EP2756195A1 - Pumpe mit elektromotor - Google Patents

Pumpe mit elektromotor

Info

Publication number
EP2756195A1
EP2756195A1 EP12735560.0A EP12735560A EP2756195A1 EP 2756195 A1 EP2756195 A1 EP 2756195A1 EP 12735560 A EP12735560 A EP 12735560A EP 2756195 A1 EP2756195 A1 EP 2756195A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pump
housing
electric motor
impeller
stator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12735560.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Fuchs
Ralf Rainer
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2756195A1 publication Critical patent/EP2756195A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C11/00—Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations
    • F04C11/008—Enclosed motor pump units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0057—Driving elements, brakes, couplings, transmission specially adapted for machines or pumps
    • F04C15/008—Prime movers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/102—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member the two members rotating simultaneously around their respective axes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/40—Electric motor

Definitions

  • the present invention relates to a pump with electric motor according to the preamble of claims 1 and 3, a method for manufacturing a pump with electric motor according to the preamble of claims 8 and 12 and a high-pressure injection system according to the preamble of claim 15.
  • fuel pumps are used to deliver fuel to an internal combustion engine.
  • the electric motor of the pump comprises a stator and a rotor with
  • the electric motor and the pump are arranged within a housing.
  • a housing within the housing thus creates a space, in particular a working space in which there is the fluid to be pumped.
  • substances may be arranged, for example liquids, such as salt water, whose penetration is to be prevented within the housing of the pump, because this example, damage to the stator by corrosion
  • solids such as
  • Dust or minute particles may cause damage to both the electric motor and the pump as it enters the enclosure enclosed by the housing.
  • the housing of the pump with electric motor on a suction port opening and a pressure porting port through which the fluid to be pumped into the pump and is discharged.
  • the working space which in particular on an impeller with
  • Forming conveyor elements to position relative to the suction port opening and the pressure Portingö réelle to ensure a substantially loss of flow-free in and out of the fluid to be delivered.
  • DE 299 13 367 111 shows an internal gear pump with at least one internally toothed ring gear and a meshing, externally toothed impeller, with or without sickle, and with an electric drive, which is formed by the fact that the internal gear of a rotor of a brushless electric motor and a stator is arranged adjacent to the rotor, wherein the rotor containing the ring gear on the outside of a bearing or a
  • Sliding bearing is rotatably supported, wherein the stator is shielded and sealed relative to the rotor and the interior of the pump characterized in that the located between the stator and rotor bearings or bearings for liquid impermeable and is sealed at its two end faces each with a cover.
  • Inventive pump with electric motor in particular for a motor vehicle, for conveying a fluid, comprising at least one impeller with
  • Conveying elements of which a rotational movement about a rotational axis is executable, one on the at least one impeller existing
  • an electric motor with a stator and a rotor, a housing with a suction port opening for introducing the fluid to be conveyed in the Working space and a pressure porting opening for discharging the fluid to be delivered from the working space, wherein the at least one impeller are arranged with the conveying elements and the electric motor within the housing, the stator is at least partially, in particular completely, enclosed by a sealing sheath and the sealing sheath with at least one
  • Counter function geometry preferably with at least two or three
  • Counter function geometries for positioning the impeller and / or the working space relative to the suction Portingö réelle and the pressure port opening is provided by the at least one functional geometry is in operative connection with the at least one counter function geometry, said at least one functional geometry as a step on the sealing sheath and the at least one mating geometry is formed as a step on the housing and the step on the sealing sheath rests directly against the step on the housing.
  • the step is annular.
  • the housing or a part of the housing in particular a housing cover, is integrally formed with the suction port opening and the pressure porting opening and with the at least one mating function geometry.
  • the housing or the part of the housing with the suction port opening of the pressure porting and the at least one counter function geometry is thus formed on a part of the housing and thereby occur in a production, for example by means of a die-cast aluminum process on the part of the housing between the suction and pressure -Portingö réelleen and the at least one counter function geometry only very small deviations.
  • Inventive pump with electric motor in particular for a motor vehicle, for conveying a fluid, comprising at least one impeller with
  • Conveying elements of which about a rotation axis, a rotational movement is executable, one on the at least one impeller existing
  • an electric motor with a stator and a rotor, a housing with a suction port opening for introducing the fluid to be conveyed into the working space and a pressure porting opening for discharging the fluid to be conveyed from the working space, said at least one impeller with the conveying elements and the electric motor are arranged within the housing, the stator is at least partially, in particular completely, enclosed by a sealing sheath, the sealing sheath forms a sliding bearing for the at least one impeller and at least one impeller on the plain bearing of the
  • Sealing sheath is mounted, wherein the stator has at least one opening and the at least one opening is filled with the sealing sheath and the slide bearing has at the at least one opening each have a recess.
  • the at least one indentation on the sliding bearing on the sealing sheath makes it possible for the hydrodynamic lubricating wedge to lie between the external gear or the outer gear
  • the slide bearing expediently has at least one indentation at least 0, 1 mm, 0.5 mm, 1 mm or 2 mm greater distance from the axis of rotation of the impeller mounted on the sliding bearing than outside the at least one indentation.
  • the stator comprises a soft magnetic core, in particular a laminated core, and the at least one opening of the stator is formed on the soft magnetic core, in particular the laminated core.
  • the laminated core requires the at least one opening for magnetic and / or mechanical reasons. This at least one opening of the
  • Sheet metal packages is exploited on the one hand, that thereby a better positive connection between the sealing sleeve and the laminated core and thus the stator is made, since the sealing sleeve, in particular made of plastic, is introduced into the at least one opening.
  • the at least one opening is substantially perpendicular to an axis of rotation of the at least one
  • Impeller Preferably, the at least one impeller is indirectly or directly mounted on the sealing sheath and / or the pump is integrated in the electric motor or vice versa, by the rotor is formed by the at least one impeller, and / or the sealing sheath at least partially, in particular completely, made of plastic consists.
  • the pump is a gear pump, in particular
  • the pump comprises two wheels as gears, in particular an inner and outer gear.
  • Method according to the invention for producing a pump with an electric motor for conveying a fluid, comprising the steps of: providing at least one impeller with conveying elements, making available a housing with a suction port opening for introducing the to be pumped fluid into the working space and with a pressure port opening for discharging the fluid to be pumped from the working space and with at least one Gegenfunktionsgeometrie, provide an electric motor with a stator and a rotor for driving the pump, said at least one impeller with the Conveying elements and the electric motor can be arranged within the housing, mounting the impeller with conveying elements and the electric motor within the housing to the pump with electric motor, so that forms at the at least one impeller, a working space, the stator of a Di At least one functional geometry, preferably at least two or three, is enclosed on the sealing sheath
  • the at least one impeller and / or the working space is positioned relative to the suction port opening and the pressure porting opening, wherein the housing or a part of the housing, in particular a housing cover , are made in one piece with the suction port opening, with the pressure port opening and with the at least one counter function geometry during prototyping.
  • the housing or part of the housing with the suction port opening, the pressure port opening and the at least one counter function geometry are in one piece in the prototyping of the housing or the part of the housing made, so that very small deviations between the suction and pressure Portingö réelle and the at least one
  • Counter function geometry exist.
  • the at least one functional geometry on the sealing sheath is brought into operative connection or connection with the at least one counterfunctional geometry, so that dimensional deviations between the counterfunctional geometry and the suction and pressure porting opening also lead to deviations in the orientation of the at least one impeller and / or the working space guide the suction port and the pressure port. Due to the one-piece production, very small dimensional deviations occur between the suction port opening and the pressure port.
  • Porting opening and the at least one counter function geometry on the part of the housing so that thereby a very accurate positioning of the at least one impeller and / or the working space with respect to the suction Portingö réelle and the pressure porting opening is possible.
  • the housing or the part of the housing, in particular the housing cover, made of metal with only one Gusstechnikmaschineformteil and only one Gusstechnikmaschineformteil has G devisgeometrien for the suction Portingötechnisch, the pressure porting opening and the at least one
  • stator is made by injection molding
  • the housing or the part of the housing with the at least one counter function geometry and with the suction port opening and with the pressure porting opening with prototypes, preferably die-cast aluminum or aluminum, produced, preferably without a machining and / or the at least one functional geometry of the Sealing sheath is in operative connection, especially as indirect or immediate
  • Method according to the invention for producing a pump with an electric motor for conveying a fluid, comprising the steps of: providing at least one impeller with conveying elements, making available a housing with a suction port opening for introducing the to be pumped fluid into the working space and with a pressure port opening for discharging the fluid to be pumped from the working space and with at least one Gegenfunktionsgeometrie, provide an electric motor with a stator and a rotor for driving the pump, said at least one impeller with the Conveying elements and the electric motor can be arranged within the housing, mounting the impeller with conveying elements and the electric motor within the housing to the pump with electric motor, so that forms a working space on the impeller, the stator enclosed by a sealing sheath is formed by the sealing sleeve, a sliding bearing for the at least one impeller, wherein when enclosing the stator with the sealing sheath, the sealing sheath is placed in at least one opening on
  • the sealing sheath is introduced when enclosing the stator, so that in addition a positive connection between the sealing sheath and the stator is produced. Due to this insertion of the sealing sheath, in particular made of plastic, in the at least one opening on the stator indentations are formed on the at least one opening and thereby a hydrodynamic lubricating wedge can be improved at a direct bearing at least one impeller on the sliding bearing of the sealing sheath.
  • the sealing sheath is introduced into at least one opening on a soft magnetic core, in particular a laminated core, of the stator.
  • the one indentation is formed on the sliding bearing during a shrinkage of the sealing sheath. Upon hardening of the thermoplastic material, a shrinkage process occurs, which leads to the respective indentation being formed on the plain bearing in the region or on the at least one opening of the stator.
  • an inner and outer gear is provided as the at least one impeller.
  • the impeller can be mounted directly on the sealing sheath by the impeller.
  • the material of the sealing sheath may also have different material properties and / or consist of a different material, in particular of different plastic, for example, be made with a 2K injection molding process.
  • the sealing sleeve consists of a plastic suitable for sliding bearing with a higher abrasion resistance than outside the sliding bearing where no high abrasion resistance is required.
  • the plastic with thermally conductive additives for. As ceramic and / or carbon, provided to the
  • the heat generated in the stator can be better conducted through the sealing sheath to the outside surface of the sealing sheath, d. H. the stator can be cooled better.
  • Function geometry and at least one counter function geometry on the housing an indirect or immediate positive and / or non-positive connection.
