EP3317543A1 - Pumpengehäuse mit befestigungsstruktur - Google Patents

Pumpengehäuse mit befestigungsstruktur

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EP3317543A1 EP15734623.0A EP15734623A EP3317543A1 EP 3317543 A1 EP3317543 A1 EP 3317543A1 EP 15734623 A EP15734623 A EP 15734623A EP 3317543 A1 EP3317543 A1 EP 3317543A1
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Abstract

Elektrische Kfz-Kühlmittelpumpe (1) mit einem Pumpengehäuse (2), das zumindest ein Strömungsgehäuseteil (3) und ein separat ausgebildetes Motorgehäuseteil (4) aufweist, wobei das Strömungsgehäuseteil (3) einen spiralförmigen Strömungskanal (30), der einen axialen Einlass (31) und einen tangentialen Auslass (32) aufweist, und ein drehbar gelagertes Fluidförderelement (33) zumindest teilweise umgibt, und das Motorgehäuseteil (4) einen elektrischen Antriebsmotor (40) zum Antreiben des Fluidförderelements (33) umgibt, wobei das Pumpengehäuse (2) über eine Befestigungsstruktur (5) an einer Fahrzeug struktur (6) fixierbar ist. Um das Abstimmen von Kühlmittelpumpen gemäß einem Fahrzeugmodell zu vereinfachen, wird vorgeschlagen, dass die Befestigungsstruktur (5) pumpenseitig ausschließlich an dem Strömungsgehäuseteil (3) angeordnet ist.

Description

B E S C H R E I B U N G
Pumpengehäuse mit Befestigungsstruktur
Die Erfindung betrifft eine elektrische Kraftfahrzeug-Kühlmittelpumpe (Kfz-Kühlmittelpumpe) mit einem Pumpengehäuse, das zumindest ein Strömungsgehäuseteil und ein separat ausgebildetes Motorgehäuseteil aufweist, wobei das Strömungsgehäuseteil einen spiralförmigen Strömungskanal, der einen axialen Einlass und einen tangentialen Auslass aufweist, und ein drehbar gelagertes Fluidförderelement zumindest teilweise umgibt, und das Motorgehäuseteil einen elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben des Fluidförderelements zumindest teilweise umgibt, wobei das Pumpengehäuse über eine Befestigungsstruktur an einer Fahrzeugstruktur fixierbar ist.
Derartige elektrische Kfz-Kühimittelpumpen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt und dienen überwiegend der Förderung eines Kühlmittels zur Kühlung eines Fahrzeug-Verbrennungsmotors. Aufgrund des üblichen Aufbaus weisen solche Pumpen zumeist mehrere einzelne Gehäuseteile auf, wie beispielsweise das Strömungsgehäuseteil und das Motorgehäuseteil, die zumeist rotatorisch zueinander ausgerichtet sind, über eine Fixiereinrichtung zueinander fixiert sind und im montierten Zustand das gesamte Pumpengehäuse bilden. Die fluidische Anbindung einer solchen Pumpe an einem Fahrzeug erfolgt zumeist über separat ausgebildete Schläuche. Zur mechanischen Fixierung bzw. Befestigung der Kühlmittelpumpe an einer Fahrzeugstruktur, wie beispielsweise an einer Fahrzeugkarosserie oder an einem Motorblock, sind üblicherweise Träger oder Befestigungsstrukturen vorgesehen, die jeweils separat oder einstückig an den einzelnen Gehäuseteilen der Pumpe angeordnet sind. Zur Minderung von Vibrationen und hierdurch hervorgerufener Geräusche sind an den Befestig ungsstru ktu ren zumeist Dämpfungsmittel vorgesehen.
Typischerweise müssen solche Kühimittelpumpen je nach Fahrzeugmodell individuell ausgelegt sein, insbesondere hinsichtlich der geforderten Pumpenleistung, der vorgegebenen fluidischen Anschlüsse, der Befestigungsstrukturen sowie der Dämpfungsmittel, Mit wachsender Anzahl der vorgegebenen Merkmale erhöht sich jedoch die Komplexität des Abstimmens der Schnittstellen zwischen Pumpe und Fahrzeug, welches insbesondere bei der Herstellung und Montage der Kühlmittelpumpen zu einem erhöhten Aufwand führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Kfz- Kühlmittelpumpe bereitzustellen, die eine fahrzeugmodell übergreifende
Auslegung und eine relativ universelle Befestigungsmögllchkeit an einer Fahrzeugstruktur ermöglicht.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine elektrische Kfz-Kühlmittelpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren aufgeführt.
