EP1945955A1 - Fluidpumpe - Google Patents

Fluidpumpe

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EP1945955A1
EP1945955A1 EP06806140A EP06806140A EP1945955A1 EP 1945955 A1 EP1945955 A1 EP 1945955A1 EP 06806140 A EP06806140 A EP 06806140A EP 06806140 A EP06806140 A EP 06806140A EP 1945955 A1 EP1945955 A1 EP 1945955A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing part
pressure
pump
motor housing
internal combustion
Prior art date
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Application number
EP06806140A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP1945955B1 (de
Inventor
Albert Genster
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.)
Pierburg GmbH
Original Assignee
Pierburg GmbH
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Publication date
Application filed by Pierburg GmbH filed Critical Pierburg GmbH
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Application granted granted Critical
Publication of EP1945955B1 publication Critical patent/EP1945955B1/de
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    • 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
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/548—Specially adapted for liquid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D1/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D1/04—Helico-centrifugal pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0606—Canned motor pumps
    • F04D13/0626—Details of the can

Definitions

  • the invention relates to a fluid pump for internal combustion engines with an electric motor having a rotor arranged in a motor housing and a stator, wherein the rotor is at least rotationally fixed on a drive shaft, an impeller which is mounted on the drive shaft, at least one stator, which is arranged in the flow direction of the fluid to be conveyed behind the impeller, and a pump housing, which surrounds the motor housing, the impeller and the stator and on which at the axial ends opposite a discharge nozzle and a suction nozzle are formed.
  • Fluid pumps for internal combustion engines are used in particular as coolant pumps in the cooling circuit. Whereas in the past there was a direct coupling to the engine speed and the pumps were driven by belt drives or chain drives, in newer engines variable speed electric coolant pumps with split tubes are increasingly used to realize a modern heat management. An abundance in the flow rate can thus be prevented, so that, for example, a faster heating of the internal combustion engine after the cold start is possible.
  • the flow rate can be regulated according to the actually required cooling capacity.
  • Such a pump is known for example from MTZ no.11 Jg.2005 (S. 872-877).
  • This electric coolant pump comprises an EC motor as a drive unit and has a pump head with axial inlet and tangential outlet.
  • the components used here and in particular housing parts are relatively large for the power consumption of the pump, since a relatively large drive motor must be used.
  • an electric fluid pump is disclosed in Halbaxialbauweise, with the same power consumption of the electric motor, this can be made smaller to achieve higher speeds, so that with smaller size equal flow rates can be achieved. It has a completely encapsulated electric motor, on whose outer side a stator is formed. In the flow direction behind the stator, however, obstacles to carry out the electrical contact with the electronics unit arise.
  • the pump housing is made in two parts and has different gradations and through holes for the electrical contact. Depending on the desired maximum flow rate different electric motors and housings have to be designed.
  • a pressure-side motor housing part has a Nachleitapparat.
  • this Nachleitapparat almost complete freedom from twist can be achieved, so that the kinetic energy of the Tangentialkom- component of the flow velocity is converted with little friction losses in pressure energy. This increases the efficiency of the fluid pump. To achieve an equal flow rate, the size of the electric motor can thus be reduced.
  • the Nachleitapparat is formed by return vanes, which are manufactured in one piece with the pressure-side motor housing part and formed on the surface, whereby no additional components are required and the freedom from twist is ensured with low energy losses. The return vanes serve to convert the tangential flow component into an axial flow component without higher pressure losses. The efficiency is increased and components saved.
  • the pressure-side motor housing part is narrowing in the flow direction and surrounded by a correspondingly shaped pressure-side pump housing part.
  • the return vanes are limited at their radial ends by the pump housing, so that an overflow of the blades is reliably prevented.
  • grooves are formed in the pressure-side pump housing part into which the radial ends of the return vanes extend. This in turn reduces the flow resistance by preventing the blades from overflowing, and fixes the position of the motor housing part to the pump housing part, again avoiding assembly errors, since the grooves serve as guide grooves during assembly.
  • the pressure-side motor housing part by sliding the pressure-side pump housing part on the pressure side motor housing part with the interposition of a seal in a receiving opening of an axially adjoining motor housing part displaceable, wherein fastening the pressure-side pump housing part to a axially adjacent motor housing part radially outboard pump housing part pressure-side motor housing part is fixed.
  • Fasteners must not be used accordingly for the attachment of the pressure-side motor housing part. Alone by the attachment of the pump housing, a tight attachment of the motor housing is guaranteed, so that the assembly cost decreases.
