weise ebenso in einer erfindungsgemäßen Pumpe verwendet werden. Im Falle eines mehrstufigen Pumpenwerkes ist dabei jedem weiteren Laufrad auch ein weiteres Leitrad zugeordnet, welches die radial nach außen geförderte Luft des vorgeschalteten Laufrades in den radial innen liegenden Bereich des nachgeschalteten Laufrades fördert.The air pump 10 according to the invention is not limited to a two-stage pump unit 13. Further or even fewer pump stages can of course also be used in a pump according to the invention. In the case of a multi-stage pumping station, each further impeller is also assigned a further stator, which conveys the radially outwardly conveyed air from the upstream impeller into the radially inner region of the downstream impeller.
Der pumpenwerkseitige Deckel 20 ist derart ausgestaltet, dass auf seiner Innenseite, d.h. der dem ersten Laufrad 36 des Pumpenwerks 13 zugewandten Seite, Strukturen 47 ausgebildet sind, die ein Rückströmen der über das erste Laufrad verdichteten Luft in den Ansaugbereich des Pumpenwerkes verhindern.The pumping station cover 20 is designed such that on its inside, i.e. structures 47 are formed on the side facing the first impeller 36 of the pump unit 13, which prevent the air compressed via the first impeller from flowing back into the suction region of the pump unit.
Das Gehäuse der Luftpumpe wird pumpenwerkseitig durch einen Deckel 20 verschlossen, der eine zentrale Öffnung 44 zur Ansaugung der zu verdichtenden Luft aufweist. Die zentrale Öffnung 44 im Deckel 20 des Pumpengehäuses 12 ist im Ausführungsbeispiel der Figur 1 als Stutzen 46 ausgebildet, der es ermöglicht, entsprechende Verbindungsmittel, wie beispielsweise Schläuche, schnell und leicht an der erfindungsgemäßen Pumpe zu installieren.The housing of the air pump is closed on the pump plant side by a cover 20 which has a central opening 44 for the suction of the air to be compressed. In the exemplary embodiment in FIG. 1, the central opening 44 in the cover 20 of the pump housing 12 is designed as a connector 46, which makes it possible to quickly and easily install corresponding connecting means, such as hoses, on the pump according to the invention.
Das Pumpengehäuse 12, das Leitrad 40 des Pumpen werks 13 sowie der pumpenwerksseitige Deckel 20 werden gegen Ende des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer elektrisch angetriebenen Luftpumpe miteinander verbunden. AlsThe pump housing 12, the stator 40 of the pumping unit 13 and the pumping unit-side cover 20 are connected to one another towards the end of the method according to the invention for producing an electrically driven air pump. As
Verbindungstechnik sind hier alle dem einschlägigen Fachmann bekannten Techniken einsetzbar.Connection technology all techniques known to the relevant expert can be used here.
Auch auf der dem Pumpenwerk 13 abgewandten Seite des Motorgehäuses 17 ist die Antriebswelle 23 des Elektromotors 16 über das dortige Wellenlager 48 hinaus aus dem Motorgehäuse 17 herausgeführt. Im Bereich des dem Pumpenwerk 13 abgewandtenAlso on the side of the motor housing 17 facing away from the pump unit 13, the drive shaft 23 of the electric motor 16 is led out of the motor housing 17 beyond the shaft bearing 48 there. In the area of the pump unit 13 facing away
Endes der Antriebswelle 23 ist eine Wuchtscheibe 50 auf die Antriebswelle 23 des Motors 16 installiert, die drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist. Diese Wuchtscheibe 50 kann aus Metall, beispielsweise aus einem Blech, gefertigt sein und hat einen Durchmesser, der typischerweise kleiner ist als der Durchmesser des Rotors 19 des Antriebsmotors 16. Die Wuchtscheibe 50 ist durch eine dem Fachmann bekannte Befestigungsmethode drehfest mit der Antriebswelle 23 verbunden. An der Wuchtscheibe 50 können Wuchtmarken, beispielsweise durch Materialabtrag, zum Ausgleich der