EP4453425B1 - Gehäusevorrichtung für eine fluidpumpe - Google Patents

Gehäusevorrichtung für eine fluidpumpe

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EP4453425B1
EP4453425B1 EP22839747.7A EP22839747A EP4453425B1 EP 4453425 B1 EP4453425 B1 EP 4453425B1 EP 22839747 A EP22839747 A EP 22839747A EP 4453425 B1 EP4453425 B1 EP 4453425B1
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EP
European Patent Office
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housing
ecu
pump
motor
circuit board
Prior art date
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EP22839747.7A
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English (en)
French (fr)
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EP4453425A1 (de
Inventor
Christian Böhm
Alexander SCHALJA
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.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP4453425A1 publication Critical patent/EP4453425A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4453425B1 publication Critical patent/EP4453425B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/08—Cooling; Heating; Preventing freezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/03—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/16—Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/18—Lubricating

Definitions

  • the present invention relates to an electric fluid pump. It shows structural and connection concepts for such an electric fluid pump.
  • Electric fluid pumps especially oil pumps with brushless DC motors (BLDC) and integrated control units, particularly those used in automotive applications for cooling, lubrication, and actuation, must dissipate the heat generated by the control units to keep the control unit temperature below critical component-specific values.
  • the control unit's circuit board is mounted to a heat sink with good thermal conductivity, such as aluminum, which transfers the heat to the ambient air or the oil being pumped.
  • the circuit board is sealed to isolate the electronic components from the oil, which could otherwise chemically attack and damage them.
  • PCB printed circuit board
  • Solutions using plastic heat sinks typically have limitations in heat dissipation and restrict pump applications.
  • Another difficulty is that the heat source on the PCB is typically not uniformly distributed.
  • reducing the size and weight of the pump is also preferable for cost and space considerations.
  • State-of-the-art solutions are characterized by... US2021/003147 known.
  • an electric fluid pump comprises a printed circuit board (PCB) which has SMT components on one side, the PCB being arranged on the lower housing body with a sealant adhesive, wherein at least one opening is provided in the lower housing body through which fluid or oil can pass, and wherein the housing body cover and the lower housing body are fluid-tightly connected.
  • the PCB is attached to the lower housing body and simultaneously sealed against oil from the wet area. Fluid or oil can reach the underside of the PCB through the at least one opening.
  • This enables direct cooling of the PCB by the fluid.
  • the prerequisite for cooling is the presence of fluid in the motor compartment, which is made possible by appropriately directing the pump's leakage flow.
  • the housing body cover and lower housing body are thus tightly connected against environmental influences.
  • the aim is to implement the sealing of the individual housing parts, as well as the PCB seal against the oil and wet area, with the same sealant adhesive and to apply it in a single process step.
  • the circuit board has contact elements on the side facing away from the housing cover for contact with contact elements emanating from the electric motor, which extend through the at least one opening in it. Since the electrical contact elements are designed as SMT contacts, they do not require a through-hole in the circuit board. Because the circuit board is made of epoxy material and no through-holes are required, the circuit board can function as a separating and sealing layer against fluid/oil or the wet environment.
  • circuit board can be connected via an electrical connector.
  • the housing body cover is an ECU housing upper part and the housing body lower part is an ECU housing lower part.
  • An advantageous embodiment provides that the lower part of the ECU housing is arranged on the motor housing of the electric motor and forms the upper part of the motor housing.
  • One possible arrangement is to mount the pump housing on the side of the engine housing facing away from the lower part of the ECU housing.
  • seals are provided between the respective housing parts arranged next to each other. This eliminates the need for a geometrically complex seal or one consisting of several parts.
  • the housing body cover is an ECU housing top and the housing body bottom is a housing top of the motor housing of the electric motor.
  • a pump is arranged in the pump housing on the side of the engine housing facing away from the upper part of the ECU housing.
  • the upper part of the ECU housing, the motor housing and the pump housing are sealed together.
  • an electric motor is arranged on the side of the pump housing facing away from the upper part of the ECU housing.
  • the ECU housing upper part, the pump housing and the motor housing are sealed together. This seals them against environmental influences.
  • the lower part of the ECU housing, the motor housing and the pump housing are screwed together.
  • the housing device is preferably made of plastic.
  • Figure 1 shows an embodiment of a housing device 10 according to the invention, such as that used for an electric oil pump.
  • the housing device 10 comprises a pump 20, a motor 30 and an electronic control unit, ECU, 40.
  • the housing device 10 further comprises a housing body cover 50, which simultaneously constitutes the ECU housing upper part 50, and a housing body lower part 60, which simultaneously constitutes the ECU housing lower part 60.
  • the ECU housing upper part 50 and the ECU housing lower part 60 are connected to each other by means of a seal 70 and screwed onto a motor housing 90 of the electric motor 30 by means of a sealing element 100 as the housing upper part 80.
  • the electric motor 30 comprises a shaft 110, a rotor 120, and a stator 130, here a brushless DC motor with the motor housing 90, and is constructed in a known manner.
  • the pump 20 is arranged on the motor housing 90 of the electric motor 30 with a pump housing 150.
  • the shaft 110 of the motor 30 and the pump 20 is a single piece and extends from the pump housing 150 into the motor housing 90.
  • the pump housing 150, the motor housing 90, and the lower part of the ECU housing 60 are connected to each other by means of a screw connection 160, with a screw connection 160 between the pump housing 150 and the