  • the at least one functional geometry on the sealing sheath and the at least one counter function geometry on the housing grip in this case Preferably, a positive fit with each other, thereby the stator is positioned with the sealing sheath relative to the housing with the suction port opening and the pressure Portingö réelle due to the geometric orientation of the at least one functional geometry of the sealing sheath and the at least one counter function geometry on the housing.
  • each component is preferably considered, which at least one
  • Functional geometry formed as at least one bulge and / or the at least counter function geometry is formed as a recess or vice versa, and preferably the at least one bulge is positively secured in the at least one recess.
  • the at least one bulge has a conical geometry, for. B. as a centering cone on.
  • the at least one recess is formed as a bore, preferably with a circular or rectangular cross-sectional shape.
  • the sealing sheath is formed as an encapsulation or shrinkage or encapsulation and / or the sealing sheath is materially connected to the stator.
  • the sealing sheath is thereby applied to the stator by means of injection molding in an encapsulation or by shrinking, for example as a shrink tube or a shrinkage structure.
  • permanent magnets are integrated in the rotor and the permanent magnets are integrated in the impeller, so that the rotor is formed by the impeller.
  • the conveying elements are blades or teeth of a gear.
  • the soft magnetic core and the windings are completely enclosed as electromagnets of the sealing sheath and the electrical contact elements are partially enclosed by the sealing sheath, so that a part of the contact elements is arranged outside of the sealing sheath.
  • stator in particular the soft magnetic core, the windings and partly the electrical
  • Inventive high-pressure injection system for an internal combustion engine in particular for a motor vehicle, comprising a high-pressure pump, a high-pressure rail, an electric feed pump for conveying a fuel from a fuel tank to the high-pressure pump, wherein the electric
  • Pre-feed pump is designed as a described in this patent application pump with electric motor.
  • the pump is integrated in the electric motor or vice versa, preferably, the pump and the electric motor are inseparable units.
  • the rotor is partially made of sheet metal plates.
  • the metal plates are surrounded by an insulating layer. The insulation around the metal plates and the formation of the rest of rotor made of sheet metal plates has the task that in the rotor no or very little
  • the rotor is at least partially, in particular completely made of sintered steel.
  • the pump is an external gear pump or a centrifugal pump or a vane cell pump.
  • the pump with, preferably integrated, electric motor comprises a, preferably electronic, control unit for controlling the
  • the pump is a turbomachine.
  • the delivery rate of the electrical feed pump can be controlled and / or regulated.
  • FIG. 1 is a highly schematic view of a high-pressure injection system
  • FIG. 2 is a perspective view of a prefeed pump without housing and a stator without sealing sheath
  • FIG. 3 is an exploded view of the prefeed pump of FIG. 2,
  • Fig. 4 is a perspective view of the stator with sealing sheath
  • FIG. 5 shows a section of the stator with sealing sleeve according to FIG. 4, FIG.
  • Fig. 6 shows a section of the stator with sealing sheath and a housing cover with function and counter function geometry in a first
  • FIG. 7 shows a detailed representation from FIG. 6 of the functional geometry before a deformation of the functional geometry
  • FIG. 8 is a detailed view of FIG. 6 of the functional geometry after a deformation of the functional geometry, FIG.
  • Fig. 9 is a section of the stator with sealing sheath and a housing cover with function and counter function geometry in a second
  • FIG. 10 shows a section of the stator with sealing sleeve and a housing cover with function and counter function geometry in a third
  • Fig. 1 1 shows a section of a laminated core of the stator with the sealing sleeve as a sliding bearing for the external gear and
  • Fig. 12 is a view of a motor vehicle.
  • FIG. 1 shows a pump arrangement 1 of a high-pressure injection system 2.
  • An electric prefeed pump 3 conveys fuel from a fuel tank 41 through a fuel line 35. Subsequently, the fuel is conveyed from the electric prefeed pump 3 to a high-pressure pump 7.
  • the high-pressure pump 7 is of an internal combustion engine 39 by means of a
  • the electric prefeed pump 3 has an electric motor 4 and a pump 5 (FIGS. 2 and 3).
  • the electric motor 4 of the pump 5 is integrated into the pump 5 and further, the electric prefeed pump 3 at the
  • High pressure pump 7 arranged directly.
  • the high-pressure pump 7 delivers fuel under high pressure, for example, a pressure of 1000, 3000 or 4000 bar through a high-pressure fuel line 36 to a high-pressure rail 42. From the high-pressure rail 42 of the fuel under high pressure from an injector 43 a combustion chamber, not shown
  • a porting opening 28 as a pressure porting opening 30 (FIG. 2) of the electric prefeed pump 3 are connected to the high-pressure pump 7 without an external connection (FIGS. 1 and 3).
  • the mounting position of the electric prefeed pump 3 to the high-pressure pump 7 is to this effect chosen that can be passed by short hydraulic connections of the fuel from the pressure side of the feed pump 3 to the suction side of the high-pressure pump 7.
  • a fuel filter 38 is installed in the fuel line 35 from the fuel tank 41 to the electric feed pump 3.
  • the fuel line 35 can be formed inexpensively from the fuel tank 41 to the electric prefeed pump 3, since it does not have to withstand excess pressure.
  • the electric motor 4 (FIGS.
  • the electric prefeed pump 3 is operated with three-phase current or alternating current and can be controlled and / or regulated in power.
  • the three-phase current or alternating current for the electric motor 4 is provided by a power electronics, not shown, from a DC voltage network of a vehicle electrical system of a motor vehicle 40.
  • the electric prefeed pump 3 is thus an electronically pumped prefeed pump 3rd
  • the electric prefeed pump 3 has a housing 8 with a housing pot 10 and a housing cover 9 (FIG. 3). Within the housing 8 of the prefeed pump 3, the pump 5 as internal gear 6 and
  • Gear pump 26 and the electric motor 4 is arranged.
  • the housing pot 10 is provided with a recess 57.
  • the electric motor 4 has a stator 13 with windings 14 as electromagnets 15 and a soft iron core 45 as a soft magnetic core 32, which is formed as a laminated core 33.
  • the pump 5 is positioned as an internal gear pump 6 with an internal gear 22 with an internal gear ring 23 and an external gear 24 with an external gear ring 25.
  • the inner and outer gear 22, 24 thus represents a gear 20 and an impeller 18 and the inner and outer toothed ring 23, 25 have teeth 21 as conveying elements 19.
  • a working space 47 is formed between the inner and outer gear 22, 24, a working space 47 is formed.
  • permanent magnets 17 are installed, so that the external gear 24 also forms a rotor 16 of the electric motor 4.
  • the electric motor 4 is thus integrated into the pump 5 or vice versa.
  • the electromagnets 15 of the stator 13 are alternately energized, so that due to the on the
  • Electromagnet 15 resulting magnetic field of the rotor 16 and the
  • External gear 24 is set in a rotational movement about a rotation axis 27.
  • the housing cover 9 serves as a bearing 1 1 or thrust bearing 11 or sliding bearing 1 1 for the inner or outer gear 22, 24. Further, in the housing cover 9, a suction port opening 29 and a suction channel 29 and the pressure porting 30th or a pressure channel 30, each as porting openings 28, incorporated. Through the suction port opening 29, the fluid to be delivered, namely fuel, flows into the prefeed pump 3 from the pressure port opening 30, the fuel flows out of the prefeed pump 3 again.
  • the housing pot 9 and the housing cover 10 each have three holes 46, in which not shown screws for screwing the housing pot 9 and the
  • Housing cover 10 are positioned.
  • stator 3 is shown, which is enclosed by a sealing sheath 31 as encapsulation.
  • the sealing sheath 31 represents an encapsulation 31 or an injection 31 and is by means of injection molding in one
  • both the electromagnets 15 and the soft iron core 45 of the stator 13 are completely enclosed by the sealing sheath 31 of the sealing sheath 31 as components of the stator 13.
  • An electrical contact element 34 as a further component of the stator 13 comprises the contact pin 48 and the contact line 49.
  • Several contact pins 48 with associated contact lines 49 are present on the stator 13, so that the stator 13 also has a plurality of electrical contact elements 34.
  • Fig. 5 is only one
  • the contact pins 48 are partially not enclosed by the sealing sleeve 31 made of thermoplastic material, so that at this, not enclosed by the sealing sleeve 31 part of the electrical
  • Contact elements 34 can be brought into mechanical and electrical connection with mating contact elements, not shown in the
  • the sealing sheath 31 further has a plug-in collar 55.
  • the plug-in collar 55 (FIGS. 4 and 5) is arranged in the recess 57 of the housing pot 10 after assembly of the electric prefeed pump 3 (not shown).
  • the sealing sleeve 31 has two grooves 51 for receiving a respective sealing ring 54.
  • the two completely circumferential sealing rings 54 as seals 53 can the plug-in collar 55 and the sealing sleeve 31 with respect to the housing pot 10 and the housing cover 9 are sealed fluid-tight.
  • the two sealing rings 54 thus prevent, on the one hand, the penetration of harmful media into the interior space enclosed by the housing 8 and, on the other hand, the fluid conveyed by the internal gear pump 6, namely fuel, can not reach the outside of the housing 8.
  • the grooves 51 in this case have to the rotation axis 27 a greater distance than the windings 14.
  • the grooves 51 are thereby arranged on an outer diameter of the stator 13 and the sealing sleeve 31, thereby characterized for the grooves 51 no additional radial space between the windings 14th and the external gear 24 is needed.
  • the sealing sheath 31 forms a sliding bearing 66 for the external gear 24.
  • the sealing sheath 31 in this case has three functional geometries 50, of which two are shown in FIG. 6 and only one in FIGS. 7 and 8. The
  • Functional geometry 50 represents a bulge 59, which as
  • Centering cone 60 is formed. Within the centering cone 60 is a centric
  • Deformation channel 61 available.
  • the three centering cones 60 on the sealing sleeve 31 have elastic properties.
  • the remaining part of the sealing sheath 31 may also have these elastic properties or only the centering cone 60, d. H. the functional geometries 50, have these properties, so that in this last case, the sealing sheath 31 with the functional geometries
  • the housing cover 9 or the part 12 of the housing 8 is made by means of an aluminum die casting process
  • the centering cone 60 at the lower end in the region of the remaining sealing sleeve 31 has a larger diameter than the bore 65, d. H. an excess.
  • Deformation channel 61 has, and in the region of the lower end of the deformation channel 61, this at least partially closed. This makes it possible, even with different sizes of the bore 65 a gap-free positive connection between the centering 60 outside and the
  • FIG. 9 shows a second exemplary embodiment of the design of the function and counter function geometry 50, 58 on the electric prefeed pump 3.
  • the counter function geometry 58 on the housing cover 9 is designed as a step 62 and the functional geometry 50 on the sealing cover 31 is also formed as a level 62.