Unwucht der erfmdungsgemäßen Luftpumpe 10 , gesetzt werden. Das dem Pumpenwerk 13 abgewandte Ende des Gehäuses 12 der erfindungsgemäßen Luftpumpe 10 wird nach erfolgter Montage der Luftpumpe durch einen Deckel 22 verschlossen.At the end of the drive shaft 23, a balancing disk 50 is installed on the drive shaft 23 of the motor 16, which is non-rotatably connected to the drive shaft. This balancing disk 50 can be made of metal, for example from a sheet metal, and has a diameter that is typically smaller than the diameter of the rotor 19 of the drive motor 16. The balancing disk 50 is made by a person skilled in the art Fastening method rotatably connected to the drive shaft 23. Balancing marks can be set on the balancing disk 50, for example by material removal, to compensate for the unbalance of the air pump 10 according to the invention. The end of the housing 12 of the air pump 10 according to the invention facing away from the pump unit 13 is closed by a cover 22 after the air pump has been installed.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer elektrisch angetriebenen Luftpumpe wird der montierte Antriebsmotor 16 zuerst mit den Entkopplungsringen 26 bzw. 28 versehen. Der Elektromotor 16 für sich kann bereits vorgewuchtet sein, so dass beispielsweise durch Materialabtrag oder -auftrag an der Motorwelle bzw. am Rotor oder auch am Anker des Motors ein erster Wuchtvorgang durchgeführt wird. Alternativer Weise kann auf eine Vorwuchtung des Elektromotors 16 für sich verzichtet werden, so dass lediglich die noch zu beschreibende Auswuchtung der Luftpumpe 10 mit montiertem Elektromotor 16 und montiertem Pumpenrad 36 beziehungsweise 38 durchgeführt zu werden braucht. Der vormontierte Elektromotor 16 wird durch eine dem Pumpenwerk 13 abgewandte Öffnung 52 des Pumpengehäuses 12 in das Pumpengehäuse 12 eingeführt und durch Verrastung des Haltedeckels 34 am Gehäuse in axialer und radialer Richtung gesichert. Dabei ist die Verrastung des Haltedeckels 34 so zu wählen, dass die Elastomerringe 26 bzw. 28 unter einer gewissen Vorspannung gegen die Innenseite des Pumpengehäuses 12 gedrückt werden. Anschließend werden das Laufrad 38, das LeitradIn the method according to the invention for producing an electrically driven air pump, the mounted drive motor 16 is first provided with the decoupling rings 26 and 28, respectively. The electric motor 16 per se can already be pre-balanced, so that a first balancing process is carried out, for example, by material removal or application to the motor shaft or to the rotor or also to the armature of the motor. Alternatively, a pre-balancing of the electric motor 16 can be dispensed with, so that only the balancing of the air pump 10 with the mounted electric motor 16 and the mounted pump wheel 36 or 38 needs to be carried out. The preassembled electric motor 16 is inserted into the pump housing 12 through an opening 52 of the pump housing 12 facing away from the pump unit 13 and is secured in the axial and radial direction by latching the holding cover 34 on the housing. The latching of the holding cover 34 is to be selected such that the elastomer rings 26 and 28 are pressed against the inside of the pump housing 12 under a certain pretension. Then the impeller 38, the stator
40 und das Laufrad 36 auf das pumpenwerkseitige Ende der Antriebswelle 23 des Elektromotors 16 montiert.40 and the impeller 36 mounted on the pump-side end of the drive shaft 23 of the electric motor 16.
Erfindungsgemäß ist bei diesem Verfahren zur Herstellung einer elektrisch angetriebenen Luftpumpe 10 vorgesehen, dass die Luftpumpe bei eingebautem Elektromotor 16 mit montiertem Pumpenwerk 13 gewuchtet wird.According to the invention, in this method for producing an electrically driven air pump 10 it is provided that the air pump is balanced with an installed electric motor 16 with the pump unit 13 installed.
Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Pumpe mit eingebautem Elektromotor 16 sowie montiertem Pumpenwerk 13, wie sie zur Auswuchtung beispielsweise in eine Wuchtmaschine eingesetzt wird. Der Wuchtvorgang wird nacheinander bzw. parallel in zwei, im wesentlichen senkrecht zur Antriebswelle 23 der Luftpumpe 10 angeordneten Wuchtebenen A bzw. B durchgeführt. Die Wuchtebene A wird gebildet durch die Wuchtscheibe 50 an dem dem Pumpenwerk 13 abgewandten Ende der Antriebswelle 23. Die zweite Wuchtebene B wird im Ausfiihrungsbeispiel der Figur 2 durch die Deckscheibe 54 des Laufrades 36 des Pumpenwerks 13 der erfindungsgemäßen Luftpumpe 10 gebildet. Alternativer Weise kann die Wuchtebene B aber auch mit der Grundscheibe 56 des Laufrades 36 zusammen fallen.Figure 2 shows the pump according to the invention with built-in electric motor 16 and mounted pump unit 13, as used for balancing, for example, in a balancing machine. The balancing process is carried out in succession or in parallel in two balancing planes A and B arranged essentially perpendicular to the drive shaft 23 of the air pump 10. The balancing plane A is formed by the balancing plate 50 at the end of the drive shaft 23 facing away from the pump unit 13. In the exemplary embodiment in FIG. 2, the second balancing plane B is formed by the cover plate 54 of the impeller 36 of the pump unit 13 of the invention Air pump 10 formed. Alternatively, the balancing plane B can also coincide with the base plate 56 of the impeller 36.
In vorteilhafter Weise wird die erfindungsgemäße Luftpumpe 10 gewuchtet durch das Setzen von Auswuchtmarken in einer bzw. beiden Wuchtebenen. Dazu kann beispielsweise Material von der Wuchtscheibe 50 bzw. der Deckscheibe 54 "abgeknabbert" werden. Die Wuchtdrehzahl und die Art der Wuchtaufnahme ist hierbei auf die Eigenfrequenz der Entkopplung des Elektromotors 16 durch die elastischen Mittel 24 abgestimmt. Insbesondere verbietet sich das Auswuchten der erfindungsgemäßen Luftpumpe im Drehzahlbereich der Eigenfrequenz der Entkopplungsmittel 24.The air pump 10 according to the invention is advantageously balanced by setting balancing marks in one or both balancing planes. For this purpose, for example, material can be "nibbled" off the balancing disk 50 or the cover disk 54. The balancing speed and the type of balancing is matched to the natural frequency of the decoupling of the electric motor 16 by the elastic means 24. In particular, the balancing of the air pump according to the invention is prohibited in the speed range of the natural frequency of the decoupling means 24.
Ein Materialabtrag durch Abdampfen mittels eines hochintensiven Licht- bzw. Laserstrahls ist eine weitere mögliche Methode für das Setzen von Auswuchtmarken bei dem erfindungsgemäßen Verfahren. Desweiteren ist es auch möglich, Auswuchtmarken durch das Aufbringen vom Klebstoffpunkten, insbesondere an einem Lüfterrad bzw. derMaterial removal by evaporation using a high-intensity light or laser beam is another possible method for setting balancing marks in the method according to the invention. Furthermore, it is also possible to use balancing marks by applying adhesive points, in particular to a fan wheel or the like
Wuchtscheibe zu realisieren.To realize balancing disk.