Erfindungsgemäß ist die Befestigungsstruktur pumpenseitig ausschließlich an dem Strömungsgehäuseteil angeordnet. Dadurch können die Schnittstellen zur fluidischen und mechanischen Anbindung der Kühlmittelpumpe an einer Fahrzeugstruktur allein auf das Strömungsgehäuseteil beschränkt werden, so dass die Auslegung der Kühlmittelpumpe vereinfacht werden kann. Insbesondere kann die Auslegung und Spezifizierung der Schnittstellen zwischen Pumpe und Fahrzeug allein auf die Ausgestaltung des Strömungsgehäuseteils beschränkt werden. Dagegen kann das Motorgehäuseteil - je Fahrzeugmodell und den hiermit verbundenen Anforderungen, beispielsweise hinsichtlich einer Modellvariante und/oder Pumpen-Leistung - unterschiedliche Bauformen oder Baugrößen aufweisen kann und vollständig unabhängig von den Schnittstellen und Anbindungsvoraussetzungen der Pumpe an dem Fahrzeug hergestellt werden. Dadurch können die Herstellung und Montage der Kühlmittelpumpe erheblich vereinfacht und in der Folge relativ kostengünstig sein,
Grundsätzlich kann die Befestigungsstruktur ein separates Bauteil sein, wie beispielsweise eine Schelle oder ein Tragarm, wobei die Befestigungsstruktur individuell an die Form des Strömungsgehäuseteils angepasst sein kann. Vorteilhafterweise Ist die Befestigungsstruktur mit dem Strömungsgehäuseteil einstöckig ausgebildet. Dadurch kann die Anzahl der Bauteile verringert werden und die Kühlmittelpumpe an der Fahrzeugstruktur in relativ einfacher Weise festgelegt werden.
Vorteilhafterweise ist die Befestigungsstruktur in Längserstreckung parallel zur Rotationsachse angeordnet. Dadurch kann eine besonders stabile und relativ sichere Fixierung der Kühlmittelpumpe an der Fahrzeugstruktur ermöglicht werden. Zudem ist die Pumpe dadurch relativ platzsparend aufgebaut.
Vorzugsweise weist die Befestig u ngsstru ktur einen von dem Strömungsgehäuseteil nach außen hervorstehenden Tragarm auf. Dadurch kann die Anzahl der Bauteile verringert werden und die Kühlmitteipumpe an der Fahrzeugstruktur in relativ einfacher Weise festgelegt werden. Der Tragarm weist - insbesondere an einem distalen Ende - vorteilhafterweise eine Öffnung bzw. Bohrung auf, durch die zur Befestigung des Tragarms an der Fahrzeug struktur eine Schraube, ein Niet, ein Bolzen oder ein anderes Befestigungselement sich erstrecken kann. Ferner kann der Tragarm einen nach außen hervorstehenden Zentrierstift zur Ausrichtung der Tragarm gegenüber der Fahrzeugstruktur aufweisen. Der Tragarm kann als Flansch ausgebildet sein und zumindest eine Versteifungsrippe aufweisen. Insbesondere kann die Versteifungsrippe in Längserstreckung des Flansches an diesem ausgebildet sein, Dadurch weist der Tragarm eine besonders hohe Stabilität auf.
Die Befestigungsstruktur weist bevorzugt mindestens drei Befestigungspunkte zur punktuellen Befestigung des Pumpengehäuses an der Fahrzeugstruktur auf. Unter einem Befestigungspunkt kann beispielsweise eine Öffnung verstanden werden, durch die zur Befestigung eine Schraube sich erstreckt. Besonders bevorzugt sind genau drei solcher Befestigungspunkte vorgesehen. Dadurch kann eine relativ stabile und sichere Fixierung der Kühlmittelpumpe an der Fahrzeugstruktur gewährleistet werden.