  • the level 62 is as on the
  • Housing cover 9 is formed as a completely encircling ring and the step 62 on the sealing sheath 31 is also formed as a completely encircling ring and in Fig. 9, the ring is cut only once due to the sectional formation and thus the two stages 62 in Fig. 9 only once shown.
  • the two stages 62 are formed within the windings 14 and at the two stages 62 are the sealing sheath 31 and the housing cover 9 directly to each other.
  • the seal 53 is arranged as a sealing ring 54, so that the housing 8 of the electric prefeed pump 3 is sealed fluid-tight to the outside.
  • Fig. 10 is a third embodiment of the functional and
  • Housing cover 9 and the sealing sheath 31 is formed outside of the windings 14 and outside of the seal 53.
  • step 62 as a functional geometry 50 on the sealing sheath 31 and the counter function geometry 58 on the housing cover 9 is the
  • Housing cover 9 sufficiently positioned or centered with respect to the inner and outer gear 22, 24. Thereby, the suction port opening 29 and the pressure port opening 30 are positioned according to the working space 47 between the inner and outer gears 22, 24 in a sufficient accuracy ,
  • the housing cover 9 is by means of a
  • the mold tool part 67 has corresponding
  • Counter function geometry 58 can be formed or manufactured as step 62.
  • G simplifygeometrien 69 are present on only one mold tool part 68 for the housing cover 9, thereby characterized in the
  • Counter function geometry 58 is centered or aligned thereby even very small deviations in the orientation of the suction port opening 29 and the pressure porting opening 30 with respect to the inner and outer gear 22, 24 and the working space 47 on.
  • this is a complex machining of the housing cover 9 for a sufficiently accurate positioning of the suction port opening and the
  • a section of the laminated core 33 is shown.
  • the laminated core 33 has openings 63 for magnetic and mechanical reasons.
  • the plastic of the sealing envelope 31 penetrates into these openings 63, thereby forming an additional form-fitting connection between the sealing envelope 31 and the stator 13 or the laminated core 33.
  • At the sealing sheath 31 is at the radial inner end of the sliding bearing 66 for the external gear 24th
  • the external gear 24 is mounted directly on the slide bearing 66 and when pumping fuel with the pump 5, the fuel is used for hydrodynamic lubrication between the external gear 24 and the slide bearing 66 on the sealing sleeve 31.
  • the thermoplastic material of the sealing sleeve 31st occurs shrinkage of the plastic of the sealing sheath 31, so that in each case a recess 67 is formed on the sliding bearing 66 in the region of the openings 63.
  • These recesses 67 support and promote the construction of a hydrodynamic lubricating wedge between the funded by the pump 5 fluid, in particular fuel, between the sliding bearing 66 and the outer gear 24th
  • the housing cover 9 is the original molding by means of a primary molding process, for. B. one
  • Aluminum die casting process manufactured in one piece with the primary mold and the master mold has corresponding G mangeometrien 69 for the suction Portingö réelle 29, the pressure porting opening 30 and the at least one
  • Outer gear 24 is mounted, thereby occur only very small
  • Sliding bearings 66 increase and improve a hydrodynamic wedge between the sliding bearing 66 and the external gear 24.

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Abstract

Pumpe (5) mit Elektromotor (4), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zum Fördern eines Fluides, umfassend wenigstens ein Laufrad (18) mit Förderelementen (19), von dem um eine Rotationsachse (27) eine Rotationsbewegung ausführbar ist, einen an dem wenigstens einen Laufrad (18) vorhandenen Arbeitsraum, einen Elektromotor (4) mit einem Stator (13) und einem Rotor (16), ein Gehäuse (8) mit einer Saug-Portingöffnung (29) zum Einleiten des zu förderndes Fluides in den Arbeitsraum (47) und einer Druck-Portingöffnung (30) zum Ausleiten des zu fördernden Fluides aus dem Arbeitsraum, wobei das wenigstens eine Laufrad (18) mit den Förderelementen (19) und der Elektromotor (4) innerhalb des Gehäuses (8) angeordnet sind, der Stator (13) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von einer Dichthülle umschlossen ist, die Dichthülle eine Gleitlagerung für das wenigstens eine Laufrad (18) bildet und wenigstens ein Laufrad (18) an der Gleitlagerung der Dichthülle gelagert ist, wobei der Stator (13) wenigstens eine Öffnung aufweist und die wenigstens eine Öffnung mit der Dichthülle gefüllt ist und die Gleitlagerung an der wenigstens einen Öffnung je eine Einbuchtung aufweist.

Description

Beschreibung Titel
Pumpe mit Elektromotor
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpe mit Elektromotor gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 3, ein Verfahren zur Herstellung eine Pumpe mit Elektromotor gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 8 und 12 und ein Hochdruckeinspritzsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 15.
Stand der Technik
Pumpen mit Elektromotor werden für die verschiedensten technischen
Anwendungen zum Fördern eines Fluides eingesetzt. Beispielsweise dienen Kraftstoffpumpen zum Fördern von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor. Der Elektromotor der Pumpe umfasst einen Stator sowie einen Rotor mit
Permanentmagneten.
Dabei sind der Elektromotor und die Pumpe innerhalb eines Gehäuses angeordnet. Innerhalb des Gehäuses entsteht somit ein Raum, insbesondere ein Arbeitsraum, in dem sich das zu fördernde Fluid befindet. Außerhalb des Gehäuses können Stoffe angeordnet sein, zum Beispiel Flüssigkeiten, wie Salzwasser, deren Eindringen innerhalb des Gehäuses der Pumpe zu verhindern ist, weil diese beispielsweise Schäden an dem Stator durch Korrosion
verursachen können. Auch Feststoffe, wie beispielsweise
Staubverschmutzungen oder kleinste Partikel können bei einem Eindringen in dem von dem Gehäuse eingeschlossenen Innenraum sowohl am Elektromotor als auch an der Pumpe Schäden verursachen.
Aus diesem Grund ist es erforderlich, die Pumpe mit dem Elektromotor dauerhaft fluiddicht abzudichten, um einerseits ein Austreten des zu fördernden Fluides, zum Beispiel Kraftstoff, nach außerhalb des Gehäuses zu verhindern und andererseits schädigende Stoffe oder Medien vor dem Eindringen in dem von dem Gehäuse eingeschlossenen Innenraum mit der Pumpe und dem
Elektromotor zu verhindern. Es ist bekannt, den Stator mit einer Dichthülle aus Kunststoff fluiddicht zu umschließen.
Dabei weist das Gehäuse der Pumpe mit Elektromotor eine Saug-Portingöffnung und eine Druck-Portingöffnung auf, durch welche das zu fördernde Fluid in die Pumpe ein- und ausgeleitet wird. Für eine gute Funktionsfähigkeit der Pumpe ist der Arbeitsraum, welcher sich insbesondere an einem Laufrad mit
Förderelementen ausbildet, relativ zu der Saug-Portingöffnung und der Druck- Portingöffnung zu positionieren, um ein im Wesentlichen Strömungsverlustfreies ein- und ausleiten des zu fördernden Fluides zu gewährleisten.
Die DE 299 13 367 111 zeigt eine Innenzahnradpumpe mit wenigstens einem innenverzahnten Hohlrad und einem damit kämmenden, außen verzahnten Laufrad, mit oder ohne Sichel, und mit einem elektrischen Antrieb, der dadurch gebildet ist, dass das Hohlrad das Innere eines Rotors eines bürstenlosen Elektromotors und dem Rotor benachbart ein Stator angeordnet ist, wobei der das Hohlrad enthaltende Rotor außenseitig von einem Lager oder einem
Gleitlager drehbar gehalten ist, wobei der Stator gegenüber dem Rotor und gegenüber dem Inneren der Pumpe dadurch abgeschirmt und abgedichtet ist, dass das zwischen Stator und Rotor befindliche Lager oder Gleitlager für Flüssigkeit undurchlässig und an seinen beiden Stirnseiten jeweils mit einem Abschlussdeckel dicht verbunden ist.
Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäße Pumpe mit Elektromotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zum Fördern eines Fluides, umfassend wenigstens ein Laufrad mit
Förderelementen, von dem um eine Rotationsachse eine Rotationsbewegung ausführbar ist, einen an dem wenigstens einen Laufrad vorhandenen
Arbeitsraum, einen Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor, ein Gehäuse mit einer Saug-Portingöffnung zum Einleiten des zu förderndes Fluides in den Arbeitsraum und einer Druck-Portingöffnung zum Ausleiten des zu fördernden Fluides aus dem Arbeitsraum, wobei das wenigstens eine Laufrad mit den Förderelementen und der Elektromotor innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, der Stator wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von einer Dichthülle umschlossen ist und die Dichthülle mit wenigstens einer
Funktionsgeometrie, vorzugsweise mit wenigstens zwei oder drei
Funktionsgeometrien, versehen ist zur Positionierung des wenigstens einen Laufrades und/oder des Arbeitsraumes relativ zu der Saug-Portingöffnung und der Druck-Portingöffnung, das Gehäuse mit wenigstens einer
Gegenfunktionsgeometrie, vorzugsweise mit wenigstens zwei oder drei
Gegenfunktionsgeometrien, zur Positionierung des Laufrades und/oder des Arbeitsraumes relativ zu der Saug-Portingöffnung und der Druck-Portingöffnung versehen ist indem die wenigstens eine Funktionsgeometrie in Wirkverbindung mit der wenigstens einen Gegenfunktionsgeometrie steht, wobei die wenigstens eine Funktionsgeometrie als eine Stufe an der Dichthülle und die wenigstens eine Gegenfunktionsgeometrie als eine Stufe an dem Gehäuse ausgebildet ist und die Stufe an der Dichthülle unmittelbar an der Stufe an dem Gehäuse aufliegt. Vorzugsweise ist die Stufe ringförmig.
Insbesondere ist das Gehäuse oder ein Teil des Gehäuses, insbesondere ein Gehäusedeckel, mit der Saug-Portingöffnung und der Druck-Portingöffnung sowie mit der wenigstens einen Gegenfunktionsgeometrie einteilig ausgebildet. Das Gehäuse oder der Teil des Gehäuses mit der Saug-Portingöffnung der Druck-Portingöffnung und der wenigstens einen Gegenfunktionsgeometrie ist somit an einem Teil des Gehäuses ausgebildet und dadurch treten bei einer Herstellung beispielsweise mittels eines Aluminiumdruckgussverfahrens an dem Teil des Gehäuses zwischen den Saug- und Druck-Portingöffnungen sowie der wenigstens einen Gegenfunktionsgeometrie nur sehr geringe Maßabweichungen auf. Dadurch ist eine sehr genaue Positionierung des wenigstens einen
Laufrades und/oder des Arbeitsraumes bezüglich der Saug-Portingöffnung und der Druck-Portingöffnung möglich, da die wenigstens eine Funktionsgeometrie in Wirkverbindung mit der wenigstens einen Gegenfunktionsgeometrie steht.