  • the motor housing 90 and the motor housing 90 and the ECU housing lower part 60 are provided with sealing compound 100.0160.
  • a printed circuit board 170 is arranged inside the ECU housing 50, 60 and is bonded to the lower part of the ECU housing 60 by means of a sealant 180, e.g., epoxy adhesive.
  • the lower part of the ECU housing 60 has openings 190 through which cooling media (typically the fluid pumped by the pump 20) can pass and cool heat sources through direct contact of the fluid, e.g., oil, with the printed circuit board 170 in the area of the openings 190.
  • the design of the pump 20 ensures a certain amount of oil exchange of the oil that touches the hot spots (i.e., transistors, controllers, current conductors) of the printed circuit board 170, in order to transfer the heat also through oil movement.
  • the pump's internal leakage oil is used to ensure oil exchange in the required cooling volumes.
  • the circuit board 170 can be electrically connected by means of a connecting pin 200, which extends through the lower part of the ECU housing 60 in the direction from the lower part of the housing 60 into a connection area 210.
  • circuit assemblies 220 and SMT components are arranged on the side of the circuit board 170 facing away from the motor housing 90. It is also possible, although not shown here, to mount the components on the side of the circuit board 170 that is bonded to the lower part of the ECU housing 60 by creating pockets in the housing to accommodate the electronic components.
  • These circuit assemblies 220 which are designed as SMT components, do not require through-holes on the circuit board 170. Since the circuit board 170 is made of epoxy material and no through-holes are required, it can act as a separating or sealing layer against the oil or wet area.
  • SMT male pins 230 are provided, which are in contact with SMT female pins 240 extending from the stator 130 of the motor 30 for electrical contact with the motor 30.
  • the SMT male pins 230 can also extend from the stator 130 for electrical contact with SMT female pins 240 located on the circuit board 170.
  • the motor phases are connected through the openings 190 formed in the lower part of the ECU housing 60.
  • the motor phase contacts are typically contacts that are without Special assembly force support on the circuit board 170 or can be connected entirely without.
  • FIG. 2 A second embodiment of the housing device 10 according to the invention is shown, with the sole focus being on how the housing devices 10 differ.
  • the housing device 10 comprises a housing body cover 250, which represents an ECU housing 250 that is completely open on the side facing the motor housing 90.
  • the ECU housing 250 is arranged on the adjacent motor housing 90 by means of screws, with the ECU housing 250 and the motor housing 90 being tightly sealed by means of a seal 260.
  • the electric motor 30 incorporated in the motor housing 90 corresponds to the one from Figure 1 , to whose description reference is made.
  • the pump 20 with the pump housing 150 connects to the motor housing 90 in the same way as in the design according to Figure 1 .
  • the embodiment according to Figure 2 differs from the one in Figure 1 by means of the circuit board 170, which is also located inside the ECU housing 250, but is glued to the upper housing section 270 of the motor housing 90 by means of sealant 180. Openings 280 are provided in the upper housing section 270 of the motor housing 90, through which the cooling medium can reach the back of the circuit board 170, and the necessary cooling of the circuit board is achieved through the oil exchange.
  • the connecting pin 200 extends from the circuit board 170 through the ECU housing 250 to the connection area 210 for the electrical connection.
  • Circuit arrangements 220 are provided on the side of the circuit board 170 facing away from the motor housing 90. Reference is made to the description there.
  • the motor phase contacts 230, 240 are also identical to those of the Figure 1 trained.
  • Figure 3 shows a housing device in which the arrangement of pump 20 with pump housing 150, electric motor 30 with motor housing 90 and electrical control unit 40 with ECU housing 250 differs from the arrangement of the same in the Figure 1 and 2 differs.
  • the housing assembly 10 of this embodiment comprises the housing body cover 250, which also forms the ECU housing 250.
  • the ECU housing 250 is completely open on the side facing the pump housing 150.
  • Adjacent to the ECU housing 250 is the pump housing 150 with the pump 20, onto which the ECU housing 250 is attached by means of a screw connection.
  • On the side facing away from the ECU housing 250 is the motor housing 90 with electric motor 30.
  • the ECU housing, the pump housing 150, and the motor housing 90 are connected to each other by screws 290.
  • Seals 260, 300 are arranged between the ECU housing 250 and the pump housing 150 and between the pump housing 150 and the motor housing 90 to seal the interior of the housing device fluid-tight and to the outside towards the wet room.
  • the printed circuit board 170 is bonded to the upper housing section 310 of the pump housing 150 using a sealant 160. Openings 320 are formed in the upper housing section 310 of the pump housing 150, through which cooling medium from inside the pump housing 150 can reach the back of the printed circuit board 170. This oil exchange cools the printed circuit board 170. The heat from the printed circuit board 170 is thus dissipated close to its source. This allows for very small cooling surfaces with good heat dissipation. Because of this direct cooling of the printed circuit board 170, the housing material is no longer the primary factor determining the cooling of the printed circuit board. Therefore, more cost-effective materials, such as plastic, can be used for the housing, and the size of the pump can be reduced.
  • circuit arrangements 220 and SMT components are also arranged in this embodiment.
  • SMT components e.g., MOSFETs
  • SMT female pins 240 are provided, which are in contact with SMT male pins 230 for electrical contact with the motor 30.
  • the SMT male pins 230 extend from the stator 130 of the motor 30 through the pump 20, through the openings in the upper housing area 310 of the pump housing 150, and contact the SMT female pins 240 provided on the circuit board 170 in the area of the openings 320.
  • the low insertion forces of the motor phase contacts reduce the number of parts and the sealing requirements for the housing assembly. Easy assembly is also ensured.
  • Housing devices of the type described above can be used, for example, in automotive hydraulic systems, electric drives for electric and hybrid vehicles, automatic transmissions, commercial vehicles, oil supply systems, in nautical applications, battery cooling systems and lubrication systems.

