EP1778981B1

EP1778981B1 - Anordnung zur förderung von fluiden

Info

Publication number: EP1778981B1
Application number: EP05778381A
Authority: EP
Inventors: Hansjörg BERROTH
Original assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 2004-10-07
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2025-09-02
Also published as: ES2315908T3; EP1778981A1; US7780422B2; US20080038126A1; DE502005005904D1; WO2006039965A1; ATE413532T1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Förderung von Fluiden. Als Fluide können flüssige und/oder gasförmige Medien gefördert werden.
Bei Computern werden heute Bauteile mit hohen Wärmestromdichten verwendet, z.B. 60 W/cm². Diese Bauteile müssen mit geeigneten Kühlanordnungen gekühlt werden, um eine thermische Zerstörung der Bauteile zu verhindern.
In derartigen Kühlanordnungen erfolgt die Ableitung der Wärme von diesen Bauteilen mittels sogenannter Wärmeaufnehmer oder Cold Plates. In diesen wird die Wärme zu einer Kühlflüssigkeit übertragen, welche gewöhnlich in einem Flüssigkeitskreislauf in Zwangsumlauf versetzt wird. Hierbei durchströmt die Kühlflüssigkeit nicht nur den Wärmeaufnehmer, sondern auch eine Flüssigkeitspumpe, welche den Zwangsumlauf bewirkt und einen adäquaten Druckaufbau sowie einen adäquaten Volumenstrom durch den Wärmeaufnehmer und einen zugeordneten Flüssigkeits-Luft-Wärmetauscher bewirkt. Der Flüssigkeits-Luft-Wärmetauscher dient dazu, die Wärme von der Kühlflüssigkeit an die Umgebungsluft abzugeben. Hierzu wird beim Flüssigkeits-Luft-Wärmetauscher gewöhnlich ein Lüfter angeordnet, welcher auf der Luftseite des Wärmetauschers eine erzwungene Konvektion der Kühlluft und gute Übertragungskoeffizienten bewirkt.
Ähnliche Vorrichtungen sind z.B. aus WO 2004/031588 A1 oder aus US 6 600 649 B1 bekannt.
Aufgrund des eingeschränkt verfügbaren Bauraums in Computern und der somit hohen Integrationsdichte von darin angeordneten Bauteilen, ist eine kompakte Bauweise bei derartigen Kühlanordnungen wünschenswert.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue Anordnung zur Förderung von Fluiden bereit zu stellen. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Schutzansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Schutzansprüche.
Insbesondere wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch eine Anordnung gemäß Anspruch 1 gelöst. Dementsprechend umfasst eine erfindungsgemäße Anordnung zur Förderung von Fluiden einen elektronisch kommutierten Außenläufermotor mit einem auf einem Statorträger angeordneten Stator und einem in einem Lagerrohr gelagerten Rotor, und eine Fluidpumpe mit einem Förderrad. Der Rotor des elektronisch kommutierten Außenläufermotors und das Förderrad der Fluidpumpe sind über eine Magnetkupplung derart magnetisch miteinander gekoppelt, dass eine Drehung des Rotors eine Drehung des Förderrades bewirkt. Diese Magnetkupplung wird durch einen mit dem Rotor verbundenen ersten Dauermagneten in Zusammenwirkung mit einem mit dem Förderrad verbundenen zweiten Dauermagneten gebildet. Hierbei ist zumindest der erste Dauermagnet in einem Zwischenraum zwischen dem Statorträger und dem Lagerrohr angeordnet und von dem zweiten Dauermagneten durch eine flüssigkeitsdichte aber magnetisch transparente Trennwand getrennt.
Man erhält so eine sehr kompakte Anordnung mit hohem Integrationsgrad und gutem Wirkungsgrad, insbesondere bei unteren und mittleren Drehzahlen, wobei die Platzierung des ersten Dauermagneten in dem Zwischenraum zwischen dem Statorträger und dem Lagerrohr die Realisierung einer niedrigen Bauhöhe ermöglicht.
Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung ist Gegenstand des Anspruchs 2. Dementsprechend kann der zweite Dauermagnet ebenfalls in dem Zwischenraum zwischen dem Statorträger und dem Lagerrohr angeordnet sein. Dies ermöglicht eine weitere Reduzierung der Bauhöhe und eine Erhöhung der Integrität der Einheit von Außenläufermotor, Magnetkupplung und Fluidpumpe.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung ist Gegenstand des Anspruchs 10. Dementsprechend können das Lagerrohr, die Trennwand und der Stätorträger als einstückiges, im Querschnitt mäanderförmiges Teil ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine Minimierung der Teilezahl und somit eine vereinfachte Montage der Anordnung.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen. Es zeigt:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch eine erste bevorzugte Ausführungsform einer Anordnung zur Förderung von Fluiden gemäß der Erfindung,
Fig. 2: eine Explosionsdarstellung der Anordnung gemäß Fig. 1,
Fig. 3: eine Schnittansicht einer raumbildlichen Darstellung von einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer Anordnung zur Förderung von Fluiden gemäß der Erfindung,
Fig. 4: einen Längsschnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 3, und
Fig. 5: eine Explosionsdarstellung der Anordnung gemäß Fig. 3.