Erfindungsgemäße Pumpe mit Elektromotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zum Fördern eines Fluides, umfassend wenigstens ein Laufrad mit
Förderelementen, von dem um eine Rotationsachse eine Rotationsbewegung ausführbar ist, einen an dem wenigstens einen Laufrad vorhandenen
Arbeitsraum, einen Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor, ein Gehäuse mit einer Saug-Portingöffnung zum Einleiten des zu förderndes Fluides in den Arbeitsraum und einer Druck-Portingöffnung zum Ausleiten des zu fördernden Fluides aus dem Arbeitsraum, wobei das wenigstens eine Laufrad mit den Förderelementen und der Elektromotor innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, der Stator wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von einer Dichthülle umschlossen ist, die Dichthülle eine Gleitlagerung für das wenigstens eine Laufrad bildet und wenigstens ein Laufrad an der Gleitlagerung der
Dichthülle gelagert ist, wobei der Stator wenigstens eine Öffnung aufweist und die wenigstens eine Öffnung mit der Dichthülle gefüllt ist und die Gleitlagerung an der wenigstens einen Öffnung je eine Einbuchtung aufweist. Die wenigstens eine Einbuchtung an der Gleitlagerung an der Dichthülle ermöglicht es, dass sich der hydrodynamische Schmierkeil zwischen dem Außenzahnrad bzw. dem
wenigstens einem Laufrad und der Gleitlagerung besser ausbilden kann, da eine Schmierung bei einer Förderung beispielsweise von Kraftstoff mit der Pumpe mittels des Kraftstoffes erfolgt. Zweckmäßig weist an der wenigstens einen Einbuchtung die Gleitlagerung einen um wenigstens 0, 1 mm, 0,5 mm, 1 mm oder 2 mm größeren Abstand zu der Rotationsachse des an der Gleitlagerung gelagerten Laufrades auf als außerhalb der wenigstens einen Einbuchtung.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst der Stator einen weichmagnetischen Kern, insbesondere ein Blechpaket, und die wenigstens eine Öffnung des Stators ist an dem weichmagnetischen Kern, insbesondere dem Blechpaket, ausgebildet. Das Blechpaket benötigt die wenigstens eine Öffnung aus magnetischen und/oder mechanischen Gründen. Diese wenigstens eine Öffnung des
Blechpaketes wird einerseits dazu ausgenützt, dass dadurch eine bessere formschlüssige Verbindung zwischen der Dichthülle und dem Blechpaket und damit auch dem Stator hergestellt wird, da die Dichthülle insbesondere aus Kunststoff, in die wenigstens eine Öffnung eingeleitet wird.
In einer ergänzenden Ausführungsform steht die wenigstens eine Öffnung im Wesentlichen senkrecht auf einer Rotationsachse des wenigstens einen
Laufrades. Vorzugsweise ist das wenigstens eine Laufrad an der Dichthülle mittelbar oder unmittelbar gelagert und/oder die Pumpe ist in den Elektromotor integriert oder umgekehrt, indem der Rotor von dem wenigstens einen Laufrad gebildet ist, und/oder die Dichthülle wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Kunststoff besteht.
In einer Variante ist die Pumpe eine Zahnradpumpe, insbesondere
Innenzahnradpumpe, so dass die Pumpe zwei Laufräder als Zahnräder, insbesondere ein Innen- und Außenzahnrad, umfasst.
Erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Pumpe mit Elektromotor, insbesondere einer in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Pumpe mit Elektromotor, zum Fördern eines Fluides, mit den Schritten: zur Verfügung stellen wenigstens eines Laufrades mit Förderelementen, zur Verfügung stellen eines Gehäuses mit einer Saug-Portingöffnung zum Einleiten des zu förderndes Fluides in den Arbeitsraum und mit einer Druck-Portingöffnung zum Ausleiten des zu fördernden Fluides aus dem Arbeitsraum und mit wenigstens einer Gegenfunktionsgeometrie, zur Verfügung stellen eines Elektromotors mit einem Stator und einem Rotor zum Antrieb der Pumpe, wobei das wenigstens eine Laufrad mit den Förderelementen und der Elektromotor innerhalb des Gehäuses angeordnet werden, Montieren des Laufrades mit Förderelementen und des Elektromotors innerhalb des Gehäuses zu der Pumpe mit Elektromotor, so dass sich an dem wenigstens einen Laufrad ein Arbeitsraum ausbildet, der Stator von einer Dichthülle umschlossen wird und an der Dichthülle wenigstens eine Funktionsgeometrie, vorzugsweise wenigstens zwei oder drei
Funktionsgeometrien, zur Verfügung gestellt wird bzw. werden und mit der wenigstens einen Funktionsgeometrie das wenigstens eine Laufrad und/oder der Arbeitsraum relativ zu der Saug-Portingöffnung und der Druck-Portingöffnung positioniert wird, wobei das Gehäuse oder ein Teil des Gehäuses, insbesondere ein Gehäusedeckel, mit der Saug-Portingöffnung, mit der Druck-Portingöffnung und mit der wenigstens einen Gegenfunktionsgeometrie beim Urformen einteilig hergestellt werden.
Das Gehäuse oder der Teil des Gehäuses mit der Saug-Portingöffnung, der Druck-Portingöffnung und mit der wenigstens einen Gegenfunktionsgeometrie werden beim Urformen des Gehäuses oder des Teiles des Gehäuses einteilig hergestellt, so dass dadurch sehr geringe Maßabweichungen zwischen der Saug- und Druck-Portingöffnung sowie der wenigstens einen
Gegenfunktionsgeometrie bestehen. Die wenigstens eine Funktionsgeometrie an der Dichthülle wird mit der wenigstens einen Gegenfunktionsgeometrie in Wirkverbindung bzw. Verbindung gebracht, so dass Maßabweichungen zwischen der Gegenfunktionsgeometrie und der Saug- und Druck-Portingöffnung auch zu Maßabweichungen bei der Ausrichtung des wenigstens einen Laufrades und/oder des Arbeitsraumes zu der Saug-Portingöffnung und der Druck- Portingöffnung führen. Aufgrund der einteiligen Herstellung treten dadurch sehr geringe Maßabweichungen zwischen der Saug-Portingöffnung und der Druck-
Portingöffnung und der wenigstens einen Gegenfunktionsgeometrie an dem Teil des Gehäuses auf, so dass dadurch eine sehr genaue Positionierung des wenigstens einen Laufrades und/oder des Arbeitsraumes bezüglich der Saug- Portingöffnung und der Druck-Portingöffnung möglich ist.
Zweckmäßig werden das Gehäuse oder der Teil des Gehäuses, insbesondere der Gehäusedeckel, aus Metall mit nur einem Gusswerkzeugformteil hergestellt und das nur eine Gusswerkzeugformteil weist Gießgeometrien für die Saug- Portingöffnung, die Druck-Portingöffnung und die wenigstens eine
Gegenfunktionsgeometrie auf.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Stator mit Spritzgießen aus
Kunststoff von der Dichthülle umschlossen. Insbesondere wird das Gehäuse oder der Teil des Gehäuses mit der wenigstens einen Gegenfunktionsgeometrie und mit der Saug-Portingöffnung und mit der Druck-Portingöffnung mit Urformen, vorzugsweise Aluminiumdruckguss oder Aluminiumkokillenguss, hergestellt, vorzugsweise ohne eine spanabhebende Bearbeitung und/oder die wenigstens eine Funktionsgeometrie an der Dichthülle wird in Wirkverbindung, insbesondere als mittelbare oder unmittelbare
formschlüssige Verbindung, mit der wenigstens einen Gegenfunktionsgeometrie gebracht. Eine spanabhebende Bearbeitung ist im Allgemeinen nicht erforderlich, weil das beim Aluminiumdruckguss oder Aluminiumkokillenguss hergestellte Gehäuse oder Teil des Gehäuses mit einer ausreichenden Genauigkeit hergestellt werden kann. Die Saug-Portingöffnung und Druck-Portingöffnung ist somit mit einer ausreichenden Genauigkeit bezüglich der wenigstens einen Gegenfunktionsgeometrie an dem Gehäuse oder des Teiles des Gehäuses ausgebildet. Dadurch ist in vorteilhafter Weise keine kostenaufwendige spanabhebende Bearbeitung des Gehäuses erforderlich.
Erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Pumpe mit Elektromotor, insbesondere einer in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Pumpe mit Elektromotor, zum Fördern eines Fluides, mit den Schritten: zur Verfügung stellen wenigstens eines Laufrades mit Förderelementen, zur Verfügung stellen eines Gehäuses mit einer Saug-Portingöffnung zum Einleiten des zu förderndes Fluides in den Arbeitsraum und mit einer Druck-Portingöffnung zum Ausleiten des zu fördernden Fluides aus dem Arbeitsraum und mit wenigstens einer Gegenfunktionsgeometrie, zur Verfügung stellen eines Elektromotors mit einem Stator und einem Rotor zum Antrieb der Pumpe, wobei das wenigstens eine Laufrad mit den Förderelementen und der Elektromotor innerhalb des Gehäuses angeordnet werden, Montieren des Laufrades mit Förderelementen und des Elektromotors innerhalb des Gehäuses zu der Pumpe mit Elektromotor, so dass sich an dem Laufrad ein Arbeitsraum ausbildet, der Stator von einer Dichthülle umschlossen wird, von der Dichthülle eine Gleitlagerung für das wenigstens eine Laufrad gebildet wird, wobei beim Umschließen des Stators mit der Dichthülle die Dichthülle in wenigsten eine Öffnung an dem Stators eingebracht wird und von der Gleitlagerung an der wenigstens einen Öffnung je eine Einbuchtung gebildet wird. Die wenigstens eine Öffnung ist an dem Stator erforderlich aus
magnetischen und/oder mechanischen Gründen und in diese wenigstens eine Öffnung wird beim Umschließen des Stators die Dichthülle eingebracht, so dass dadurch zusätzlich eine formschlüssige Verbindung zwischen der Dichthülle und dem Stator hergestellt wird. Aufgrund dieses Einfügens der Dichthülle, insbesondere aus Kunststoff, in die wenigstens eine Öffnung an dem Stator werden Einbuchtungen an der wenigstens einen Öffnung gebildet und dadurch kann ein hydrodynamischer Schmierkeil bei einer unmittelbaren Lagerung wenigstens eines Laufrades an der Gleitlagerung der Dichthülle verbessert werden.