Nach erfolgter Wuchtung wird das Pumpengehäuse 12 durch Montage der antriebsmotorseitigen und pumpenwerksseitigen Deckel 22 beziehungsweise 20 komplettiert. Bei der Montage des pumpenwerkseitigen Deckels 20 wird das Leitrad 40 axial und radial zwischen dem Gehäuseteil 14 und dem Deckel 20 fixiert, so dass dieses gegen Verdrehen gesichert ist. Beispielsweise kann das Leitrad 40 an seinem äußeren Umfang 58 in entsprechende Ausnehmungen 60 des zentralen Gehäuseteils 14 des Pumpengehäuses 12 bzw. in Ausnehmungen 62 des pumpenwerkseitigen Deckels 20 eingepasst und durch die Montage des Deckels 20 eingeklemmt werden. Zur Befestigung der das Pumpengehäuse 12 komplettierenden Deckel 20 beziehungsweise 22 stehen dem Fachmann eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Verfügung. Auszugsweise und keinesfalls abschließend seien hier das Verklammern, Verschrauben, Vernieten, Verkleben, Ultraschallschweißen bzw. Reibschweißen als mögliche Befestigungsmethoden erwähnt.After the balancing has taken place, the pump housing 12 is completed by mounting the covers 22 and 20 on the drive motor side and on the pump unit side, respectively. When the cover 20 on the pumping station is installed, the stator 40 is fixed axially and radially between the housing part 14 and the cover 20, so that it is secured against rotation. For example, the stator 40 can be fitted on its outer circumference 58 into corresponding recesses 60 of the central housing part 14 of the pump housing 12 or into recesses 62 of the cover 20 on the pumping unit side and can be clamped in by mounting the cover 20. A multitude of options are available to the person skilled in the art for fastening the covers 20 and 22 that complete the pump housing 12. Excerpts, and by no means conclusive, clamping, screwing, riveting, gluing, ultrasonic welding or friction welding should be mentioned as possible fastening methods.
Durch die Komplettgebläsewuchtung in zwei Ebenen bei bereits weitgehend montierter Luftpumpe ist eine deutliche Verbesserung der Laufruhe der erfindungsgemäßen Luftpumpe erzielbar. Insbesondere können die erst durch Kupplungseffekte des eingebauten Antriebsmotors verursachten Unwuchten, sowie die auf Grund der mechanischen Entkopplungs des Elektromotors durch die elastische Mittel auftretenden Vibrationen summarisch korrigiert werden, so dass die Exemplarstreuungen hinsichtlich Vibrationen und Laufgeräuschen in engen Grenzen gehalten werden können. Dies führt in vorteilhafter Weise dazu, dass die erfindungsgemäße Luftpumpe ohne aufwändige, Entkopplung für den Karosserieeinbau eingesetzt werden kann.Due to the complete fan balancing in two levels with the air pump already largely installed, a clear improvement in the smooth running of the air pump according to the invention can be achieved. In particular, the unbalance caused by the coupling effects of the built-in drive motor, as well as that due to the mechanical decoupling of the electric motor by the elastic means occurring vibrations are summarized corrected so that the specimen scatter with respect to vibrations and running noise can be kept within narrow limits. This advantageously leads to the air pump according to the invention being able to be used for bodywork installation without complex, decoupling.
Die erfindungsgemäße Luftpumpe ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausfuhrungsbeispiele beschränkt.The air pump according to the invention is not limited to the exemplary embodiments shown in the figures.
Insbesondere ist die erfindungsgemäße Luftpumpe nicht auf die Verwendung eines zweistufigen Pumpenwerkes beschränkt.In particular, the air pump according to the invention is not limited to the use of a two-stage pumping station.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer elektrisch angetriebenen Luftpumpe ist nicht beschränkt auf den mechanischen Massenabtrag am Lüfterrad bzw. der Wuchtscheibe. Neben dem Aufbringen von Wuchtmassen ist beispielsweise auch einThe method according to the invention for producing an electrically driven air pump is not limited to the mechanical mass removal on the fan wheel or the balancing disk. In addition to the application of balancing masses, there is also a
Abschmelzen von Material zur Verbesserung der Wuchtgüte, insbesondere ein optisch induziertes Abschmelzen, denkbar. Melting of material to improve the balance quality, in particular optically induced melting, is conceivable.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Herstellung einer elektrisch angetriebenen Luftpumpe (10), insbesondere ein Verfahren zur Herstellung einer Sekundärluftpumpe (10) für ein Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor, wobei die Luftpumpe (10) ein Gehäuse aufweist (12), in dem ein1. A method for producing an electrically driven air pump (10), in particular a method for producing a secondary air pump (10) for a motor vehicle with an internal combustion engine, the air pump (10) having a housing (12) in which a
Pumpenwerk (13) mit zumindest einem Lüfterrad (36,38) sowie ein das mindestens eine Lüfterrad (36,28) antreibender Elektromotor (16) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftpumpe (10) mit dem, in das Gehäuse (12) eingebauten Elektromotor (16) durch Wuchten in mindestens zwei, axial voneinander beabstandeten Ebenen (A,B) ausgewuchtet wird.Pump unit (13) with at least one fan wheel (36, 38) and an electric motor (16) driving the at least one fan wheel (36, 28) are arranged, characterized in that the air pump (10) with the into the housing (12) installed electric motor (16) is balanced by balancing in at least two axially spaced planes (A, B).
