EP3006742A1 - Elektrische Kfz-Kühlmittelpumpe - Google Patents

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EP3006742A1
EP3006742A1 EP14188132.6A EP14188132A EP3006742A1 EP 3006742 A1 EP3006742 A1 EP 3006742A1 EP 14188132 A EP14188132 A EP 14188132A EP 3006742 A1 EP3006742 A1 EP 3006742A1
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Gerald PORZ
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    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/669—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for liquid pumps

Definitions

  • the invention relates to an electric vehicle coolant pump with a housing having a pump unit and a motor unit, wherein the pump unit has an inlet and an outlet, wherein the motor unit has a motor rotor and a motor stator, wherein the motor rotor an impeller member with blade elements of the pump unit having axially and radially acting bearing means are provided for the motor rotor.
  • Electric automotive coolant pumps are well known in the art. Electric vehicle coolant pumps can be operated exactly as needed and consequently adapt the delivery of coolant to the engine temperature. This needs-based promotion leads to the fact that the motor unit is operated in very different load conditions, which in turn leads to an increased load on the radial and thrust bearings. In particular, the load of the axial bearing can in this case lead to increased noise of the vehicle coolant pump, which is perceived as disturbing by the or the vehicle users.
  • An example of such a motor vehicle coolant pump is in EP 2 273 123 A1 to find. This document discloses a coolant pump in which a metallic stop ring is provided at the distal end of a rotor axis, serves as an axial bearing.
  • the object of the invention is therefore to avoid the above-mentioned disadvantage in a simple and cost-effective manner.
  • This object is achieved in that a thrust washer assembly is provided for the impeller member in the inlet nozzle. This results in a decoupling of the axial vibrations of the motor rotor from Housing part of the pump unit instead, resulting in a significant noise reduction.
  • the thrust washer assembly on a directed towards the impeller member starting device and a remote from the impeller body damping member.
  • the elastic connection between the pump housing and thrust washer can be significantly reduced, whereby the noise level of the pump is again significantly reduced, since the axial movements of the motor rotor are damped.
  • the start-up member made of steel, sintered metal or ceramic, preferably stainless steel, be made and the damping member be made of rubber.
  • the impeller member has an annular axial shoulder which is in operative connection with the thrust washer assembly.
  • the thrust washer assembly may be arranged form fit, material and / or non-positively in the inlet nozzle and thereby offers a high degree of flexibility, in particular with regard to the assembly.
  • the starting element engages in the damping member and the damping member is pressed in the inlet nozzle.
  • an inner diameter d 1 of the thrust washer assembly is less than or equal to an inner diameter d 2 of a suction mouth of the impeller member. It is also advantageous if the inner diameter d 1 of the thrust washer assembly is greater than or equal to an inner diameter d 3 of the inlet nozzle.
  • the pump unit 6 furthermore has an impeller member 14 with blade elements 16 which, driven by the motor unit 8, ensure cooling fluid delivery from the inlet stub 10 to the outlet stub 12.
  • the impeller member 14 has a suction mouth, which here is essentially formed by an annular axial extension 18.
  • the impeller member 14 is connected in the present embodiment in a known manner with a motor rotor 20 of the motor unit 8, wherein the impeller member 14 has a cylindrical projection 22 through which the motor rotor 20, as described below is mounted. Furthermore, the motor unit 8 has a motor stator 24, which generates a rotationally moving magnetic field, through which the motor rotor 20 is entrained.
  • the motor stator 24 is fluidly separated in the present embodiment by a split pot 26 from the motor rotor 20.
  • the containment shell 26 in this case also forms a bearing mandrel 28, on which the motor rotor 20 is radially supported by the cylindrical projection 22.
  • the view is still a board 30 and to take a motor connector 32, which serve in a known manner, the power supply and the control of the motor vehicle coolant pump 2.
  • a force is exerted on the motor rotor 20 in the direction of the inlet nozzle 10, whereby an axial bearing is to be provided in the region of the end of the motor rotor 20 facing the inlet nozzle 10.