In einer weiteren Ausgestaltung wird die Dichthülle in wenigstens eine Öffnung an einem weichmagnetischen Kern, insbesondere einem Blechpaket, des Stators eingebracht. In einer ergänzenden Variante wird die je eine Einbuchtung an der Gleitlagerung während eines Schwindens der Dichthülle gebildet. Beim Erhärten des thermoplastischen Kunststoffes tritt ein Schwindungsprozess auf, welcher dazu führt, dass an der Gleitlagerung im Bereich oder an der wenigstens einen Öffnung des Stators die jeweilige Einbuchtung gebildet wird.
Zweckmäßig wird ein Innen- und Außenzahnrad als das wenigstens eine Laufrad zur Verfügung gestellt. Das Laufrad kann dabei an der Dichthülle unmittelbar gelagert sein, indem das
Laufrad, z. B. ein Außenzahnrad, unmittelbar auf der Dichthülle aufliegt oder das Laufrad kann mittelbar an der Dichthülle gelagert sein, indem z. B. auf die Dichthülle ein Gleitlagerring befestigt ist und auch der Gleitlagerring die
Einbuchtung aufweist und auf dem Gleitlagerring, welcher an der Dichthülle befestigt ist, das Laufrad, z. B. ein Außenzahnrad, als Gleitlagerung gelagert ist.
Bei einer unmittelbaren Lagerung des Laufrades, insbesondere des
Außenzahnrades, an der Dichthülle kann das Material der Dichthülle auch unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen und/oder aus einem unterschiedlichen Material, insbesondere aus unterschiedlichem Kunststoff bestehen, beispielsweise mit einem 2K-Spritzgussverfahren hergestellt sein. An der Gleitlagerung bzw. einem Innendurchmesser der Dichthülle besteht die Dichthülle aus einem für die Gleitlagerung geeigneten Kunststoff mit einer höheren Abriebbeständigkeit als außerhalb der Gleitlagerung wo keine hohe Abriebbeständigkeit erforderlich ist.
In einer ergänzenden Ausgestaltung ist der Kunststoff mit wärmeleitenden Zusatzstoffen, z. B. Keramik und/oder Kohlenstoff, versehen, um die
Wärmeleitfähigkeit der Dichthülle zu erhöhen. Dadurch kann die in dem Stator entstehende Wärme besser durch die Dichthülle an die außenseitige Oberfläche der Dichthülle geleitet werden, d. h. der Stator besser gekühlt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung besteht zwischen der wenigstens einen
Funktionsgeometrie und wenigstens einer Gegenfunktionsgeometrie an dem Gehäuse eine mittelbare oder unmittelbare form- und/oder kraftschlüssige Verbindung. Die wenigstens eine Funktionsgeometrie an der Dichthülle und die wenigstens eine Gegenfunktionsgeometrie an den dem Gehäuse greifen dabei vorzugsweise formschlüssig ineinander, so dass dadurch der Stator mit der Dichthülle relativ zu dem Gehäuse mit der Saug-Portingöffnung und der Druck- Portingöffnung positioniert ist aufgrund der geometrischen Ausrichtung der wenigstens einen Funktionsgeometrie an der Dichthülle und der wenigstens einen Gegenfunktionsgeometrie an dem Gehäuse. Als Gehäuse wird dabei vorzugsweise jedes Bauteil betrachtet, welches die wenigstens einen
Gegenfunktionsgeometrie aufweist.
In einer ergänzenden Ausführungsform ist die wenigstens eine
Funktionsgeometrie als wenigstens eine Auswölbung ausgebildet und/oder die wenigstens Gegenfunktionsgeometrie ist als Ausnehmung ausgebildet oder umgekehrt und vorzugsweise ist die wenigstens eine Auswölbung in der wenigstens einen Ausnehmung formschlüssig befestigt.
Vorzugsweise weist die wenigstens eine Auswölbung eine konische Geometrie, z. B. als Zentrierkegel, auf.
In einer Variante ist die wenigstens einen Ausnehmung als eine Bohrung, vorzugsweise mit einer kreisförmigen oder rechteckförmigen Querschnittsform, ausgebildet.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist die Dichthülle als eine Umspritzung oder Aufschrumpfung oder Kapselung ausgebildet und/oder die Dichthülle ist stoffschlüssig mit dem Stator verbunden. Die Dichthülle wird dadurch mittels Spritzgießen bei einer Umspritzung oder durch Aufschrumpfen, beispielsweise als ein Schrumpfschlauch oder ein Schrumpfgebilde auf den Stator aufgebracht.
In einer ergänzenden Ausführungsform sind in den Rotor Permanentmagnete integriert und die Permanentmagnete sind in das Laufrad integriert, so dass der Rotor von dem Laufrad gebildet ist.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die Förderelemente Schaufeln oder Zähne eines Zahnrades.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung sind der weichmagnetische Kern und die Wicklungen als Elektromagnete vollständig von der Dichthülle umschlossen und die elektrischen Kontaktelemente sind teilweise von der Dichthülle umschlossen, so dass ein Teil der Kontaktelemente außerhalb der Dichthülle angeordnet ist.
In einer ergänzenden Ausführungsform ist der Stator, insbesondere der weichmagnetische Kern, die Wicklungen und teilweise die elektrischen
Kontaktelemente, fluiddicht von der Dichthülle eingeschlossen.
Erfindungsgemäßes Hochdruck-Einspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Hochdruckpumpe, ein Hochdruck-Rail, eine elektrische Vorförderpumpe zum Fördern eines Kraftstoffes von einem Kraftstofftank zu der Hochdruckpumpe, wobei die elektrische
Vorförderpumpe als eine in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Pumpe mit Elektromotor ausgebildet ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Pumpe in den Elektromotor oder umgekehrt integriert, vorzugsweise stellen die Pumpe und der Elektromotor untrennbare Baueinheiten dar.
In einer weiteren Ausgestaltung besteht der Rotor teilweise aus Blechplatten. Vorzugsweise sind die Blechplatten mit einer Isolierschicht umgegeben. Die Isolierung um die Blechplatten sowie die Ausbildung des übrigen Rotors aus Blechplatten hat die Aufgabe, dass im Rotor keine oder nur sehr geringe
Wirbelströme auftreten.
In einer weiteren Ausgestaltung besteht der Rotor wenigstens teilweise, insbesondere vollständig aus Sinterstahl.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Pumpe eine Außenzahnradpumpe oder eine Kreiselpumpe oder eine Flügelzellenpumpe.
Zweckmäßig umfasst die Pumpe mit, vorzugsweise integriertem, Elektromotor eine, vorzugsweise elektronische, Steuerungseinheit zur Steuerung der
Bestromung der Elektromagnete.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist die Pumpe eine Strömungsmaschine. Zweckmäßig besteht das Gehäuse der Vorförderpumpe und/oder das Gehäuse der Hochdruckpumpe und/oder das Innen- und/oder Außenzahnrad wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Metall, z. B. Stahl oder Aluminium.
Insbesondere ist die Förderleistung der elektrischen Vorförderpumpe steuerbar und/oder regelbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine stark schematisierte Ansicht eines Hochdruckeinspritzsystems,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Vorförderpumpe ohne Gehäuse und eines Stators ohne Dichthülle,
Fig. 3 eine Explosionsdarstellung der Vorförderpumpe gemäß Fig. 2,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Stators mit Dichthülle und
zwei Dichtringen ohne Funktionsgeometrie,
Fig. 5 einen Schnitt des Stators mit Dichthülle gemäß Fig. 4,
Fig. 6 einen Schnitt des Stators mit Dichthülle und eines Gehäusedeckels mit Funktions- und Gegenfunktionsgeometrie in einem ersten
Ausführungsbeispiel,
Fig. 7 eine Detaildarstellung aus Fig. 6 der Funktionsgeometrie vor einer Deformation der Funktionsgeometrie,
Fig. 8 eine Detaildarstellung aus Fig. 6 der Funktionsgeometrie nach einer Deformation der Funktionsgeometrie,
Fig. 9 einen Schnitt des Stators mit Dichthülle und eines Gehäusedeckels mit Funktions- und Gegenfunktionsgeometrie in einem zweiten
Ausführungsbeispiel und eine Ansicht eines Gusswerkzeugformteiles,
Fig. 10 einen Schnitt des Stators mit Dichthülle und eines Gehäusedeckels mit Funktions- und Gegenfunktionsgeometrie in einem dritten
Ausführungsbeispiel,
Fig. 1 1 einen Schnitt eines Blechpaketes des Stators mit der Dichthülle als Gleitlagerung für das Außenzahnrad und
Fig. 12 eine Ansicht eines Kraftfahrzeuges.
Ausführungsformen der Erfindung
In Fig. 1 ist eine Pumpenanordnung 1 eines Hochdruckeinspritzsystems 2 dargestellt. Eine elektrische Vorförderpumpe 3 fördert aus einem Kraftstofftank 41 durch eine Kraftstoffleitung 35 Kraftstoff. Anschließend wird der Kraftstoff von der elektrischen Vorförderpumpe 3 zu einer Hochdruckpumpe 7 gefördert. Die Hochdruckpumpe 7 ist von einem Verbrennungsmotor 39 mittels einer
Antriebswelle 44 angetrieben.