Vorzugsweise sind die Befestigungspunkte in einer zur Rotationsachse parallelen Ebene angeordnet. Dadurch ist eine gemeinsame Anlageebene geschaffen, mit der die Befestigungsstruktur in relativ einfacher Weise an einer Anlagefläche der Fahrzeugstruktur anliegen und fixiert sein kann.
Besonders bevorzugt sind die Befestigungspunkte in der Ebene in einem rechtwinkligen Dreieck zueinander angeordnet sind. Dadurch ist eine besonders stabile Fixierung der Pumpe an der Fahrzeugstruktur ermöglicht, insbesondere ist die Pumpe gegen ein Kippen und/oder Verdrehen fixiert.
Vorzugsweise ist die Befestigungsstruktur über eine kraftschlüssige und/oder formschiüssige Verbindung an der Fahrzeug struktur fixiert. Dadurch kann die Befestigungsstruktur an der Fahrzeugstruktur insbesondere lösbar festgelegt sein, besonders bevorzugt mittels einer Schraube. Dies ist insbesondere bei einer Reparatur oder einem Austausch der Pumpe vorteilhaft. Vorteilhafterweise weist die Befestigungsstruktur mindestens einen Schwingungsdämpfer auf, vorzugsweise an einem Befestigungspunkt. Der Schwingungsdämpfer kann Insbesondere geeignet sein, unerwünschte Vibrationen der Kühlmittelpumpe zu dämpfen und somit ein Lösen der Befestigung der Pumpe an der Fahrzeugstruktur sowie eine Geräuschentwicklung zu verhindern.
Der Schwingungsdämpfer ist bevorzugt als ein Elastomer-Ring ausgebildet, der in einer Öffnung, wie einem Befestigungspunkt, an der Befestigungsstruktur anliegt. Der Elastomer-Ring, beispielsweise ein Gummiring, kann in eine hierfür vorgesehene Öffnung oder Aussparung in der Befestigungsstruktur eingelegt oder eingesetzt sein. Dadurch ist eine relativ sichere Dämpfung der Kühlmittelpumpe ermöglicht und die Montage der Kühlmittelpumpe vereinfacht.
Vorzugsweise weist das Strömungsgehäuseteil eine Zentrierstruktur zur Ausrichtung des Motorgehäuseteils gegenüber dem Strömungsgehäuseteil auf. Die Zentrlerstruktur kann ein Absatz oder eine Ausnehmung sein, in die beispielsweise ein Stift einsetzbar ist. Vorteilhafterweise ist an dem Strömungsgehäuseteil ein Absatz ausgebildet, an dem das Motorgehäuseteil in ausschließlich einer bestimmten rotatorischen Ausrichtung einsetzbar ist. Ferner kann ein das Fluidfördereiement tragender Pumpenrotor zur Lagerung in einen Absatz des Strömungsgehäuseteils eingesetzt und hieran drehbar gelagert sein. Die Kühlmittelpumpe kann dadurch relativ kompakt aufgebaut sein.
Das Strömungsgehäuseteil weist bevorzugt eine axiale und/oder radiale Spalt-Dichtfläche zu dem Fluidfördereiement auf. Dadurch kann eine relati verlustfrele Fluidförderung stattfinden, so dass der Wirkungsgrad der Kühimittelpumpe gesteigert werden kann. Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Figur 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer montierten elektrischen Kühlmittelpumpe, und
Figur 2 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht eines Strömungsgehäuseteils mit einer Befestigungsstruktur.
In der Figur 1 ist eine elektrische Kfz-Kühlmittelpumpe 1 im montierten Zustand 100 gezeigt Insbesondere ist die Kühlmittelpumpe 1 mit einer Befestigungsstruktur 5 an einer nur rein schematisch dargestellten Fahrzeugstruktur 6 mechanisch festgelegt.