In der nachfolgenden Beschreibung beziehen sich die Begriffe links, rechts, oben und unten auf die jeweilige Zeichnungsfigur und können in Abhängigkeit von einer jeweils gewählten Ausrichtung (Hochformat oder Querformat) von einer Zeichnungsfigur zur nächsten variieren. Gleiche oder gleich wirkende Teile werden in den verschiedenen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und gewöhnlich nur einmal beschrieben.
Fig. 1 zeigt in vergrößerter Schnittdarstellung eine erste Ausführungsform einer Anordnung mit einer Fluidpumpe 84, welche beispielhaft als Kreiselpumpe dargestellt ist, und einem elektronisch kommutierten Außenläufermotor 20. Dieser hat einen Innenstator 22 von konventioneller Bauweise, wie er beispielhaft in Fig. 2 dargestellt ist, z.B. einen Stator mit ausgeprägten Polen oder einen Klauenpolstator, und dieser ist durch einen im Wesentlichen zylindrischen Luftspalt 24 von einem permanentmagnetischen Außenrotor 26 getrennt. Im Betrieb dreht sich der Außenrotor 26 um den Innenstator 22, weshalb man solche Motoren 20 als Außenläufermotoren bezeichnet.
Der Innenstator 22 ist auf einem ringförmigen Statorträger 34 befestigt, gewöhnlich durch Aufpressen. Die Form des Statorträgers 34 ist aus Fig. 2 besonders klar ersichtlich. Unterhalb des Innenstators 22 befindet sich in Fig. 1 eine Leiterplatte 32. Auf dieser befinden sich z.B. (hier nicht dargestellte) elektronische Bauteile, welche zur elektronischen Kommutierung des Motors 20 benötigt werden. Ferner ist ein Rotorstellungssensor 38 auf der Leiterplatte 32 angeordnet, welcher von dem Rotormagneten 36 des Außenrotors 26 gesteuert wird. Dieser Rotormagnet 36 ist als Permanentmagnetring ausgebildet und weist bevorzugt kunststoffgebundenes Magnetmaterial auf. Ferner ist der Rotormagnet 36 radial magnetisiert und vorzugsweise achtpolig ausgebildet. Seine Magnetisierung, also die Verteilung seiner magnetischen Flussdichte, kann z.B. rechteckförmig oder trapezförmig sein. Der Rotorstellungssensor 38 wird von einem Streufeld des Rotormagneten 36 gesteuert, was eine berührungslose Erfassung der Stellung des Außenrotors 26 ermöglicht.
Der Außenrotor 26 hat eine Bauweise mit einer sogenannten Rotorglocke 40, welche in Fig. 1 beispielhaft als tiefgezogenes, becherförmiges Blechteil dargestellt ist und z.B. aus einem weichferromagnetischen Werkstoff ausgebildet ist. Der Rotormagnet 36 ist in dieser Rotorglocke 40 befestigt, so dass letztere einen magnetischen Rückschluss für den Rotormagneten 36 bildet.
An der Außenseite der Rotorglocke 40 sind beispielhaft Lüfterflügel 64 dargestellt. Bevorzugterweise ist die Rotorglocke 40 hierzu von einem (nicht dargestellten) Kunststoffteil umgeben, vgl. Fig. 5, an welchem diese Lüfterflügel 64 durch Kunststoff-Spritzguss in der dargestellten Weise ausgebildet sind. Die Lüfterflügel 64 drehen sich im Betrieb in einer Ausnehmung eines Lüftergehäuses. Ein entsprechendes Lüftergehäuse wird weiter unten bei Fig. 3 erläutert.