Die elektrische Vorförderpumpe 3 weist einen Elektromotor 4 und eine Pumpe 5 auf (Fig. 2 und 3). Dabei ist der Elektromotor 4 der Pumpe 5 in die Pumpe 5 integriert und ferner ist die elektrische Vorförderpumpe 3 an der
Hochdruckpumpe 7 unmittelbar angeordnet. Die Hochdruckpumpe 7 fördert Kraftstoff unter Hochdruck, beispielsweise einem Druck von 1000, 3000 oder 4000 bar durch eine Hochdruckkraftstoffleitung 36 zu einem Hochdruck-Rail 42. Von dem Hochdruck-Rail 42 wird der Kraftstoff unter Hochdruck von einem Injektor 43 einem nicht dargestellten Verbrennungsraum des
Verbrennungsmotors 39 zugeführt. Der nicht für die Verbrennung benötigte Kraftstoff wird mittels einer Rücklaufkraftstoffleitung 37 wieder zu dem
Kraftstofftank 41 zurückgeführt. Eine Portingöffnung 28 als Druck-Portingöffnung 30 (Fig. 2) der elektrischen Vorförderpumpe 3 sind ohne eine externe Verbindung mit der Hochdruckpumpe 7 verbunden (Fig. 1 und 3). Die Anbauposition der elektrischen Vorförderpumpe 3 an der Hochdruckpumpe 7 ist dabei dahingehend gewählt, dass durch kurze hydraulische Verbindungen der Kraftstoff von der Druckseite der Vorförderpumpe 3 zu der Saugseite der Hochdruckpumpe 7 geleitet werden kann. In der Kraftstoffleitung 35 von dem Kraftstofftank 41 zu der elektrischen Vorförderpumpe 3 ist ein Kraftstofffilter 38 eingebaut. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Kraftstoffleitung 35 vom Kraftstofftank 41 zu der elektrischen Vorförderpumpe 3 kostengünstig ausgebildet werden, da sie keinem Überdruck standhalten muss. Der Elektromotor 4 (Fig. 2 und 3) der elektrischen Vorförderpumpe 3 wird mit Drehstrom bzw. Wechselstrom betrieben und ist in der Leistung steuerbar und/oder regelbar. Der Drehstrom bzw. Wechselstrom für den Elektromotor 4 wird von einer nicht dargestellten Leistungselektronik aus einem Gleichspannungsnetz eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges 40 zur Verfügung gestellt. Die elektrische Vorförderpumpe 3 ist damit eine elektronisch kummutierte Vorförderpumpe 3.
Die elektrische Vorförderpumpe 3 weist ein Gehäuse 8 mit einem Gehäusetopf 10 und einem Gehäusedeckel 9 auf (Fig. 3). Innerhalb des Gehäuses 8 der Vorförderpumpe 3 sind die Pumpe 5 als Innenzahnradpumpe 6 bzw.
Zahnradpumpe 26 und der Elektromotor 4 angeordnet. Der Gehäusetopf 10 ist mit einer Aussparung 57 versehen. Der Elektromotor 4 weist einen Stator 13 mit Wicklungen 14 als Elektromagnete 15 und einen Weicheisenkern 45 als weichmagnetischen Kern 32 auf, der als ein Blechpaket 33 ausgebildet ist.
Innerhalb des Stators 13 ist die Pumpe 5 als Innenzahnradpumpe 6 mit einem Innenzahnrad 22 mit einem Innenzahnring 23 und ein Außenzahnrad 24 mit einem Außenzahnring 25 positioniert. Das Innen- und Außenzahnrad 22, 24 stellt damit ein Zahnrad 20 und ein Laufrad 18 dar und der Innen- und Außenzahnring 23, 25 weisen Zähne 21 als Förderelemente 19 auf. Zwischen dem Innen- und Außenzahnrad 22, 24 bildet sich ein Arbeitsraum 47 aus. In das Außenzahnrad 24 sind Permanentmagnete 17 eingebaut, so dass das Außenzahnrad 24 auch einen Rotor 16 des Elektromotors 4 bildet. Der Elektromotor 4 ist damit in die Pumpe 5 integriert bzw. umgekehrt. Die Elektromagnete 15 des Stators 13 werden abwechselnd bestromt, so dass aufgrund des sich an den
Elektromagneten 15 entstehenden Magnetfeldes der Rotor 16 bzw. das
Außenzahnrad 24 in eine Rotationsbewegung um eine Rotationsachse 27 versetzt wird. Der Gehäusedeckel 9 dient als Lager 1 1 bzw. Axiallager 11 bzw. Gleitlager 1 1 für das Innen- bzw. Außenzahnrad 22, 24. Ferner sind in den Gehäusedeckel 9 eine Saug-Portingöffnung 29 bzw. ein Saugkanal 29 und die Druck-Portingöffnung 30 bzw. ein Druckkanal 30, jeweils als Portingöffnungen 28, eingearbeitet. Durch die Saug-Portingöffnung 29 strömt das zu fördernde Fluid, nämlich Kraftstoff, in die Vorförderpumpe 3 ein aus der Druck-Portingöffnung 30 strömt der Kraftstoff wieder aus der Vorförderpumpe 3 aus. Außerdem weist der Gehäusetopf 9 und der Gehäusedeckel 10 jeweils drei Bohrungen 46 auf, in denen nicht dargestellte Schrauben zum Zusammenschrauben des Gehäusetopfes 9 und des
Gehäusedeckels 10 positioniert sind.
In Fig. 4 und 5 ist der Stators 3 dargestellt, welcher von einer Dichthülle 31 als Kapselung umschlossen ist. Die Dichthülle 31 stellt dabei eine Umspritzung 31 oder eine Aufspritzung 31 dar und ist mittels Spritzgießen in einem
Spritzgusswerkzeug hergestellt und dabei mit dem Stator 31 stoffschlüssig verbunden. Dabei sind von der Dichthülle 31 als Komponenten des Stators 13 sowohl die Elektromagnete 15 als auch der Weicheisenkern 45 des Stators 13 von der Dichthülle 31 vollständig umschlossen. Ein elektrisches Kontaktelement 34 als weitere Komponente des Stators 13 umfasst das Kontaktpin 48 und die Kontaktleitung 49. An dem Stator 13 sind dabei mehrere Kontaktpins 48 mit zugeordneten Kontaktleitungen 49 vorhanden, sodass der Stator 13 damit auch mehrere elektrische Kontaktelemente 34 aufweist. In Fig. 5 ist nur ein
elektrisches Kontaktelement 34 dargestellt. Mittels der elektrischen
Kontaktelemente 34 werden die Wicklungen 14 mit Wicklungsdrähten 56 des Stators 13 bestromt. Die Kontaktpins 48 sind dabei teilweise nicht von der Dichthülle 31 aus thermoplastischem Kunststoff umschlossen, sodass an diesem, nicht von der Dichthülle 31 umschlossenen Teil der elektrischen
Kontaktelemente 34 diese mit nicht dargestellten Gegenkontaktelementen in mechanische und elektrische Verbindung gebracht werden können zur
Bestromung der Wcklungen 14 des Stators 13. Die Dichthülle 31 weist dabei ferner einen Steckkragen 55 auf. Der Steckkragen 55 (Fig. 4 und 5) ist dabei nach der Montage der elektrischen Vorförderpumpe 3 in der Aussparung 57 des Gehäusetopfes 10 angeordnet (nicht dargestellt). Die Dichthülle 31 weist zwei Nuten 51 zur Aufnahme je eines Dichtrings 54 auf.
Mittels der beiden vollständig umlaufenden Dichtringe 54 als Dichtungen 53 kann der Steckkragen 55 als auch die Dichthülle 31 bezüglich des Gehäusetopfes 10 und des Gehäusedeckels 9 fluiddicht abgedichtet werden. Die beiden Dichtringe 54 verhindern somit einerseits ein Eindringen von schädigenden Medien in den von dem Gehäuse 8 eingeschlossenen Innenraum und andererseits kann das von der Innenzahnradpumpe 6 geförderte Fluid, nämlich Kraftstoff, nicht nach außerhalb des Gehäuses 8 gelangen. Die Nuten 51 weisen dabei zu der Rotationsachse 27 einen größeren Abstand auf als die Wicklungen 14. Die Nuten 51 sind dadurch an einem Außendurchmesser des Stators 13 bzw. der Dichthülle 31 angeordnet, sodass dadurch für die Nuten 51 kein zusätzlicher radialer Bauraum zwischen den Wicklungen 14 und dem Außenzahnrad 24 benötigt wird.
Die Dichthülle 31 bildet eine Gleitlagerung 66 für das Außenzahnrad 24.
In den Fig. 6 bis 8 ist erstes Ausführungsbeispiel zur Ausführung von
Funktionsgeometrien 50 an der Dichthülle 31 und von Gegenfunktionsgeometrien 58 an dem Gehäuse 8, nämlich dem Gehäusedeckel 9 als ein Teil 12 des
Gehäuses 8 dargestellt. Vom Stator 13 sind in den Fig. 6 bis 8 nur die Dichthülle 31 abgebildet. Die Dichthülle 31 weist dabei drei Funktionsgeometrien 50 auf, von denen in Fig. 6 zwei und in Fig. 7 und 8 nur eine dargestellt ist. Die
Funktionsgeometrie 50 stellt dabei eine Auswölbung 59 dar, welche als
Zentrierkegel 60 ausgebildet ist. Innerhalb des Zentrierkegels 60 ist zentrisch ein
Verformungskanal 61 vorhanden. Die drei Zentrierkegel 60 an der Dichthülle 31 weisen dabei elastische Eigenschaften auf. Dabei kann der übrige Teil der Dichthülle 31 ebenfalls diese elastische Eigenschaften aufweisen oder nur der Zentrierkegel 60, d. h. die Funktionsgeometrien 50, weisen diese Eigenschaften auf, so dass in diesem letzten Fall die Dichthülle 31 mit den Funktionsgeometrien
50 mittels eines 2K-Spritzgussverfahrens hergestellt ist mit unterschiedlichen elastischen Eigenschaften der Dichthülle 31. An dem Gehäusedeckel 9 sind die drei Gegenfunktionsgeometrien 58 vorhanden, welche als Bohrungen 65 ausgebildete Ausnehmungen 64 sind. Der Gehäusedeckel 9 bzw. das Teil 12 des Gehäuses 8 ist dabei mittels eines Aluminiumdruckgussverfahrens aus
Aluminium hergestellt und beim Herstellen mittels des
Aluminiumdruckgussverfahrens werden sowohl die Gegenfunktionsgeometrien 58 als Ausnehmungen 64 als auch die Saug-Portingöffnung 29 und die Druck- Portingöffnung 30 mit hergestellt. Dadurch ist in vorteilhafter Weise keine aufwendige zusätzliche Nachbearbeitung, insbesondere spanabhebend nach dem Urformen des Gehäusedeckels 9, erforderlich und bereits nach dem Urformen des Gehäusedeckels 9 sind die Gegenfunktionsgeometrien 58 und die Saug- und Druck-Portingöffnung 29, 30 vorhanden. Das Außenzahnrad 24 ist mittelbar oder unmittelbar an der Dichthülle 31 gelagert, so dass aufgrund einer Positionierung der Dichthülle 31 relativ zu dem Gehäusedeckel 9 auch die Position des Arbeitsraumes 47 und des Innen- und Außenzahnrades 22, 24 relativ zu dem Gehäusedeckel 9 dadurch vorgegeben ist. Bei der Montage der elektrischen Vorförderpumpe 3 wird zunächst die Dichthülle 31 auf den
Gehäusedeckel 9 dahingehend aufgelegt, dass die konischen Zentrierkegel 60 gemäß der Darstellung in Fig. 7 aus den Begrenzungen des Gehäusedeckels 9 an den Bohrungen 65 aufliegen. Hierbei tritt in Fig. 7 keine oder im Wesentlichen keine elastische Verformung des elastischen Zentrierkegels 60 auf. Bei der Herstellung des Gehäusedeckels 9 mittels des Aluminiumdruckgussverfahrens treten geringfügige Herstellungsungenauigkeiten in der Größe bzw. dem
Durchmesser der Bohrung 65 auf. Um diese Ungenauigkeiten auszugleichen, weist der Zentrierkegel 60 am unteren Ende im Bereich der übrigen Dichthülle 31 einen größeren Durchmesser auf als die Bohrung 65, d. h. ein Übermaß. Bei der endgültigen Montage des Stators 13 mit der Dichthülle 31 an dem
Gehäusedeckel 9 wird die Dichthülle 31 mit dem Zentrierkegel 60 in die
Bohrungen 65 gemäß der Darstellung in Fig. 8 eingedrückt, so dass sich dadurch der Zentrierkegel 60 elastisch verformt. Die Verformung des Zentrierkegels 60 wird dabei auch zusätzlich dadurch erleichtert, dass dieser zentrisch den
Verformungskanal 61 aufweist, und sich in dem Bereich des unteren Endes des Verformungskanales 61 dieser wenigstens teilweise verschlossen wird. Dadurch ist es möglich, auch bei unterschiedlichen Größen der Bohrung 65 eine spaltfreie formschlüssige Verbindung zwischen dem Zentrierkegel 60 außenseitig und der
Bohrung 65 an dem Gehäusedeckel 9 zu erreichen. In dem in Fig. 6 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel der elektrischen Vorförderpumpe 3 wird die Abdichtung des Gehäuses 8 nach außen nicht mit der Funktionsgeometrie 50, d. h. dem Zentrierkegel 60, erreicht, sondern mittels der in Fig. 4 und 5
dargestellten Dichtungen 53 in der Nuten 51 , d. h. den Dichtungen 53 jeweils in den beiden Nuten 51.