Die Kühlmittelpumpe 1 weist ein Pumpengehäuse 2 auf, das vorliegend ein Strömungsgehäuseteil 3 und ein separat ausgebildetes Motorgehäuseteil 4 umfasst. Innerhalb des Strömungsgehäuseteils 3 ist ein spiralförmiger Strömungskanal 30 und ein darin befindliches drehbares Ruidförderelement 33 angeordnet, welches in Figur 1 durch eine Ausbruchdarsteliung gezeigt ist. Der Strömungskanal 30 weist einen axialen Einlass 31 und einen tangentialen Auslass 32 auf. Das Fluidförderelement 33 ist an einer Antriebswelle 11 gelagert, die sich bis in das Motorgehäuseteil 4 erstreckt. Innerhalb des Motorgehäuseteils 4 ist ein Antriebsmotor 40 zum Antreiben des Förderelements 33 über die Welle 11 angeordnet, welches in Figur 1 ebenfalls in Form eines Ausbruchs gezeigt ist.
An einer Verbindungsstelle 20 sind das Strömungsgehäuseteil 3 und das Motorgehäuseteil 4 zueinander ausgerichtet und über mehrere Schraubverbindungen 21 aneinander fixiert. Die Schraubverbindung 21 ist derart stabil ausgelegt, dass das Motorgehäuseteil 4 und die darin angeordneten Komponenten ohne weitere Unterstützung von dem Strömungsgehäuseteil 3 getragen werden können.
Eine fluidische Verbindung zwischen der Kühlmittelpumpe i und dem nicht näher dargestellten Fahrzeug erfolgt vorliegend über einen ebenfalls nicht näher dargestellten Zuleitungskanai 61 an dem Einlass 31 und Ableitungskanal 62 an den Auslass 32 des pumpenseitigen
Strömungskanals 30.
Eine mechanische Fixierung der Kühlmittelpumpe 1 an der Fahrzeugstruktur 6 erfolgt ausschließlich über die Befestigungsstruktur 5, die im vorliegenden Fall - wie insbesondere in Figur 2 erkennbar - aus zwei Tragarmen 50 besteht. Der Tragarm ist vorliegend jeweils als ein Flansch mit einer Versteifungsrippe 51 ausgebildet. Der Tragarm 50 ist jeweils einstückig mit dem Strömungsgehäuseteil 3 ausgebildet und steht von dem Strömungsgehäuseteil 3 nach außen hin hervor. Ferner weist der Tragarm 50 jeweils an einem distalen Ende mehrere Bohrungen 52 auf, durch die sich jeweils eine Schraube 53 zur Festlegung des Strömungsgehäuseteils 3 an der Fahrzeugstruktur 6 erstreckt. Durch diese Anordnung kann die gesamte Kühlmittelpumpe 1 an der Fahrzeugstruktur 6 fixiert werden.
In der Figur 2 ist das Strömungsgehäuseteil 3 in einem nicht montierten Zustand gezeigt. Wie in Figur 2 besonders deutlich zu erkennen ist, besteht die Befestigungsstruktur 5 aus zwei an dem Strömungsgehäuseteil 3 angeordneten und von diesem hervorstehenden Tragarmen 50.
An einer dem Antriebsmotor 40 zugewandten Seite weist das Strömungsgehäuseteil 3 eine Zentrierstruktur 35 zur Ausrichtung des Motorgehäuseteils 4 gegenüber dem Strömungsgehäuseteil 3 auf. Die Zentrierstruktur 35 ist vorliegend insbesondere ein zur Rotationsachse 10 koaxial angeordneter Absatz. An der Zentrierstruktur 35 ist zudem eine nicht näher dargestellte Dichtung vorgesehen, durch die der Innenraum des Pumpengehäuses 2 gegenüber der Umgebung abgedichtet werden kann .
An einem weiteren Absatz bzw. einer Anlagefläche 36 einer ebenfalls dem Antriebsmotor 40 zugewandten Seite weist das Strömungsgehäuseteil 3 eine axiale und radiale Spalt-Dichtfläche 34 auf, an der das Fiuidförderelement 33 gelagert werden kann. Dadurch kann eine relativ verlustfreie Fluidförderung stattfinden, so dass der Wirkungsgrad der Kühlmittelpumpe 1 gesteigert werden kann.
Es sollte deutlich sein, dass der Hauptanspruch nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt ist.