  • the pressure-side pump housing part has a flange, via which the fluid pump can be fastened to an internal combustion engine. It is produced by the simplicity of the pump housing parts of the discharge nozzle in one piece with the flange, so that the fluid pump can be flanged without additional intermediate lines idrekt, for example, to a motor housing.
  • a plurality of fluid pumps are connected in series via a flange connection, wherein the flanges are formed on the pressure-side pump housing part of the first and on a suction-side pump housing part of a downstream pump.
  • a series connection without additional components to achieve a higher required maximum volume flow. This is possible in particular by the swirl freedom in the outlet through the Nachleitapparat.
  • the figure shows a side view of a fluid pump according to the invention in a sectional view.
  • the fluid pump shown in the figure which is suitable in particular as a coolant pump in internal combustion engines, is driven by an electronically commutated electric motor 1, which consists of a stator 2 and one on a drive shaft 3 arranged rotor 4 consists.
  • an impeller 5 is arranged, which is designed in a semi-axial design and by the rotation of the fluid to be delivered, in particular a coolant from a suction nozzle 6 is conveyed substantially axially through the fluid pump to a discharge nozzle 7.
  • the electric motor 1 is arranged in a motor housing which consists of a first suction-side motor housing part 8 and a second pressure-side motor housing part 9.
  • the suction-side motor housing part 8 Through the suction-side motor housing part 8, the drive shaft 3 leads leads, on which the impeller 5 is arranged.
  • the suction-side motor housing part 8 has a bore 10, in which a first bearing 11 for supporting the drive shaft 3 is arranged.
  • the spacer serves to extend the distance of the first bearing 11 to a second bearing 15, whereby an angular error in the manufacture of the bore 10 for receiving the bearing can be better compensated.
  • a rotor laminated core 16 is arranged on the shaft, which has slits extending in the axial direction for receiving magnets 17, which correspond in a known manner to a stator winding 18.
  • the rotor 4 is bounded axially and radially by a capsule 19.
  • the stator winding 18 is wound on an insulating body 20 and delimits axially in a known manner a laminated stator core 21.
  • This laminated stator core 21 is connected in a form-fitting manner with a return plate 22 for closing the magnetic circuit.
  • This return plate 22 abuts against a stop 23, which is formed on an inner surface of the first suction-side motor housing part 8.
  • the rotor 4 is separated from the stator 2 by a split tube 24, which rests on the suction side of the pump in a corresponding receiving opening 25 of the suction-side motor housing part 8 and the opposite axial end is in turn arranged in a corresponding receiving opening 26 of the pressure-side motor housing part 9.
  • the stator 2 with its sensitive winding 18 is thus located in a NEM through the two motor housing parts 8 and 9 and the split tube 24 separated dry space.
  • a closure member 27 is arranged, in which the second bearing 15 is arranged for mounting the drive shaft 3. Axially, this closure member 27 is secured by the pressure-side motor housing part 9, which is arranged with the interposition of a seal 28 in a receiving opening 29 of the suction-side motor housing part 8.
  • the support ribs 31 are shaped such that they also serve as a stator, so that no additional stator immediately behind the impeller 5 is necessary. This allows a simple one-piece production of the suction-side motor housing 8 with the support ribs and a cylindrical radially outer pump housing part 32. This pump housing part 32 surrounds the radially inner motor housing part 8 and the entire electric motor. 1
  • the suction side in the flow direction expanding pump housing part 33 comprises the suction nozzle 6 which is designed as a cylindrical portion 35 and an adjoining widening portion 36.
  • the semi-axial impeller 5 of the fluid pump is arranged in the transition region 37 between the first portion 35th and the second portion 36.
  • the expanding section 36 is followed by another short cylindrical section 38 of larger diameter, in order to achieve a clean transition to the cylindrical pump housing part 32.
  • grooves 39 are formed in the identical pump housing parts 33, 34, into which radial ends 40 of return vanes 41 engage.
  • These return blades 41 serve as a Nachleitapparat 42 by means of which behind the discharge nozzle 7 a completely twist-free flow is achieved.
  • This Nachleitapparat 42 is formed on a surface 43 of the pressure-side motor housing part 9 and is therefore necessary that the serving as a stator support ribs 31 are made relatively short and in this area of the fluid pump complete swirl reduction is not achieved in the rule.
  • the pressure-side motor housing part 9 can be produced in plastic, while the suction-side motor housing part can be made as far as possible in aluminum and is therefore more expensive. An embodiment of the stator in this area would require a relatively expensive manufacturing process, while the Nachleitapparat the plastic housing part 9 is simple and inexpensive to manufacture.
  • the position of the pressure-side pump housing part 34 to the pressure-side motor housing part 9 is determined by the grooves 39.