2. Verfahren zur Herstellung einer elektrisch angetriebenen Luftpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftpumpe (10) nach Montage des mindestens einen Lüfterrades (36,38) auf eine Welle (23) des Elektromotors (16), bei eingebautem Elektromotor (16), durch Wuchten an einem Lüfterad (36,38) und Wuchten an einer vom2. The method for producing an electrically driven air pump according to claim 1, characterized in that the air pump (10) after assembly of the at least one fan wheel (36, 38) on a shaft (23) of the electric motor (16), with an installed electric motor (16 ), by balancing on a fan wheel (36.38) and balancing on one of the
Lüfterrad (36,38) axial beabstandeten Wuchtscheibe (50) gewuchtet wird.Fan wheel (36,38) axially spaced balancing plate (50) is balanced.
3. Verfahren zur Herstellung einer elektrisch angetriebenen Luftpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftpumpe (10) durch Materialabtrag an mindestens einem Lüfterrad (36,38) und / oder Materialabtrag an der Wuchtscheibe (50) gewuchtet wird.3. The method for producing an electrically driven air pump according to claim 2, characterized in that the air pump (10) is balanced by material removal on at least one fan wheel (36, 38) and / or material removal on the balancing disk (50).
4. Verfahren zur Herstellung einer elektrisch angetriebenen Luftpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wuchtscheibe (50) auf der vom Pumpenwerk (13) abgewandten Seite der Welle (13) des Elektromotors (16) angebracht ist.4. A method for producing an electrically driven air pump according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the balancing plate (50) is mounted on the side of the shaft (13) of the electric motor (16) facing away from the pump unit (13).
5. Verfahren zur Herstellung einer elektrisch angetriebenen Luftpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (16) mittels elastischer Mittel (24) vom Pumpengehäuse (12) entkoppelt ist.5. A method for producing an electrically driven air pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electric motor (16) is decoupled from the pump housing (12) by means of elastic means (24).
6. Verfahren zur Herstellung einer elektrisch angetriebenen Luftpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wuchtdrehzahl und /oder die Art der Wuchtaufnahme beim Wuchten der Luftpumpe (10) auf die Eigenfrequenz der Entkopplungsmittel (24) abgestimmt ist. 6. The method for producing an electrically driven air pump according to claim 5, characterized in that the balancing speed and / or the type of balancing when balancing the air pump (10) is matched to the natural frequency of the decoupling means (24).
7. Verfahren zur Herstellung einer elektrisch angetriebenen Luftpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Auswuchtung der Luftpumpe (10) das Pumpengehäuse (12) durch einen lüfterradseitigen (20) und einen motorseitigen Deckel (22) verschlossen wird.7. A method for producing an electrically driven air pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that after the balancing of the air pump (10), the pump housing (12) is closed by a fan-side (20) and a motor-side cover (22).
8. Elektrisch angetriebene Luftpumpe (10), insbesondere eine Sekundärluftpumpe (10) für ein Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor, mit einem Gehäuse (12) und einem im Gehäuse (12) integrierten Elektromotor (16), der mittels elastischer Mittel (24) im Pumpengehäuse (12) abgestützt ist, sowie mit einem Pumpenwerk (13) mit mindestens einem auf einer8. Electrically driven air pump (10), in particular a secondary air pump (10) for a motor vehicle with an internal combustion engine, with a housing (12) and an electric motor (16) integrated in the housing (12), which by means of elastic means (24) in the pump housing ( 12) is supported, and with a pump unit (13) with at least one on one
Welle (23) des Antriebsmotors (16) befestigten Lüfterrad (36,38), dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des dem Pumpenwerk (13) abgewandten Endes der Antriebswelle (23) des Elektromotors (16) eine Wuchtscheibe (50) angeordnet ist.Fan wheel (36, 38) fastened to the shaft (23) of the drive motor (16), characterized in that a balancing disk (50) is arranged in the region of the end of the drive shaft (23) of the electric motor (16) facing away from the pump unit (13).