  • This is inventively formed by a thrust washer 34.
  • the thrust washer assembly 34 consists of a stainless steel made starting member 36 which engages in a damping member 38 made of rubber, wherein the damping member 38 is pressed into a recess 40 of the inlet nozzle 10.
  • the annular axial shoulder 18 which runs in the axial direction on the stopper 36.
  • an inner diameter d 1 of the thrust washer assembly 34 is smaller than an inner diameter d 2 of the suction port 18 of the impeller member 14. Furthermore, the inner diameter d 1 of the thrust washer assembly 34 should be greater equal to an inner diameter d 3 of the inlet nozzle 10 is selected ,
  • the invention is not limited to the embodiment shown here.
  • the motor rotor 20 may also be designed as an external rotor, wherein in such a case, the radial bearing can differ significantly from the embodiment shown here.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische KFZ-Kühlmittelpumpe mit einem Gehäuse (4), das eine Pumpeneinheit (6) und eine Motoreinheit (8) aufweist, wobei die Pumpeneinheit (6) einen Einlass- und einen Auslassstutzen (10, 12) aufweist, wobei die Motoreinheit (8) einen Motorrotor (20) sowie einen Motorstator (24) besitzt, wobei der Motorrotor (20) ein Laufradorgan (14) mit Schaufelelementen (16) der Pumpeneinheit (6) aufweist, wobei axial und radial wirkende Lagermittel (22, 28; 18, 34) für den Motorrotor (20) vorgesehen sind, wobei im Einlassstutzen (10) eine Anlaufscheibenanordnung (34) für das Laufradorgan (14) vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Kfz-Kühlmittelpumpe mit einem Gehäuse, dass eine Pumpeneinheit und eine Motoreinheit aufweist, wobei die Pumpeneinheit einen Einlass- und einen Auslassstutzen aufweist, wobei die Motoreinheit einen Motorrotor sowie einen Motorstator besitzt, wobei der Motorrotor ein Laufradorgan mit Schaufelelementen der Pumpeneinheit aufweist, wobei axial und radial wirkende Lagermittel für den Motorrotor vorgesehen sind.
  • Derartige elektrische Kfz-Kühlmittelpumpen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Elektrische Kfz-Kühlmittelpumpen können exakt bedarfsgerecht betrieben werden und passen folglich die Förderung von Kühlmitteln der Motortemperatur an. Diese bedarfsgerechte Förderung führt dazu, dass die Motoreinheit in ganz unterschiedlichen Lastzuständen betrieben wird, was wiederum zu einer erhöhten Belastung der Radial- und Axiallager führt. Insbesondere die Belastung der Axiallagerung kann hierbei zu einer erhöhten Geräuschentwicklung der Kfz-Kühlmittelpumpe führen, die als störend durch den oder die Fahrzeugnutzer empfunden wird. Ein Beispiel für eine derartige Kfz-Kühlmittelpumpe ist in der EP 2 273 123 A1 zu finden. Diese Druckschrift offenbart eine Kühlmittelpumpe, bei der am distalen Ende einer Rotorachse ein metallischer Anschlagring vorgesehen ist, als Axiallager dient.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, den oben genannten Nachteil auf einfache und kostengünstige Weise zu vermeiden.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass im Einlassstutzen eine Anlaufscheibenanordnung für das Laufradorgan vorgesehen ist. Hierdurch findet eine Entkopplung der Axialschwingungen des Motorrotors vom Gehäuseteil der Pumpeneinheit statt, was zu einer deutlichen Geräuschreduzierung führt.
  • In besonders vorteilhafterweise weist die Anlaufscheibenanordnung ein zum Laufradorgan gerichtetes Anlauforgan und ein vom Laufradorgan abgewandtes Dämpfungsorgan auf. Auf diese Weise kann die elastische Verbindung zwischen Pumpengehäuse und Anlaufscheibe deutlich gemindert werden, wodurch das Geräuschniveau der Pumpe noch einmal erheblich reduziert wird, da die axialen Bewegungen des Motorrotors gedämpft werden. Hierbei kann das Anlauforgan aus Stahl, Sintermetall oder Keramik, vorzugsweise Edelstahl, gefertigt sein und das Dämpfungsorgan aus Gummi hergestellt sein.