Bezugszeichenliste
1 Kfz-Kühlmittelpumpe
10 Rotationsachse
11 Antriebswelle
2 Pumpengehäuse
20 Gehäuseverbindung
3 Strömungsgehäuseteil
30 Strömungskanal
31 Einlass
32 Auslass
33 Fluidförderelement
4 Spalt-Dichtfläche
5 Zentrierstruktur
6 Anlagefläche
Motorgehäuseteil
0 Antriebsmotor
Befestigungsstruktur
0 Tragarm, Flansch
1 Versteifungsrippe
2 Öffnung, Bohrung
2a Befestigungspunkt, Befestigungselement 2b Befestigungspunkt, Befestigungselement 2c Befestigungspunkt, Befestigungselement 3 Schraube
5 Schwingungsdämpfer
Fahrzeugstruktur
1 Zuleitungskanal
2 Ableitungskanal
00 montierter Zustand

Claims

A N S P R Ü C H E
Elektrische Kfz- Kühlmittelpumpe (1) mit einem Pumpengehäuse (2), das zumindest ein Strömungsgehäuseteil (3) und ein separat ausgebildetes Motorgehäuseteil (4) aufweist, wobei das Strömungsgehäuseteil (3) einen spiralförmigen Strömungskanal (30), der einen axialen Einlass (31) und einen tangentialen Auslass (32) aufweist, und ein drehbar gelagertes Fluidfördereiement (33) zumindest teilweise umgibt, und das Motorgehäuseteil (4) einen elektrischen Antriebsmotor (40) zum Antreiben des Fluidförderelements (33) umgibt, wobei das Pumpengehäuse (2) über eine Befestig ungsstru ktu r (5) an einer Fahrzeugstruktur (6) fixierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestig u ngsstru ktur (5) pumpenseitig ausschließlich an dem Strömungsgehäuseteil (3) angeordnet ist.
Elektrische Kfz-Kühlmittelpumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Befestigungsstruktur (5) mit dem Strömungsgehäuseteil (3) einstückig ausgebildet ist.
3. Elektrische Kfz-Kühlmitteipumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Befestigungsstruktur (5) in Längserstreckung parallel zur Rotationsachse (10) angeordnet ist,
4. Elektrische Kfz-Kühlmitteipumpe (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Befestigungsstruktur (5) einen von dem Strömungsgehäuseteil (3) nach außen hervorstehenden Tragarm (50) aufweist.
5. Elektrische Kfz-Kühlmitteipumpe (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
der Tragarm (50) als ein Flansch mit zumindest einer Versteifungsrippe (51) ausgebildet ist.
6. Elektrische Kfz-Kühlmittelpumpe (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Befestigungsstruktur (5) mindestens drei Befestigungspunkte (52a, 52b, 52c) zur punktuellen Befestigung an der Fahrzeugstruktur (6) aufweist.
7. Elektrische Kfz-Kühlmittelpumpe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
die Befestigungspunkte (52a, 52b, 52c) In einer zur Rotationsachse (10) parallelen Ebene angeordnet sind.
8. Elektrische Kfz-Kühlmittelpumpe (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die Befestigungspunkte (52a, 52b, 52c) in einer Ebene in einem rechtwinkligen Dreieck zueinander angeordnet sind.
9. Elektrische Kfz-Kühlmittelpumpe (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Befestigungsstruktur (5) über eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung an der Fahrzeugstruktur (6) fixiert ist.
10. Elektrische Kfz-Kühlmittelpumpe (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Befestigungsstruktur (5) mindestens einen Schwingungsdämpfer
(55) aufweist,
11. Elektrische Kfz-Kühlmittelpumpe (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
der Schwingungsdämpfer (55) als ein Elastomer-Ring ausgebildet ist, der in einer Öffnung (52) an der Befestigungsstruktur (5) anliegt.
12. Elektrische Kfz-Kühlmittelpumpe (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Strömungsgehäuseteil (3) eine Zentrierstruktur (35) zur Ausrichtung des Motorgehäuseteils (4) gegenüber dem
Strömungsgehäuseteil (3) aufweist.
13. Elektrische Kfz-Kühlmittelpumpe (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Strömungsgehäuseteil (3) an einer Anlagefiäche (36) zu dem Fluidförderelement (33) eine axiale und/oder eine radiale Spalt- Dichtfläche (34) aufweist.
EP15734623.0A 2015-06-30 2015-06-30 Pumpengehäuse mit befestigungsstruktur Active EP3317543B1 (de)

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