In Fig. 9 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Ausbildung der Funktions- und Gegenfunktionsgeometrie 50, 58 an der elektrischen Vorförderpumpe 3 dargestellt. Die Gegenfunktionsgeometrie 58 an dem Gehäusedeckel 9 ist dabei als eine Stufe 62 ausgebildet und die Funktionsgeometrie 50 an der Dichthülle 31 ist ebenfalls als Stufe 62 ausgebildet. Die Stufe 62 ist dabei als an dem
Gehäusedeckel 9 als ein vollständig umlaufender Ring ausgebildet und die Stufe 62 an der Dichthülle 31 ist ebenfalls als ein vollständig umlaufender Ring ausgebildet und in Fig. 9 ist aufgrund der Schnittbildung der Ring nur einmal geschnitten und damit sind die beiden Stufen 62 in Fig. 9 nur einmal dargestellt.
Die beiden Stufen 62 sind innerhalb der Wicklungen 14 ausgebildet und an den beiden Stufen 62 liegen die Dichthülle 31 und der Gehäusedeckel 9 unmittelbar aufeinander. Außerdem ist zwischen der Dichthülle 31 und dem Gehäusedeckel 9 die Dichtung 53 als Dichtring 54 angeordnet, so dass das Gehäuse 8 der elektrischen Vorförderpumpe 3 nach außen fluiddicht abgedichtet ist.
In Fig. 10 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Funktions- und
Gegenfunktionsgeometrie 50, 58 der elektrischen Vorförderpumpe 3 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 beschrieben. Die Stufe 62 als dem
Gehäusedeckel 9 und an der Dichthülle 31 ist außerhalb der Wicklungen 14 und außerhalb der Dichtung 53 ausgebildet.
Mittels der Stufe 62 als Funktionsgeometrie 50 an der Dichthülle 31 und der Gegenfunktionsgeometrie 58 an dem Gehäusedeckel 9 wird der
Gehäusedeckel 9 ausreichend genau positioniert bzw. zentriert bezüglich dem Innen- und Außenzahnrad 22, 24. Dadurch sind die Saug-Portingöffnung 29 und die Druck-Portingöffnung 30 entsprechend zu dem Arbeitsraum 47 zwischen dem Innen- und Außenzahnrad 22, 24 in einer ausreichenden Genauigkeit positioniert. Der Gehäusedeckel 9 wird mittels eines
Aluminiumdruckgussverfahrens mit einem Gusswerkzeugformteil 68 (Fig. 9) hergestellt. Das Gusswerkzeugformteil 67 weist entsprechende
Gießgeometrien 68 auf, so dass dadurch an dem Gussdeckel 9 unter Anderem die Saug-Portingöffnung 29, die Druck-Portingöffnung 30 und die
Gegenfunktionsgeometrie 58 als Stufe 62 gebildet oder hergestellt werden. Diese
Gießgeometrien 69 sind dabei an nur einem Gusswerkzeugformteil 68 für den Gehäusedeckel 9 vorhanden, so dass dadurch beim
Aluminiumdruckgussverfahren nur sehr geringe Maßabweichungen zwischen der Gegenfunktionsgeometrie 58 und der Saug- und Druck-Portingöffnung 29, 30 vorhanden sind. Da die Dichthülle 31 mit der Funktionsgeometrie 50 an der
Gegenfunktionsgeometrie 58 zentriert oder ausgerichtet wird, treten dadurch auch nur sehr geringe Abweichungen in der Ausrichtung der Saug- Portingöffnung 29 und der Druck-Portingöffnung 30 bezüglich des Innen- und Außenzahnrades 22, 24 und des Arbeitsraumes 47 auf. In vorteilhafter Weise ist dadurch eine aufwendige spanabhebende Bearbeitung des Gehäusedeckels 9 für eine ausreichend genaue Positionierung der Saug-Portingöffnung und der
Druck-Portingöffnung 29, 30 bezüglich des Innen- und Außenzahnrades 22, 24 und des Arbeitsraumes 47 nicht erforderlich.
In Fig. 1 1 ist ein Schnitt des Blechpaketes 33 dargestellt. Das Blechpaket 33 weist aus magnetischen und mechanischen Gründen Öffnungen 63 auf. Beim Umspritzen des Stators 13 mit dem Kunststoff der Dichthülle 31 dringt der Kunststoff der Dichthülle 31 in diese Öffnungen 63 ein, so dass dadurch eine zusätzliche formschlüssige Verbindung zwischen der Dichthülle 31 und dem Stator 13 bzw. dem Blechpaket 33 gebildet wird. An der Dichthülle 31 ist an dem radialen inneren Ende die Gleitlagerung 66 für das Außenzahnrad 24
ausgebildet. Dabei ist das Außenzahnrad 24 unmittelbar an der Gleitlagerung 66 gelagert und bei einer Förderung von Kraftstoff mit der Pumpe 5 dient der Kraftstoff zur hydrodynamischen Schmierung zwischen dem Außenzahnrad 24 und der Gleitlagerung 66 an der Dichthülle 31. Beim Erhärten und Abkühlen des thermoplastischen Kunststoffes der Dichthülle 31 tritt ein Schwinden des Kunststoffes der Dichthülle 31 auf, so dass dadurch an der Gleitlagerung 66 im Bereich der Öffnungen 63 jeweils eine Einbuchtung 67 ausgebildet wird. Diese Einbuchtungen 67 unterstützen und fördern den Aufbau eines hydrodynamischen Schmierkeiles zwischen dem von der Pumpe 5 geförderten Fluid, insbesondere Kraftstoff, zwischen der Gleitlagerung 66 und dem Außenzahnrad 24.
Insgesamt betrachtet sind mit der erfindungsgemäßen Pumpe 5 mit
Elektromotor 4 wesentliche Vorteile verbunden. Der Gehäusedeckel 9 wird beim Urformen mittels eines Urformverfahrens, z. B. einem
Aluminiumdruckgussverfahren, einteilig mit dem Urformwerkzeug hergestellt und das Urformwerkzeug weist entsprechende Gießgeometrien 69 auf für die Saug- Portingöffnung 29, die Druck-Portingöffnung 30 und die wenigstens eine
Gegenfunktionsgeometrie 58, so dass dadurch beim Urformen sehr geringe Maßabweichungen zwischen der wenigstens einen Gegenfunktionsgeometrie 58 und der Saug-Portingöffnung 30 sowie der Druck-Portingöffnung 30 entsteht. Da die Dichthülle 31 mit dem Stator 13 mittels der Funktionsgeometrie 50 bezüglich des Gehäusedeckels 9 ausgerichtet wird und an der Dichthülle 31 das
Außenzahnrad 24 gelagert ist, treten dadurch nur sehr geringe
Maßabweichungen zwischen dem Innen- und Außenzahnrad 22, 24 und dem Arbeitsraum 47 und der Saug-Portingöffnung 29 und der Druck- Portingöffnung 30 auf. Die beim Schwinden des thermoplastischen Kunststoffes der Dichthülle 31 eintretenden sich bildenden Einbuchtungen 67 an der
Gleitlagerung 66 erhöhen und verbessern einen hydrodynamischen Schmierkeil zwischen der Gleitlagerung 66 und dem Außenzahnrad 24.

Claims

Pumpe (5) mit Elektromotor (4), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (40), zum Fördern eines Fluides, umfassend
- wenigstens ein Laufrad (18) mit Förderelementen (19), von dem um eine Rotationsachse (27) eine Rotationsbewegung ausführbar ist,
- einen an dem wenigstens einen Laufrad (18) vorhandenen
Arbeitsraum (47),
- einen Elektromotor (4) mit einem Stator (13) und einem Rotor (16),
- ein Gehäuse (8) mit einer Saug-Portingöffnung (29) zum Einleiten des zu förderndes Fluides in den Arbeitsraum (47) und einer Druck- Portingöffnung (30) zum Ausleiten des zu fördernden Fluides aus dem Arbeitsraum (47),
- wobei das wenigstens eine Laufrad (18) mit den Förderelementen (19) und der Elektromotor (4) innerhalb des Gehäuses (8)
angeordnet sind,
- der Stator (13) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von einer Dichthülle (31) umschlossen ist und die Dichthülle (31) mit wenigstens einer Funktionsgeometrie (50), vorzugsweise mit wenigstens zwei oder drei Funktionsgeometrien (50), versehen ist zur Positionierung des wenigstens einen Laufrades (18) und/oder des Arbeitsraumes (47) relativ zu der Saug-Portingöffnung (29) und der Druck-Portingöffnung (30),
- das Gehäuse (8) mit wenigstens einer Gegenfunktionsgeometrie (58), vorzugsweise mit wenigstens zwei oder drei
Gegenfunktionsgeometrien (58), zur Positionierung des Laufrades (18) und/oder des Arbeitsraumes (47) relativ zu der Saug- Portingöffnung (29) und der Druck-Portingöffnung (30) versehen ist indem die wenigstens eine Funktionsgeometrie (50) in
Wirkverbindung mit der wenigstens einen Gegenfunktionsgeometrie (58) steht, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Funktionsgeometrie (50) als eine Stufe (62) an der Dichthülle (31) und die wenigstens eine Gegenfunktionsgeometrie (58) als eine Stufe (62) an dem Gehäuse (8) ausgebildet ist und die Stufe (62) an der Dichthülle (31) unmittelbar an der Stufe (62) an dem Gehäuse (8) aufliegt.