In der Rotorglocke 40 ist eine Welle 46 in der dargestellten Weise befestigt. Die Welle 46 ist in zwei Kugellagern 48, 50 gelagert, welche z.B. bei der Montage in Fig. 1 zusammen mit der Welle 46 von oben in ein Lagerrohr 30 eingepresst werden. Die Kugellager 48, 50 können in dem Lagerrohr durch geeignete Halteelemente gehalten werden, z.B. ein Rastglied. In den in das Lagerrohr 30 eingepressten Kugellagern 48, 50 kann die Welle 46 ebenfalls durch geeignete Halteelemente gehalten werden, z.B. durch einen Sprengring.
Die Montage der Welle 46 mit den Kugellagern 48, 50 in dem Lagerrohr 30 ist aus Fig. 2 besonders klar ersichtlich. Naturgemäß kann diese Montage auf viele Arten erfolgen und ist somit nicht auf eine bestimmte Montageart beschränkt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die beschriebene Montageart bei Fig. 1 ermöglicht, die Welle 46 des Außenrotors 26 samt den fertig vormontierten Kugellagern 48, 50 von oben her im Lagerrohr 30 zu montieren, so dass das in Fig. 1 unten dargestellte Ende 60 der Innenausnehmung des Lagerrohrs 30 flüssigkeitsdicht verschlossen sein kann, vgl. hierzu Fig. 2.
Zwischen dem Lagerrohr 30 und dem Statorträger 34 ist ein Zwischenraum ausgebildet, in welchem ein sogenannter Antriebsmagnet 67 angeordnet ist. Dieser Antriebsmagnet 67 dient als Antrieb in einer Magnetkupplung und ist in Fig. 1 und 2 ringförmig ausgebildet und mit der Rotorglocke 40 fest verbunden. Bevorzugterweise weist der Antriebsmagnet 67 kunststoffgebundenes Magnetmaterial auf, z.B. Kunststoffmaterial mit eingebetteten Partikeln aus Hartferriten, und wird durch Kunststoffspritzen hergestellt. Ein derart hergestellter Permanentmagnet wird auch als kunststoffgebundener Ferritmagnet bezeichnet und kann auch zur Ausbildung des Rotormagneten 36 verwendet werden. Hierbei kann der Rotormagnet 36 durch das Kunststoffspritzen an der Rotorglocke 40 befestigt werden. Alternativ könnte als Rotormagnet 36 auch ein Hartferrit-Magnetring separat an der Rotorglocke 40 befestigt werden, z.B. durch Kleben oder Aufpressen, oder man könnte Einzelmagnete aus seltenen Erden verwenden, z.B. aus Neodym.
In Fig. 1 ist der Antriebsmagnet 67 durch eine ringförmige Trennwand 82 von einem sogenannten Mitnahmemagneten 92 getrennt, welcher im Betrieb der Magnetkupplung bei Drehung des Antriebsmagneten 67 sozusagen "mitgenommen" wird und im Querschnitt parallel zu dem Antriebsmagneten 67 angeordnet ist. Diese Trennwand 82 ist bevorzugterweise flüssigkeitsdicht aber magnetisch transparent ausgebildet, z.B. aus Kunststoff. Wie dargestellt ist das obere Ende der ringförmigen Trennwand 82 über einen ringförmigen Steg 80 mit dem oberen Ende des Lagerrohres 30 flüssigkeitsdicht verbunden. Ferner ist das untere Ende der Trennwand 82 über einen ringförmigen Steg 74 flüssigkeitsdicht mit dem unteren Ende des ringförmigen Statorträgers 34 verbunden. Die ringförmigen Stege 80 und 74 verlaufen jeweils senkrecht zur Drehachse des Außenrotors 26. Somit bilden das Lagerrohr 30, der Steg 80, die Trennwand 82, der Steg 74 und der Statorträger 82 ein im Querschnitt mäanderförmiges Teil, welches im Bereich des Mitnahmemagneten 92 als Spalttopf ausgebildet ist. Dieser Spalttopf ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einstückig ausgebildet und z.B. aus Kunststoff hergestellt.