  • the pressure-side pump housing part 34 via the return vanes 40, the motor housing part 9 against the motor housing part 8 and into the receiving openings 29 of the motor housing part 8. Furthermore, this is the Motor housing part 9 pressed against the closure member 27 and the can 24, so that an additional attachment of the two motor housing parts 8, 9 is not necessary.
  • the fluid to be delivered in particular the coolant
  • the impeller 5 which consists of a plurality of impeller blades 44
  • a part of the fluid flows behind the impeller 5 through holes 45 which are formed in the suction-side motor housing part 8.
  • a further part of the fluid also flows behind the impeller 5 as far as the drive shaft 3 and here between the first bearing 11 and the drive shaft 3, so that the existing slide bearing is adequately lubricated.
  • coolant is in the rotor chamber, which in turn is continued between the drive shaft 3 and the second bearing 15 and by non-visible holes in the closure member 27 in a space 46 behind it.
  • This space 46 is connected via a further bore 47, which runs axially through the pressure-side motor housing part 9, to the space behind it.
  • This semi-axial pump is characterized in particular by the fact that it is very small to build, since the same power consumption an equal capacity with a smaller motor size and increased speed compared to known pumps can be achieved. This is achieved in particular by the extremely reduced pressure losses in such a design, but also by the semi-axial design.
  • Such a pump can be produced very inexpensively, since there are fewer differently designed components. This simultaneously reduces possible errors during assembly. By omitting the additional guide of and the integration of the electrical contact in the support ribs additional components are avoided and reduces pressure losses. It is thus achieved a total of higher efficiency.
  • the suction-side pump housing part 33 it is also conceivable, by the simplicity, in particular of the suction-side pump housing part 33, to carry this integrally with valve housing parts, so that the pump housing part 33 has, for example, a receptacle for a bypass or an integrated thermostatic valve. Also, parts of the housing of a sliding ring valve could be made in one piece with the suction-side pump housing part 33.

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Abstract

Es wird eine elektrische Fluidpumpe in Halbaxialbauweise vorgeschlagen, bei der ein druckseitiges Motorgehäuseteil (9) einen Nachleitapparat (42) aufweist. Durch diesen Nachleitapparat (42) kann eine beinahe vollständige Drallfreiheit erzielt werden, so dass die kinetische Energie der Tangentialkomponente der Ström ungsgeschwindigkeit mit geringen Reibungsverlusten in Druckenergie umgewandelt wird. Dies erhöht den Wirkungsgrad der Fluidpumpe. Zur Erzielung einer gleichen Fördermenge kann somit die Baugröße auch des Elektromotors reduziert werden.

Description

Pierburg GmbH, 41460 Neuss
B E S C H R E I B U N G
Fluidpumpe
Die Erfindung betrifft eine Fluidpumpe für Verbrennungskraftmaschinen mit einem Elektromotor, der einen in einem Motorgehäuse angeordneten Rotor und einen Sta- tor aufweist, wobei der Rotor zumindest drehfest auf einer Antriebswelle angeordnet ist, einem Laufrad, welches auf der Antriebswelle befestigt ist, zumindest einem Leitrad, welches in Strömungsrichtung des zu fördernden Fluides hinter dem Laufrad angeordnet ist, und einem Pumpengehäuse, welches das Motorgehäuse, das Laufrad und das Leitrad umgibt und an dem an den axialen Enden gegenüberliegend ein Druckstutzen und ein Saugstutzen ausgebildet sind.
Fluidpumpen für Verbrennungskraftmaschinen werden insbesondere als Kühlmittelpumpen im Kühlkreislauf eingesetzt. Während in der Vergangenheit eine direkte Kopplung zur Motordrehzahl vorhanden war und die Pumpen über Riemen- oder Kettentriebe angetrieben wurde werden in neueren Motoren drehzahlregelbare elektrische Kühlmittelpumpen mit Spaltrohr verstärkt eingesetzt, um ein modernes Wärmemanagement zu verwirklichen. Ein Überfluss in der Förderleistung kann somit verhindert werden, so dass beispielsweise eine schnellere Aufheizung der Verbrennungskraftmaschine nach dem Kaltstart möglich ist. Die Fördermenge kann entspre- chend der tatsächlich benötigten Kühlleistung geregelt werden.