9. Elektrisch angetriebene Luftpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die9. Electrically driven air pump according to claim 8, characterized in that the
Wuchtscheibe (50) zumindest teilweise aus einem Metall besteht.Balancing disk (50) consists at least partially of a metal.
10. Elektrisch angetriebene Luftpumpe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wuchtscheibe (50) ausserhalb eines Motorgehäuses (17,30), auf der Welle (23) des Antriebsmotors (16) angeordnet ist.10. Electrically driven air pump according to claim 8 or 9, characterized in that the balancing disk (50) outside of a motor housing (17,30), on the shaft (23) of the drive motor (16) is arranged.
11. Elektrisch angetriebene Luftpumpe einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Wuchtscheibe (50) kleiner als der Durchmesser des Rotors (19) des Elektromotors (16) ist.11. Electrically driven air pump according to one of claims 8 to 10, characterized in that the diameter of the balancing disk (50) is smaller than the diameter of the rotor (19) of the electric motor (16).
12. Elektrisch angetriebene Luftpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Mittel (24) zur Abstützung des Elektromotors (16) das Pumpenwerk (13) der Luftpumpe (10) gegenüber dem Motorteil (15) abdichten.12. Electrically driven air pump according to one of the preceding claims 8 to 11, characterized in that the elastic means (24) for supporting the electric motor (16) seal the pump unit (13) of the air pump (10) against the motor part (15).
13. Elektrisch angetriebene Luftpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Mittel (24) zur Abstützung des Elektromotors (16) in Form zweier, axial voneinander beabstandeter Elastomerringe (26,28) ausgebildet sind. 13. Electrically driven air pump according to one of the preceding claims 8 to 12, characterized in that the elastic means (24) for supporting the electric motor (16) are designed in the form of two axially spaced apart elastomer rings (26, 28).
14. Elektrisch angetriebene Luftpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerringe (26,28) jeweils zwischen dem Polgehäuse (30) des Antriebsmotors (16) und dem Pumpengehäuse (12) der Luftpumpe (10) angeordnet sind.14. Electrically driven air pump according to claim 13, characterized in that the elastomer rings (26, 28) are each arranged between the pole housing (30) of the drive motor (16) and the pump housing (12) of the air pump (10).
15. Elektrisch angetriebene Luftpumpe nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerringe (26,28) an den Stirnseiten des Polgehäuses (30) des Antriebsmotors (16) angeordnet sind.15. Electrically driven air pump according to claim 13 or 14, characterized in that the elastomer rings (26, 28) are arranged on the end faces of the pole housing (30) of the drive motor (16).
16. Elektrisch angetriebene Luftpumpe nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerringe (26,28) als Axial-Radial-Stützringe ausgebildet sind.16. Electrically driven air pump according to one of claims 13 to 15, characterized in that the elastomer rings (26, 28) are designed as axial-radial support rings.
17. Elektrisch angetriebene Luftpumpe nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass am lüfterradseitigen Elastomerring (26) eine Dichtlippe (27) ausgebildet ist.17. Electrically driven air pump according to one of claims 13 to 16, characterized in that a sealing lip (27) is formed on the elastomer ring (26) on the fan wheel side.
18. Elektrisch angetriebene Luftpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an einem Elastomerring (26,28) Mittel zur Drehmomentabstützung des Antriebsmotors (16) ausgebildet sind.18. Electrically driven air pump according to one of the preceding claims 13 to 17, characterized in that means for torque support of the drive motor (16) are formed at least on an elastomer ring (26, 28).
19. Elektrisch angetriebene Luftpumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (12) einen lüfterradseitigen Deckel (20) und einen motorseitigen Deckel (22) aufweist. 19. Electrically driven air pump according to one of claims 8 to 18, characterized in that the pump housing (12) has a cover (20) on the fan wheel side and a cover (22) on the motor side.
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