Der Spalttopf geht über die äußere Peripherie des ringförmigen Stegs 74 in einen zylindrischen Abschnitt 94 über, welcher, wie dargestellt, zur Befestigung eines Deckels 88 dient, um mit diesem ein flüssigkeitsdichtes Pumpengehäuse 86 zu bilden. Der Deckel 88 kann z.B. mittels einer (nicht dargestellten) Schraubenbefestigung, eines (nicht dargestellten) Dichtrings, oder durch Laserschweißen an dem zylindrischen Abschnitt 94 befestigt werden. Am Deckel 88 ist ein Einlass 96 vorgesehen, über welchen ein Fluid in das Pumpengehäuse 86 gelangen kann, welches über einen schematisch dargestellten Auslass 98 aus dem Pumpengehäuse 86 austreten kann.
Im Innenraum des Pumpengehäuses 86 ist zur Ausbildung der Fluidpumpe 84 ein Förderrad 90 vorgesehen. In Fig. 1 ist das Förderrad 90 auf einer Pumpenwelle 106 angeordnet, welche in axialer Verlängerung zu der Welle 46 des Außenrotors 26 ausgebildet ist. Beide Wellen sind durch das flüssigkeitsdicht verschlossene Ende 60 der Innenausnehmung des Lagerrohrs 30 flüssigkeitsdicht voneinander getrennt.
Die Pumpenwelle 106 bildet eine feststehende Achse, auf welcher das Förderrad 90 in Fig. 1 in einer Kreisellagerung 108 relativ zu der Achse drehbar gelagert ist. Die Kreisellagerung 108 wird bevorzugt durch so genannte Hybridlager realisiert. Diese Hybridlager haben Kugeln aus Keramik und Lagerungen aus einer korrosionsresistenten Edelstahllegierung. Sie werden z.B. von der Firma GRW hergestellt und werden besonders für Blutpumpen und Dentalbohrer verwendet. Mit solchen Lagern erhält man die gewünschten Lebensdauern auch in ungewöhnlichen Fluiden.
Alternativ zu der feststehenden Achse kann man für die Lagerung des Förderrads 90 eine rotierende Welle vorsehen, welche genauso wie die Welle 46 des Außenrotors 26 in einem (nicht dargestellten) Lagerrohr gelagert wird, welches dann ebenso wie das Lagerrohr 30 einstückig mit dem Spalttopf ausgebildet wird und von diesem nach unten ragt, also spiegelbildlich zum Lagerrohr 30.
Das Förderrad 90 ist bevorzugt einstückig mit dem Mitnahmemagneten 92 ausgebildet, welcher durch Zusammenwirkung mit dem Antriebsmagneten 67 die Magnetkupplung bildet, d.h. wenn sich der Antriebsmagnet 67 dreht, dreht sich auch der Mitnahmemagnet 92 und treibt dadurch das Förderrad 90 an, wodurch dieses ein Fluid über den Einlass 96 ansaugt und über den Auslass 98 wieder nach außen pumpt, wie durch Pfeile angedeutet ist. Als Fluide können flüssige Medien, z.B. Kühlflüssigkeiten, und/oder gasförmige Medien Anwendung finden. Des Weiteren kann anstelle einer Kreiselpumpe jede beliebige andere Strömungsmaschine vorgesehen werden, z.B. ein Kompressor für ein Kältemittel.
In Fig. 1 wird die Magnetkupplung durch eine Kopplung der radialen Magnetfelder des Antriebsmagneten 67 und des Mitnahmemagneten 92 gebildet. Deshalb wird diese Magnetkupplung im Folgenden zur Verdeutlichung als radiale Magnetkupplung bezeichnet.