Eine derartige Pumpe ist beispielsweise aus der MTZ Nr.11 Jg.2005 (S. 872-877) bekannt. Diese elektrische Kühlmittelpumpe umfasst einen EC-Motor als Antriebsaggregat und weist einen Pumpenkopf mit axialem Eintritt und tangentialem Austritt auf. Die hier verwendeten Bauteile und insbesondere Gehäuseteile sind jedoch für die Leistungsaufnahme der Pumpe relativ groß, da ein relativ großer Antriebsmotor verwendet werden muss. In der US 2002/0106290 A1 wird daher eine elektrische Fluidpumpe in Halbaxialbauweise offenbart, mit der bei gleicher Leistungsaufnahme des Elektromotors, dieser zur Erreichung größerer Drehzahlen kleiner ausgeführt werden kann, so dass bei kleinerer Bauweise gleiche Fördermengen erreichbar sind. Er weist einen vollständig gekapselten Elektromotor auf, an dessen Außenseite ein Leitrad ausgebildet ist. In Strömungsrichtung hinter dem Leitrad entstehen jedoch Hindernisse zur Durchführung der elektrischen Kontaktierung zur Elektronikeinheit.
An der Laufradseite ist der gesamte Motor über Dichtungen gegenüber der Umgebung abgedichtet. Inwieweit eine derartige Abdichtung an den sich drehenden Teilen ausreicht ist zumindest fraglich.
Das Pumpengehäuse ist zweiteilig ausgeführt und weist verschiedene Abstufungen und Durchgangslöcher für die elektrische Kontaktierung auf. Je nach gewünschter Höchstfördermenge sind verschiedene Elektromotoren und Gehäuse zu entwerfen.
Eine vollständige Drallfreiheit wird wahrscheinlich aufgrund der relativ kurzen-Leit- schaufeln nicht erzielt. Auch ist der Druckverlust durch die Durchführungen der elektrischen Kontaktierung relativ hoch, so dass der Gewinn bezüglich der Leistungsaufnahme des Elektromotors durch die auftretenden Druckverluste zum Teil konterka- riert wird.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine drallfreie Ausströmung mit möglichst geringen Druckverlusten zu erzielen und so den Wirkungsgrad bei Verringerung des Bauraums zu erhöhen. Des weiteren sollen bei Verwendung gleicher Gehäuseteile ver- schiedene Höchstförderleistungen verwirklicht werden können.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein druckseitiges Motorgehäuseteil einen Nachleitapparat aufweist. Durch diesen Nachleitapparat kann eine beinahe vollständige Drallfreiheit erzielt werden, so dass die kinetische Energie der Tangentialkom- ponente der Strömungsgeschwindigkeit mit geringen Reibungsverlusten in Druckenergie umgewandelt wird. Dies erhöht den Wirkungsgrad der Fluidpumpe. Zur Erzielung einer gleichen Fördermenge kann somit die Baugröße auch des Elektromotors reduziert werden. In einer weiterführenden Ausführungsform ist der Nachleitapparat durch Rückführschaufeln gebildet, die einstückig mit dem druckseitigen Motorgehäuseteil hergestellt und an dessen Oberfläche ausgebildet sind, wodurch keine zusätzlichen Bauteile benötigt werden und die Drallfreiheit mit geringen Energieverlusten gewährleistet wird. Die Rückführschaufeln dienen zur Umwandlung der Tangentialströmungskom- ponente in eine Axialströmungskomponente ohne höhere Druckverluste. Der Wirkungsgrad wird gesteigert und Bauteile eingespart.
Vorzugsweise ist das druckseitige Motorgehäuseteil sich in Strömungsrichtung verengend ausgebildet und von einem korrespondierend geformten druckseitigen Pum- pengehäuseteil umgeben. Hierdurch werden die Rückführschaufeln an ihren radialen Enden durch des Pumpengehäuse begrenzt, so dass ein Überströmen der Schaufeln zuverlässig vermieden wird.
Vorteilhaft ist es, wenn im druckseitigen Pumpengehäuseteil Nuten ausgebildet sind, in die die radialen Enden der Rückführschaufeln reichen. Dies verringert den Strömungswiderstand wiederum durch Verhindern eines Überströmens der Schaufeln und legt die Lage des Motorgehäuseteils zum Pumpengehäuseteil fest, so dass wie- derum Montagefehler vermieden werden, da die Nuten als Führungsnuten bei der Montage dienen.