Pumpe mit Elektromotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8) oder ein Teil (12) des Gehäuses (8), insbesondere ein Gehäusedeckel (9), mit der Saug-Portingöffnung (29) und der Druck- Portingöffnung (30) sowie mit der wenigstens einen
Gegenfunktionsgeometrie (58) einteilig ausgebildet ist.
Pumpe (5) mit Elektromotor (4), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (40), zum Fördern eines Fluides, umfassend
- wenigstens ein Laufrad (18) mit Förderelementen (19), von dem um eine Rotationsachse (27) eine Rotationsbewegung ausführbar ist,
- einen an dem wenigstens einen Laufrad (18) vorhandenen
Arbeitsraum (47),
- einen Elektromotor (4) mit einem Stator (13) und einem Rotor (16),
- ein Gehäuse (8) mit einer Saug-Portingöffnung (29) zum Einleiten des zu förderndes Fluides in den Arbeitsraum (47) und einer Druck- Portingöffnung (30) zum Ausleiten des zu fördernden Fluides aus dem Arbeitsraum (47),
- wobei das wenigstens eine Laufrad (18) mit den Förderelementen (19) und der Elektromotor (4) innerhalb des Gehäuses (8) angeordnet sind,
- der Stator (13) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von einer Dichthülle (31) umschlossen ist, - die Dichthülle (31) eine Gleitlagerung (66) für das wenigstens eine Laufrad (18) bildet und wenigstens ein Laufrad (18) an der
Gleitlagerung (66) der Dichthülle (31) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (13) wenigstens eine Öffnung (63) aufweist und die wenigstens eine Öffnung (63) mit der Dichthülle (31) gefüllt ist und die Gleitlagerung (66) an der wenigstens einen Öffnung (63) je eine Einbuchtung (67) aufweist.
4. Pumpe mit Elektromotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (13) einen weichmagnetischen Kern (32), insbesondere ein Blechpaket (33), umfasst und die wenigstens eine Öffnung (63) des Stators (13) an dem weichmagnetischen Kern (32), insbesondere dem Blechpaket (33), ausgebildet ist.
5. Pumpe mit Elektromotor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Öffnung (63) im Wesentlichen senkrecht auf einer Rotationsachse (27) des wenigstens einen Laufrades (18) steht.
6. Pumpe mit Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Laufrad (18) an der Dichthülle (31) mittelbar oder unmittelbar gelagert ist
und/oder
die Pumpe (5) in den Elektromotor (4) integriert ist oder umgekehrt, indem der Rotor (16) von dem wenigstens einen Laufrad (18) gebildet ist, und/oder
die Dichthülle (31) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Kunststoff besteht.
Pumpe mit Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (5) eine Zahnradpumpe (6), insbesondere
Innenzahnradpumpe (6), ist, so dass die Pumpe (5) zwei Laufräder als Zahnräder (20), insbesondere ein Innenzahnrad (22) und ein
Außenzahnrad(24), umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer Pumpe (5) mit Elektromotor (4), insbesondere einer Pumpe (5) mit Elektromotor (4) gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 , 2 und 5 bis 7, zum Fördern eines Fluides, mit den Schritten:
- zur Verfügung stellen wenigstens eines Laufrades (18) mit
Förderelementen (19),
- zur Verfügung stellen eines Gehäuses (8) mit einer Saug- Portingöffnung (29) zum Einleiten des zu förderndes Fluides in den Arbeitsraum (47) und mit einer Druck-Portingöffnung (30) zum Ausleiten des zu fördernden Fluides aus dem Arbeitsraum (47) und mit wenigstens einer Gegenfunktionsgeometrie (58),
- zur Verfügung stellen eines Elektromotors (4) mit einem Stator (13) und einem Rotor (16) zum Antrieb der Pumpe (5),
- wobei das wenigstens eine Laufrad (18) mit den Förderelementen (19) und der Elektromotor (4) innerhalb des Gehäuses (8) angeordnet werden,
- Montieren des Laufrades (18) mit Förderelementen (19) und des Elektromotors (4) innerhalb des Gehäuses (8) zu der Pumpe (5) mit Elektromotor (4), so dass sich an dem wenigstens einen Laufrad (18) ein Arbeitsraum (47) ausbildet, - der Stator (13) von einer Dichthülle (31) umschlossen wird und an der Dichthülle (31) wenigstens eine Funktionsgeometrie (50),
vorzugsweise wenigstens zwei oder drei Funktionsgeometrien (50), zur Verfügung gestellt wird bzw. werden und mit der wenigstens einen Funktionsgeometrie (50) das wenigstens eine Laufrad (18) und/oder der Arbeitsraum (47) relativ zu der Saug-Portingöffnung (29) und der Druck-Portingöffnung (30) positioniert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8) oder ein Teil (12) des Gehäuses (8), insbesondere ein Gehäusedeckel (9), mit der Saug-Portingöffnung (29), mit der Druck- Portingöffnung (30) und mit der wenigstens einen
Gegenfunktionsgeometrie (58) beim Urformen einteilig hergestellt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8) oder der Teil (12) des Gehäuses (8), insbesondere der Gehäusedeckel (9), aus Metall mit nur einem Gusswerkzeugformteil (68) hergestellt werden und das nur eine Gusswerkzeugformteil (68)
Gießgeometrien (69) für die Saug-Portingöffnung (29), die Druck- Portingöffnung (30) und die wenigstens eine Gegenfunktionsgeometrie (58) aufweist.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (13) mit Spritzgießen aus Kunststoff von der Dichthülle (31) umschlossen wird.
1 1. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8) oder der Teil (12) des Gehäuses (8) mit der wenigstens einen Gegenfunktionsgeometrie (58) und mit der Saug-Portingöffnung (29) und mit der Druck-Portingöffnung (30) mit Urformen, vorzugsweise Aluminiumdruckguss oder Aluminiumkokillenguss, hergestellt wird, vorzugsweise ohne eine spanabhebende Bearbeitung
und/oder
die wenigstens eine Funktionsgeometrie (50) an der Dichthülle (31) in Wirkverbindung, insbesondere als mittelbare oder unmittelbare formschlüssige Verbindung, mit der wenigstens einen
Gegenfunktionsgeometrie (58) gebracht wird.
12. Verfahren zur Herstellung einer Pumpe (5) mit Elektromotor (4),
insbesondere einer Pumpe (5) mit Elektromotor (4) gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 3 bis 7, zum Fördern eines Fluides, mit den Schritten:
- zur Verfügung stellen wenigstens eines Laufrades (18) mit
Förderelementen (19),
- zur Verfügung stellen eines Gehäuses (8) mit einer Saug- Portingöffnung (29) zum Einleiten des zu förderndes Fluides in den Arbeitsraum (47) und mit einer Druck-Portingöffnung (30) zum Ausleiten des zu fördernden Fluides aus dem Arbeitsraum (47) und mit wenigstens einer Gegenfunktionsgeometrie (58),
- zur Verfügung stellen eines Elektromotors (4) mit einem Stator (13) und einem Rotor (16) zum Antrieb der Pumpe (5),
- wobei das wenigstens eine Laufrad (18) mit den Förderelementen (19) und der Elektromotor (4) innerhalb des Gehäuses (8) angeordnet werden,
- Montieren des Laufrades (18) mit Förderelementen (19) und des Elektromotors (4) innerhalb des Gehäuses (8) zu der Pumpe (5) mit Elektromotor (4), so dass sich an dem wenigstens einen Laufrad (18) ein Arbeitsraum (47) ausbildet,
- der Stator (13) von einer Dichthülle (31) umschlossen wird,
- von der Dichthülle (31) eine Gleitlagerung (66) für das wenigstens eine Laufrad (18) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim Umschließen des Stators (13) mit der Dichthülle (31) die Dichthülle (31) in wenigsten eine Öffnung (63) an dem Stators (13) eingebracht wird und von der Gleitlagerung (66) an der wenigstens einen Öffnung (63) je eine Einbuchtung (67) gebildet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichthülle (31) in wenigstens eine Öffnung (63) an einem
weichmagnetischen Kern (32), insbesondere einem Blechpaket (33), des Stators (13) eingebracht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13 dadurch gekennzeichnet, dass die je eine Einbuchtung (67) an der Gleitlagerung (66) während
Schwindens der Dichthülle (31) gebildet wird.
15. Hochdruckeinspritzsystem (2) für einen Verbrennungsmotor (39),
insbesondere für ein Kraftfahrzeug (40), umfassend
- eine Hochdruckpumpe (7),
- ein Hochdruck-Rail (42),
- eine elektrische Vorförderpumpe (3) zum Fördern eines Kraftstoffes von einem Kraftstofftank (41) zu der Hochdruckpumpe (7), dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Vorförderpumpe (3) als eine Pumpe (5) mit Elektromotor (3) gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017222754A1 (de) * 2017-12-14 2019-06-19 Magna Powertrain Bad Homburg GmbH Gerotor Pumpe
WO2021001212A1 (de) * 2019-07-04 2021-01-07 Magna powertrain gmbh & co kg Elektrische maschine, elektrische antriebseinheit mit einer solchen elektrischen maschine und kraftfahrzeug mit einer solchen elektrischen antriebseinheit

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6065946A (en) * 1997-07-03 2000-05-23 Servo Magnetics, Inc. Integrated controller pump
DE29913367U1 (de) 1999-07-30 1999-12-09 Pumpenfabrik Ernst Scherzinger GmbH & Co. KG, 78120 Furtwangen Innen-Zahnradpumpe, deren Hohlrad das Innere eines Rotors eines Elektromotors ist
JP2007009787A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Hitachi Ltd モータ一体型内接歯車式ポンプ及び電子機器
JP5126588B2 (ja) * 2008-01-08 2013-01-23 アイシン精機株式会社 電動ポンプ
DE102010002566A1 (de) * 2010-03-04 2011-09-08 Robert Bosch Gmbh Innenzahnradpumpe

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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