Fig. 2 zeigt eine Explosionsdarstellung der Anordnung aus Fig. 1, in welcher der Deckel 88 des Pumpengehäuses 86 nicht dargestellt ist. Aus Fig. 2 ist insbesondere die einstückige, im Querschnitt mäanderförmige Ausbildung des Lagerrohrs 30, des Stegs 80, der Trennwand 82, des Stegs 74 und des Statorträgers 34 klar ersichtlich. Des Weiteren wird in Fig. 2 die Bauweise des Innenstators 22 und die einstückige Ausbildung des Förderrads 90 mit dem Mitnahmemagnet 92 verdeutlicht.
Fig. 3 zeigt in vergrößerter raumbildlicher Schnittdarstellung eine zweite Ausführungsform der Anordnung zur Förderung von Fluiden mit der Fluidpumpe 84 und dem elektronisch kommutierten Außenläufermotor 20, welche sich geringfügig von Fig. 1 unterscheidet. Diese Anordnung ist beispielhaft in einer Ausnehmung 66 eines Lüftergehäuses 68 befestigt, in welcher sich im Betrieb die Lüfterflügel 64 des elektronisch kommutierten Außenläufermotors 20 drehen, vgl. Fig. 4 und 5. Das Lüftergehäuse 68 hat z.B. die übliche quadratische Form eines Gerätelüfters und hat in seinen Ecken jeweils eine Befestigungsbohrung 70.
Im Gegensatz zu Fig. 1 ist in Fig. 3 die Rotorglocke 40 wie dargestellt von einem Kunststoffteil 63 umgeben, an welchem die Lüfterflügel 64 durch Kunststoff-Spritzguss in der dargestellten Weise ausgebildet sind. Ferner ist die Trennwand 82 nicht zwischen dem Lagerrohr 30 und dem Statorträger 34 angeordnet, sondern an deren unteren Enden. Somit ist der Mitnahmemagnet 92 im Querschnitt nicht parallel zu dem Antriebsmagneten 67 angeordnet, sondern vielmehr in axialer Verlängerung zu diesem.
Wie aus Fig. 5 besonders klar ersichtlich ist, bildet die Trennwand 82 in der zweiten Ausführungsform einen ringförmigen Steg zwischen dem unteren Ende des Lagerrohrs 30 und dem unteren Ende des Statorträgers 34, welche durch die Trennwand 82 flüssigkeitsdicht miteinander verbunden sind und im Bereich des Mitnahmemagneten 92 einen Spalttopf ausbilden. Dieser Spalttopf ist bevorzugt einstückig und z.B. aus Kunststoff hergestellt, und geht über die äußere Peripherie der ringförmig ausgebildeten Trennwand 82 in den zylindrischen Abschnitt 94 über, welcher wiederum zur Befestigung des Deckels 88 dient. Der zylindrische Abschnitt 94 ist in Fig. 3 beispielhaft in Stromlinienform als strömungsgünstige Rinne dargestellt.
Durch die Anordnung des Mitnahmemagneten 92 in axialer Verlängerung zu dem Antriebsmagneten 67 wird die Magnetkupplung durch eine Kopplung der axialen Magnetfelder dieser Permanentmagneten gebildet. Deshalb wird diese Magnetkupplung im Folgenden zur Verdeutlichung als axiale Magnetkupplung bezeichnet. Um eine störungsfreie Funktionalität dieser axialen Magnetkupplung zu gewährleisten, wird bevorzugt für den Mitnahmemagneten 92 ein Permanentmagnet mit einem starken axialen Magnetfeld verwendet, z.B. ein Seltene-Erde-Magnet.
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch die Anordnung aus Fig. 3, in welchem die Ausbildung des Außenrotors 26 mit der Rotorglocke 40 und dem Rotormagnet 36 klar ersichtlich ist.
Fig. 5 zeigt eine Explosionsdarstellung der Anordnung aus Fig. 5, in welcher insbesondere die einstückige Ausbildung des Spalttopfs sowie die strömungsgünstige Ausgestaltung des zylindrischen Abschnitts 94 ersichtlich ist.