In einer weiterführenden Ausführungsform ist das druckseitige Motorgehäuseteil durch Aufschieben des druckseitigen Pumpengehäuseteils auf das druckseitige Mo- torgehäuseteil unter Zwischenlage einer Dichtung in eine Aufnahmeöffnung eines a- xial angrenzenden Motorgehäuseteils verschiebbar, wobei durch Befestigung des druckseitigen Pumpengehäuseteils an einem zum axial angrenzenden Motorgehäuseteil radial außenliegendem Pumpengehäuseteil das druckseitige Motorgehäuseteil fixiert ist. Befestigungselemente müssen entsprechend für die Befestigung des druckseitigen Motorgehäuseteils nicht verwendet werden. Allein durch die Befestigung des Pumpengehäuses wird eine dichte Befestigung des Motorgehäuses gewährleistet, so dass der Montageaufwand sinkt. Vorzugsweise weist das druckseitige Pumpengehäuseteil einen Flansch auf, über den die Fluidpumpe an einer Verbrennungskraftmaschine befestigbar ist. Es ist durch die Einfachheit der Pumpengehäuseteile der Druckstutzen einteilig mit dem Flansch herstellbar, so dass die Fluidpumpe ohne zusätzliche Zwischenleitungen idrekt beispielsweise an einem Motorgehäuse angeflanscht werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn mehrere Fluidpumpen über eine Flanschverbindung in Reihe geschaltet sind, wobei die Flansche an dem druckseitigen Pumpengehäuseteil der ersten und an einem saugseitigen Pumpengehäuseteil einer nach- geschalteten Pumpe ausgebildet sind. Es besteht die Möglichkeit einer Reihenschaltung ohne zusätzliche Bauteile zur Verwirklichung eines höheren geforderten Maximalvolumenstroms. Dies wird insbesondere durch die Drallfreiheit im Auslassstutzen durch den Nachleitapparat möglich. So kann auf engem Bauraum ohne Neuauslegung und ohne Wechsel der Bauteile ein unterschiedlicher Förderstrom bei unter- schiedlichen Motorgrößen geschaffen werden. Hierdurch können Kosten reduziert werden.
Es wird somit eine Fluidpumpe geschaffen, welche im Auslauf eine drallfreie Strömung bereitstellt und mit geringen Druckverlusten durch Reibung und dergleichen arbeitet. Dies erhöht den Wirkungsgrad, da ein hoher Teil der kinetischen Energie tatsächlich in Druckenergie umgewandelt wird. Durch eine Reihenschaltung können bei gleichen Bauteilen auf kleinem Bauraum verschiedene Förderleistungen erzielt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nach- fo! --^ beschrieben.
Die Figur zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Fluidpumpe in geschnittener Darstellung.
Die in der Figur dargestellte Fluidpumpe, welche sich insbesondere als Kühlmittelpumpe in Verbrennungskraftmaschinen eignet, wird von einem elektronisch kommu- tierten Elektromotor 1 angetrieben, der aus einem Stator 2 sowie einem auf einer An- triebswelle 3 angeordneten Rotor 4 besteht. Am axialen Ende der Antriebswelle 3 ist ein Laufrad 5 angeordnet, welches in halbaxialer Bauweise ausgeführt ist und durch dessen Drehung das zu fördernde Fluid, insbesondere ein Kühlmittel von einem Saugstutzen 6 im Wesentlichen axial durch die Fluidpumpe zu einem Druckstutzen 7 gefördert wird.
Der Elektromotor 1 ist in einem Motorgehäuse angeordnet, welches aus einem ersten saugseitigen Motorgehäuseteil 8 und einem zweiten druckseitigen Motorgehäuseteil 9 besteht. Durch das saugseitige Motorgehäuseteil 8 ist die Antriebswelle 3 ge- führt, auf der das Laufrad 5 angeordnet ist. Hierzu weist das saugseitige Motorgehäuseteil 8 eine Bohrung 10 auf, in der ein erstes Lager 11 zur Lagerung der Antriebswelle 3 angeordnet ist. Von der Saugseite aus betrachtet hinter dem ersten Lager 11 befindet sich ein keramisches Axialgleitlager 12 sowie eine Gummimanschette 13 und ein Distanzstück 14. Durch diesen Zusammenbau wird eine ausreichend schwingungsgedämpfte Lagerung der Laufradseite der Antriebswelle 3 des Elektromotors 1 erreicht. Das Distanzstück dient zur Verlängerung des Abstandes des ersten Lagers 11 zu einem zweiten Lager 15, wodurch ein Winkelfehler bei der Fertigung der Bohrung 10 zur Aufnahme der Lager besser ausgeglichen werden kann. Wiederum hinter dem Distanzstück 14 ist auf der Welle ein Rotorblechpaket 16 an- geordnet, welches in axialer Richtung verlaufende Schlitze zur Aufnahme von Magneten 17 aufweist, welche in bekannter Weise mit einer Statorwicklung 18 korrespondieren. Der Rotor 4 wird axial und radial durch eine Kapsel 19 begrenzt. Die Statorwicklung 18 ist auf einem Isolierkörper 20 gewickelt und begrenzt axial in bekannter Weise ein Statorblechpaket 21. Dieses Statorblechpaket 21 ist zum Schließen des magnetischen Kreises formschlüssig mit einem Rückschlussblech 22 verbunden. Dieses Rückschlussblech 22 liegt gegen einen Anschlag 23 an, der an einer Innenfläche des ersten saugseitigen Motorgehäuseteils 8 ausgebildet ist.