  • In vorteilhafterweise weist das Laufradorgan einen ringförmigen Axialansatz auf, der in Wirkverbindung mit der Anlaufscheibenanordnung steht.
  • Die Anlaufscheibenanordnung kann form-, stoff- und/oder kraftschlüssig im Einlassstutzen angeordnet sein und bietet hierdurch insbesondere hinsichtlich der Montage eine hohe Flexibilität. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform greift das Anlauforgan in das Dämpfungsorgan ein und ist das Dämpfungsorgan im Einlassstutzen eingepresst.
  • Um eine optimale Einströmung des Kühlfluids in die Pumpeneinheit zu gewährleisten, ist in vorteilhafterweise ein Innendurchmesser d1 der Anlaufscheibenanordnung kleiner gleich eines Innendurchmessers d2 eines Saugmundes des Laufradorgans. Hierbei ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn der Innendurchmesser d1 der Anlaufscheibenanordnung größer gleich eines Innendurchmessers d3 des Einlassstutzens ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert, hierbei zeigt:
    • Figur 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kfz-Kühlmittelpumpe, und
    • Figur 2 eine Detailansicht der Anlaufscheibenanordnung aus Figur 1.
    • Figur 1 zeigt in einer Schnittansicht eine elektrische Kfz-Kühlmittelpumpe 2. Die Kühlmittelpumpe 2 besitzt auf bekannte Weise ein Gehäuse 4, das eine Pumpeneinheit 6 und eine Motoreinheit 8 aufweist. Das Gehäuse 4 ist hierzu mehrteilig ausgebildet. Die Kfz-Kühlmittelpumpe 2 dient zum pumpen eines flüssigen Kühlfluids, beispielsweise Wasser, in einem Kühl-oder Heizkreis, der ein Hauptkreis oder ein Nebenkreis sein kann und weist hierzu einen axialen Einlassstutzen 10 sowie einen tangentialen Auslassstutzen 12 auf.
  • Die Pumpeneinheit 6 weist desweiteren ein Laufradorgan 14 mit Schaufelelementen 16 auf, die von der Motoreinheit 8 angetrieben eine Kühlfluidförderung vom Einlassstutzen 10 zum Auslassstutzen 12 gewährleisten. Das Laufradorgan 14 weist in diesem Zusammenhang einen Saugmund auf, der hier im Wesentlichen durch einen ringförmigen Axialansatz 18 ausgebildet ist.
  • Das Laufradorgan 14 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf bekannte Weise mit einem Motorrotor 20 der Motoreinheit 8 verbunden, wobei das Laufradorgan 14 einen zylinderförmigen Ansatz 22 aufweist, über den der Motorrotor 20, wie weiter unten beschrieben gelagert ist. Desweiteren weist die Motoreinheit 8 einen Motorstator 24 auf, der ein rotatorisch wanderndes Magnetfeld erzeugt, durch den der Motorrotor 20 mitgeschleppt wird. Der Motorstator 24 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen Spalttopf 26 vom Motorrotor 20 fluidisch getrennt. Der Spalttopf 26 bildet hierbei auch noch einen Lagerdorn 28 aus, auf dem der Motorrotor 20 über den zylinderförmigen Ansatz 22 radial gelagert ist. Desweiteren ist der Ansicht noch eine Platine 30 und ein Motorstecker 32 zu entnehmen, die auf bekannte Weise der Stromversorgung und der Ansteuerung der Kfz-Kühlmittelpumpe 2 dienen. In Förderbetrieb wird auf den Motorrotor 20 eine Kraft in Richtung des Einlassstutzens 10 ausgeübt, wodurch im Bereich des zum Einlassstutzens 10 gerichteten Ende des Motorrotors 20 eine Axiallagerung vorzusehen ist. Diese wird erfindungsgemäß durch eine Anlaufscheibenanordnung 34 ausgebildet.