Arbeitsweise

Im Betrieb bildet der Außenläufermotor 20 mit dem Außenrotor 26 einen Lüfter, dessen Lüfterflügel 64 sich im Lüftergehäuse 68 drehen. In den Fig. 1 bis 5 ist dieser Lüfter beispielhaft als Axiallüfter dargestellt, welcher bei Drehung der Lüfterflügel 64 in bekannter Weise einen axialen Luftstrom erzeugt. Alternativ kann der Lüfter z.B. auch als Diagonallüfter oder Radiallüfter ausgebildet werden. Die verwendete Lüfterbauweise hängt hierbei von den jeweiligen gestellten Anforderungen ab.
Bei der Drehung des Außenrotors 26 wird auch der Antriebsmagnet 67 gedreht, welcher z.B. sechs- oder achtpolig magnetisiert sein kann. Der Antriebsmagnet 67 treibt den Mitnahmemagneten 92 an, welcher in diesem Fall ebenfalls sechs- oder achtpolig magnetisiert ist, und nimmt diesen bei der Drehung mit. Dreht sich der Antriebsmagnet 67 z.B. gegen den Uhrzeigersinn, so wird durch die Magnetkupplung folglich auch der Mitnahmemagnet 92 mit der gleichen Geschwindigkeit gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Anordnung arbeitet somit nach dem Prinzip eines Synchronmotors. Alternativ ist auch ein Betrieb mit Schlupf möglich.
Durch die erzwungene Drehung des Mitnahmemagneten 92 wird auch das Förderrad 90 gedreht, so dass dieses ein entsprechendes Fluid durch den Einlass 96 ansaugt und durch den Auslass 98 wieder nach außen pumpt. Eine solche Anordnung kann z.B. verwendet werden, um in einem Springbrunnen Wasser anzusaugen und nach außen zu pumpen, oder um in einer Herz-Lungen-Maschine Blut zu pumpen, oder um in einem geschlossenen Kühlkreislauf eine Kühlflüssigkeit zu transportieren, wobei das Förderrad 90 dann die Funktion einer Umwälzpumpe hat.
Da der Deckel 88 flüssigkeitsdicht mit dem zylindrischen Abschnitt 94 verbunden ist, z.B. durch Laserschweißen, kann aus dem Pumpengehäuse 86 bei Förderung einer Flüssigkeit diese nicht nach außen entweichen. Dazu trägt bei, dass der Abschnitt 94 frei von Durchbrechungen jeder Art ist. Dies ist deshalb möglich, weil der elektronisch kommutierte Außenläufermotor 20 und die Fluidpumpe 84 erfindungsgemäß unabhängig voneinander und auf eine sehr einfache und prozesssichere Art und Weise montiert werden können, vgl. Fig. 2 und 5. Z.B. ist es bei der Montage des elektronisch kommutierten Außenläufermotors 20 nicht notwendig, zum Ende 60 der Innenausnehmung des Lagerrohrs 30 Zugriff zu haben, oder auf diejenige Seite des Spalttopfs, an welcher die Fluidpumpe 84 ausgebildet wird. Insbesondere kann vor der Montage des Außenrotors 26 der gesamte übrige Teil der Anordnung fertig montiert werden. Ebenso kann das Förderrad 90 der Fluidpumpe 84 mit seiner Kreisellagerung 108 von unten auf der feststehenden Pumpenwelle 106 montiert werden, bevor der Deckel 88 befestigt wird.
Durch den geringen räumlichen Abstand zwischen dem Antriebsmagnet 67 und dem Mitnahmemagnet 92 in den Fig. 1 bis 5 wird erfindungsgemäß eine starke Magnetkupplung gebildet und ein guter Wirkungsgrad der Anordnung erreicht, insbesondere bei niedrigen und mittleren Drehzahlen. Ferner ermöglicht dieser geringe Abstand es, den Mitnahmemagneten 92 durch einen Permanentmagneten mit einem kleinen Durchmesser zu realisieren. Dies ist deshalb wichtig, da sich der Mitnahmemagnet 92 im Fluid dreht und folglich bei einem kleinen Durchmesser des Mitnahmemagneten 92 niedrige Reibungsverluste in diesem Fluid entstehen. Dies trägt zu dem guten Wirkungsgrad der Anordnung bei. Ferner werden erfindungsgemäß eine niedrige Bauhöhe und ein hoher Integrationsgrad erreicht.
Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfache Abwandlungen und Modifikationen möglich.