Der Rotor 4 ist vom Stator 2 durch ein Spaltrohr 24 getrennt, welches an der Saug- seite der Pumpe in einer korrespondierenden Aufnahmeöffnung 25 des saugseitigen Motorgehäuseteils 8 anliegt und dessen entgegengesetztes axiales Ende wiederum in einer entsprechenden Aufnahmeöffnung 26 des druckseitigen Motorgehäuseteils 9 angeordnet ist. Der Stator 2 mit seiner empfindlichen Wicklung 18 liegt somit in ei- nem durch die beiden Motorgehäuseteile 8 und 9 sowie das Spaltrohr 24 abgetrennten trockenen Raum.
Am druckseitigen Ende des Spaltrohres 24 ist ein Verschlussteil 27 angeordnet, in dem das zweite Lager 15 zur Lagerung der Antriebswelle 3 angeordnet ist. Axial wird dieses Verschlussteil 27 durch das druckseitige Motorgehäuseteil 9 gesichert, welches unter Zwischenlage einer Dichtung 28 in einer Aufnahmeöffnung 29 des saug- seitigen Motorgehäuseteils 8 angeordnet ist.
Die Kontaktierung der Statorwicklung 18 erfolgt über eine Bohrung 30, in radialer Richtung durch das druckseitige Motorgehäuseteil 9. Um Strömungsverluste durch derartige zusätzliche Einbauten zu verhindern, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, wird diese Bohrung durch Stützrippen 31 geführt, welche zur ausreichenden Festigkeit und Befestigung eines Pumpengehäuses notwendig sind. Hierzu weisen die Stützrippen 31 eine ausreichende Breite auf und sind in einer Art Tragflächenform ausgeführt, so dass keine Querschnittsverengung entsteht. Durch die Bohrung 30 kann nun also ein nicht dargestelltes elektrisches Kontaktelement durch die Bohrung 30 zu einer ebenfalls nicht dargestellten Elektronikeinheit zur Ansteuerung des Motors 1 geführt werden.
In der dargestellten Ausführung sind die Stützrippen 31 derart geformt, dass sie gleichzeitig als Leitrad dienen, so dass kein zusätzliches Leitrad unmittelbar hinter dem Laufrad 5 notwendig ist. Dies ermöglicht eine einfache einteilige Herstellung des saugseitigen Motorgehäuses 8 mit den Stützrippen und einem zylindrischen ra- dial außen liegenden Pumpengehäuseteil 32. Dieses Pumpengehäuseteil 32 umgibt das radial innen liegende Motorgehäuseteil 8 sowie den gesamten Elektromotor 1.
An der stromabwärtigen und der stromaufwärtigen Seite des Gehäuseteils 8, 31 , 32 sind jeweils unter Zwischenlage einer Dichtung 50 zwei identische Pumpengehäuse- teile 33, 34 mittels einer Schraubverbindung befestigt. Das saugseitige sich in Strömungsrichtung erweiternde Pumpengehäuseteil 33 umfasst den Saugstutzen 6 der als zylindrischer Abschnitt 35 ausgeführt ist sowie ein sich daran anschließenden erweiternden Abschnitt 36. Im Übergangsbereich 37 zwischen dem ersten Abschnitt 35 und dem zweiten Abschnitt 36 ist das halbaxiale Laufrad 5 der Fluidpumpe angeordnet. An den sich erweiternden Abschnitt 36 schließt sich in vorliegender Ausführungsform ein weiterer kurz ausgeführter zylindrischer Abschnitt 38 größeren Durchmessers an, um einen sauberen Übergang zum zylindrischen Pumpengehäuseteil 32 zu erreichen.