  • Wie Figur 2 deutlich zeigt, besteht die Anlaufscheibenanordnung 34 aus einem aus Edelstahl hergestellten Anlauforgan 36, das in ein aus Gummi hergestelltes Dämpfungsorgan 38 eingreift, wobei das Dämpfungsorgan 38 in eine Aussparung 40 des Einlassstutzens 10 eingepresst ist. Zu erkennen ist hier auch der ringförmige Axialansatz 18, der in Axialrichtung auf das Anlauforgan 36 aufläuft. Am zur Platine 30 gerichteten Ende des Motorrotors ist kein Axiallager vorzusehen, da selbst bei Nichtförderung eine Vorzugsrichtung des Motorrotors 20 in Richtung des Einlassstutzens 10 vorgegeben ist.
  • Um eine optimale Strömungsführung des Kühlfluids zu gewährleisten, ist ein Innendurchmesser d1 der Anlaufscheibenanordnung 34 kleiner gleich eines Innendurchmesser d2 des Saugmundes 18 des Laufradorgans 14. Desweiteren sollte der Innendurchmesser d1 der Anlaufscheibenanordnung 34 größer gleich eines Innendurchmesser d3 des Einlaufstutzens 10 gewählt werden.
  • Desweiteren sollte deutlich sein, dass die Erfindung nicht auf das hier dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Insbesondere kann der Motorrotor 20 auch als Außenläufer ausgebildet sein, wobei in einem derartigen Fall auch die Radiallagerung deutlich von der hier gezeigten Ausführungsform abweichen kann.

Claims (8)

  1. Elektrische KFZ-Kühlmittelpumpe mit einem Gehäuse (4), das eine Pumpeneinheit (6) und eine Motoreinheit (8) aufweist, wobei die Pumpeneinheit (6) einen Einlass- und einen Auslassstutzen (10, 12) aufweist, wobei die Motoreinheit (8) einen Motorrotor (20) sowie einen Motorstator (24) besitzt, wobei der Motorrotor (20) ein Laufradorgan (14) mit Schaufelelementen (16) der Pumpeneinheit (6) aufweist, wobei axial und radial wirkende Lagermittel (22, 28; 18, 34) für den Motorrotor (20) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Einlassstutzen (10) eine Anlaufscheibenanordnung (34) für das Laufradorgan (14) vorgesehen ist.
  2. Elektrische KFZ-Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheibenanordnung (34) ein zum Laufradorgan (14) gerichtetes Anlauforgan und ein vom Laufradorgan (14) abgewandtes Dämpfungsorgan aufweist.
  3. Elektrische KFZ-Kühlmittelpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlauforgan (36) aus Stahl, Sintermetall oder Keramik, vorzugsweise Edelstahl, gefertigt ist und dass das Dämpfungsorgan (38) aus Gummi hergestellt ist.
  4. Elektrische KFZ-Kühlmittelpumpe nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufradorgan (14) einen ringförmigen Axialansatz (18) aufweist.
  5. Elektrische KFZ-Kühlmittelpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheibenanordnung (24) form-, stoff- und/oder kraftschlüssig im Einlassstutzen (10) angeordnet ist.
  6. Elektrische KFZ-Kühlmittelpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlauforgan (36) in das Dämpfungsorgan (38) eingreift und das Dämpfungsorgan (38) im Einlassstutzen (10) eingepresst ist.
  7. Elektrische KFZ-Kühlmittelpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innendurchmesser d1 der Anlaufscheibenanordnung (34) kleiner gleich eines Innendurchmessers d2 eines Saugmundes (18) des Laufradorgans (14) ist.
  8. Elektrische KFZ-Kühlmittelpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser d1 der Anlaufscheibenanordnung (34) größer gleich eines Innendurchmessers d3 des Einlassstutzens (10) ist.
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