Claims

Anordnung zur Förderung von Fluiden, welche aufweist:
Einen elektronisch kommutierten Außenläufermotot (20) mit einem

Rotor (26) und einem Stator (22);

einen Statorträger (34), auf welchem der Stator (22) angeordnet ist;

ein Lagerrohrs (30), in weichem der Rotor (26) relativ zum Stator (22) drehbar gelagert ist und welches zumindest teilweise radial innerhalb des Statorträgers (34) angeordnet und von diesem durch einen ringförmigen Zwischenraum getrennt ist;

einen mit dem Rotor (26) verbundenen ersten Dauermagneten (67), welcher in den ringförmigen Zwischenraum ragt;

eine Fluidpumpe (84) mit einem innerhalb eines Pumpengehäuses (86). drehbar angeordneten Förderrad (90), welches mit einem zweiten Dauermagneten (9) verbundene ist;

eine flüssigkeitsdichte, aber magnetisch transparente Trennwand (82), welche zwischen dem ersten Dauermagneten (67) und dem zweiten Dauermagneten (92) angeordnet ist;
wobei der erste Dauermagnet (67) durch Zusammenwirken mit dem zweiten Dauermagneten (92) eine Magnetkupplung für die Fluidpumpe (84) bildet, welche bei Drehung des Rotors (26) eine Drehung des Förderrads (90) der Fluidpumpe (84) bewirkt.
Anordnung nach Anspruch 1, bei welcher der erste Dauermagnet (67) zwischen dem Lagerrohr (30) und der Trennwand (82) angeordnet ist, und der zweite Dauermagnet (92) zwischen der Trennwand und dem Statorträger (34) angeordnet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der erste Dauermagnet (67) und der zweite Dauermagnet (92) ringförmig sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der erste Dauermagnet (67) kunststoffgebundenes Magnetmaterial oder in Kunststoff eingebettete Dauermagnete aufweist.
Anordnung nach Anspruch 4, bei welcher der erste Dauermagnet (67) durch Kunststoffspritzen hergestellt ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Lagerrohr (30), die Trennwand (82) und der Statorträgers (34) aus magnetisch transparentem Werkstoff hergestellt sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher ein Ende des Lagerrohrs (30) über einen ringförmigen Steg (80) flüssigkeitsdicht mit einem Ende der Trennwand (82) verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 7, bei welcher das Pumpengehäuse (86) flüssigkeitsdicht mit dem anderen Ende des Lagerrohrs (30) und dem anderen Ende der Trennwand (82) verbunden ist, und im Bereich des zweiten Dauermagneten (92) als Spalttopf ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 8, bei welcher der Spalttopf aus einem magnetisch transparenten Werkstoff, insbesondere aus einem Kunststoff, hergestellt ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Lagerrohr (30), die Trennwand (82) und der Statorträger (34) als einstückiges Teil, insbesondere als im Querschnitt mäanderförmiges Teil, hergestellt sind, in welchem ein Ende des Lagerrohrs mit einem Ende der Trennwand verbunden ist und das andere Ende der Trennwand mit einem Ende des Statorträgers verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 10, bei welcher das einstückige Teil aus einem magnetisch transparenten Werkstoff hergestellt ist.
Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, bei welcher das Pumpengehäuse (86) flüssigkeitsdicht mit dem anderen Ende des Lagerrohrs (30) und dem anderen Ende der Trennwand (82) verbunden ist, und im Bereich des zweiten Dauermagneten (92) als Spalttopf ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 12, bei welcher das eine Ende des Statorträgers (34) fest mit dem Spalttopf verbunden ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der elektronisch kommutierte Außenläufermotor (20) eine Rotorglocke (40) aufweist, innerhalb welcher ein Rotormagnet (36) und der erste Dauermagnet (67) angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 14, bei welcher an der Rotorglocke (40) Lüfterflügel (64) angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 14 oder 15, bei welcher der Rotormagnet (36) kunstoffgebundenes Magnetmaterial oder dgl. aufweist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei welcher der Rotormagnet (36) mehpolig und insbesondere achtpolig ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Anprüche, bei welcher das Förderrad (90) der Fluidpumpe mit einer in dem Pumpengehäuse angeordneten, feststehenden Pumpenwelle (106) verbunden ist, und im Betrieb um diese Pumpenwelle rotiert.
Anordnung nach Anspruch 18, bei welcher die Pumpenwelle (106) in axialer Verlängerung zu einer mit dem Rotor (26) verbundenen Welle (46) angeordnet ist, welche in dem Lagerrohr (30) drehbar gelagert ist, wobei die beiden Wellen flüssigkeitsdicht voneinander getrennt sind.