Entsprechende sich in Strömungsrichtung gesehen verengende Abschnitte und zylindrische Abschnitte weist auch das druckseitige Pumpengehäuseteil 34 auf, wobei aufgrund der Identität der Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
Des Weiteren sind in den identischen Pumpengehäuseteilen 33, 34 Nuten 39 ausgebildet, in welche radiale Enden 40 von Rückführschaufeln 41 greifen. Diese Rückführschaufeln 41 dienen als Nachleitapparat 42 mittels dessen hinter dem Druckstutzen 7 eine vollständig drallfreie Strömung erzielt wird. Dieser Nachleitapparat 42 ist an einer Oberfläche 43 des druckseitigen Motorgehäuseteils 9 ausgebildet und wird dadurch notwendig, das die als Leitrad dienenden Stützrippen 31 relativ kurz ausgeführt werden und in diesem Bereich der Fluidpumpe eine vollständige Drallreduzierung in der Regel nicht erreicht wird. Des Weiteren kann das druckseitige Motorgehäuseteil 9 in Kunststoff hergestellt werden, während das saugseitige Motorgehäuse- teil möglichst in Aluminium herzustellen und somit teurer ist. Eine Ausführung des Leitrades in diesem Bereich würde ein relativ teures Verfahren zur Herstellung notwendig machen, während der Nachleitapparat am Kunststoffgehäuseteil 9 einfach und kostengünstig herzustellen ist.
Durch die Nuten 39 wird gleichzeitig die Lage des druckseitigen Pumpengehäuse- teils 34 zum druckseitigen Motorgehäuseteil 9 festgelegt. Beim Zusammenbau der Pumpe drückt beim Anziehen der Schrauben zur Befestigung des druckseitigen Pumpengehäuseteils 34 am zylindrischen Pumpengehäuseteils 32 das druckseitige Pumpengehäuseteil 34 über die Rückführschaufeln 40 das Motorgehäuseteil 9 ge- gen das Motorgehäuseteil 8 beziehungsweise in die Aufnahmeöffnungen 29 des Motorgehäuseteils 8. Des Weiteren wird hierdurch das Motorgehäuseteil 9 gegen das Verschlussteil 27 beziehungsweise das Spaltrohr 24 gedrückt, so dass eine zusätzliche Befestigung der beiden Motorgehäuseteile 8, 9 nicht notwendig ist. Beim Lauf der Pumpe wird das zu fördernde Fluid insbesondere das Kühlmittel durch die Drehung des Laufrades 5, welches aus mehreren Laufradschaufeln 44 besteht, durch den Raum zwischen Pumpengehäuse 32, 33, 34 und Motorgehäuse 8 und 9 gefördert, fließt vorbei an den Stützrippen 31 , wo bereits ein Teil des Dralls aus der Strömung durch ihre Funktion als Leitrad entfernt wird und weiter über den Nachleit- apparat 42, in dem die Strömung vollständig vom vorhandenen Drall befreit wird, so dass die aufgewendete Energie möglichst vollständig in Druckenergie und somit axiale Strömung umgewandelt werden kann, ohne große Reibungsverluste zu erhalten.
Ein Teil des Fluids strömt hinter dem Laufrad 5 durch Bohrungen 45, welche im saugseitigen Motorgehäuseteil 8 ausgebildet sind. Ein weiterer Teil des Fluids strömt auch hinter dem Laufrad 5 bis zur Antriebswelle 3 und hier zwischen dem ersten Lager 11 und der Antriebswelle 3 hindurch, so dass das vorhandene Gleitlager ausrei- chend geschmiert wird. Somit steht Kühlflüssigkeit im Rotorraum, welche wiederum zwischen Antriebswelle 3 und dem zweiten Lager 15 sowie durch nicht sichtbare Bohrungen im Verschlussteil 27 in einen dahinter liegenden Raum 46 weitergeführt wird. Dieser Raum 46 ist über eine weitere Bohrung 47, welche axial durch das druckseitige Motorgehäuseteil 9 verläuft, mit dem dahinter liegenden Raum verbun- den. Somit entsteht sowohl eine Schmierung der Lager 11 , 15 als auch eine Möglichkeit zur Kühlung und Abführung eventuell vorhandener Luftmengen im Rotorraum.
Diese Halbaxialpumpe zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie besonders klein zu bauen ist, da bei gleicher Leistungsaufnahme eine gleiche Förderleistung bei geringerer Motorgröße und gesteigerter Drehzahl im Vergleich zu bekannten Pumpen zu erreichen ist. Dies wird insbesondere durch die extrem reduzierten Druckverluste bei einer derartigen Ausführung, aber auch durch die halbaxiale Bauweise erreicht.
Eine derartige Pumpe kann des Weiteren sehr kostengünstig hergestellt werden, da weniger unterschiedlich ausgeführte Bauteile vorhanden sind. Dies reduziert gleichzeitig mögliche Fehler bei der Montage. Durch den Verzicht des zusätzlichen Leitra- des und die Integration der elektrischen Kontaktierung in die Stützrippen werden zusätzliche Bauteile vermieden und Druckverluste reduziert. Es wird somit insgesamt ein höherer Wirkungsgrad erreicht.
Selbstverständlich ist es auch möglich aufgrund der Einfachheit der Pumpengehäu- seteile 33, 34, diese mit einem am Druck- beziehungsweise Saugstutzen angeordneten Flansch auszustatten. Hierdurch ist es sowohl möglich, eine Anbindung direkt an ein Motorgehäuse herzustellen als auch zur Erhöhung des geförderten Fluidvolu- menstroms mehrere Pumpen in Reihe zu schalten. Dies wird insbesondere dadurch möglich, dass durch den Nachleitapparat 42 eine drallfreie Strömung erzeugt wird, so dass direkt das Laufrad 5 einer nachgeschalteten Pumpe angeströmt werden könnte ohne Energieverluste zu erhalten. Somit ist es auch nicht notwendig bei geforderter doppelter Leistung eine größere Pumpe mit wiederum größerem Motor zu bauen, sondern durch die Teilegleichheit einfach die entsprechende benötigte Anzahl Pum- pen hintereinander zu schalten.
Auch ist es denkbar, durch die Einfachheit insbesondere des saugseitigen Pumpen- gehäuseteils 33 dieses einstückig mit Ventilgehäuseteilen auszuführen, so dass das Pumpengehäuseteil 33 beispielsweise eine Aufnahme für einen Bypass oder ein in- tegriertes Thermostatventil aufweist. Auch Teile des Gehäuses eines Ringschieberventils könnten einstückig mit dem saugseitigen Pumpengehäuseteil 33 hergestellt werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass es sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel lediglich um eine mögliche Ausführung der Erfindung handelt, dessen Konstruktion in verschiedenen Punkten zu ändern ist, ohne den Schutzbereich der Patentansprüche zu verlassen.

Claims

Pierburg GmbH, 41460 NeussP A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Fluidpumpe für Verbrennungskraftmaschinen mit einem Elektromotor, der einen in einem Motorgehäuse angeordneten Rotor und einen Stator aufweist, wobei der Rotor zumindest drehfest auf einer Antriebswelle angeordnet ist, einem Laufrad, welches auf der Antriebswelle befestigt ist, zumindest einem Leitrad, welches in Strömungsrichtung des zu fördernden Fluides hinter dem Laufrad angeordnet ist, und einem Pumpengehäuse, welches das Motorgehäuse, das Laufrad und das
Leitrad umgibt und an dem an den axialen Enden gegenüberliegend ein Druckstutzen und ein Saugstutzen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein druckseitiges Motorgehäuseteil (9) einen Nachleitapparat (42) aufweist.
2. Fluidpumpe für Verbrennungskraftmaschinen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Nachleitapparat (42) durch Rückführschaufeln (41) gebildet ist, die einstückig mit dem druckseitigen Motorgehäuseteil (9) hergestellt und an dessen Oberfläche (43) ausgebildet sind.
3. Fluidpumpe für Verbrennungskraftmaschinen nach Anspruch 1 oder 2, da- durch gekennzeichnet, dass das druckseitige Motorgehäuseteil (9) sich in
Strömungsrichtung verengend ausgebildet ist und von einem korrespondierend geformten druckseitigen Pumpengehäuseteil (34) umgeben ist.
4. Fluidpumpe für Verbrennungskraftmaschinen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im druckseitigen Pumpen- gehäuseteil (34) Nuten (39) ausgebildet sind, in die die radialen Enden (40) der Rückführschaufeln (41 ) reichen.
5. Fluidpumpe für Verbrennungskraftmaschinen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das druckseitige Motorgehäuseteil (9) durch Aufschieben des druckseitigen Pumpengehäuseteils (34) auf das druckseitige Motorgehäuseteil (9) unter Zwischenlage einer Dichtung (28) in eine Aufnahmeöffnung (29) eines axial angrenzenden Motorgehäuseteils (8) verschiebbar ist, wobei durch Befestigung des druckseitigen Pumpengehäuseteils (34) an einem zum axial angrenzenden Motorgehäuseteil (8) radial außenliegendem Pumpenge- häuseteil (32) das druckseitige Motorgehäuseteil (9) fixiert ist.
6. Fluidpumpe für Verbrennungskraftmaschinen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das druckseitige Pumpen- gehäuseteil (34) einen Flansch aufweist, über den die Fluidpumpe an einer Verbrennungskraftmaschine befestigbar ist.
7. Fluidpumpe für Verbrennungskraftmaschinen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Fluidpumpen über eine Flanschverbindung in Reihe geschaltet sind, wobei die Flansche an dem druckseitigen Pumpengehäuseteil (34) der ersten und an einem saugseitigen Pumpen- gehäuseteil (33) einer nachgeschalteten Pumpe ausgebildet sind.
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