Landscapes

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Fluidpumpe. Sie zeigt Aufbau- und Verbindungskonzepte für eine derartige elektrische Fluidpumpe.
  • Elektrische Fluidpumpen, insbesondere Ölpumpen mit bürstenlosen Gleichstrommotoren BLDC und integriertem Steuergerät, insbesondere für den Einsatz im Automotivbereich zum Zwecke der Kühlung, Schmierung und Aktuierung, müssen die Verlustwärme der Steuergeräte abführen, um die Steuergerättemperatur unter bauteilspezifischen kritischen Werten zu halten. Typischerweise ist die Leiterplatte des Steuergeräts an einen Kühlkörper mit guten Wärmeübergangswerten befestigt, z.B. Aluminium, der die Wärme an die Umgebungsluft oder an das Öl, welches die Pumpe fördert, abgibt. Außerdem ist die Leiterplatte versiegelt und abgedichtet, um die Elektronikteile vom Öl zu trennen, dass diese z.B. chemisch angreifen und beschädigen würde.
  • Die Probleme bei einer Leiterplattenkühlung des Stands der Technik sind relativ hohe Kosten für Aluminiumkühlkörper, für Wärmepasten und für eine zuverlässige Abdichtung, um das Fluid (u.a. Öl) von den Elektronikteilen zu trennen. Lösungen mit Kunststoffkühlkörpern haben typischerweise Einschränkungen hinsichtlich der Wärmeableitungswerte und schränken den Einsatz der Pumpen ein. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, dass die Wärmequelle auf der Leiterplatte typischerweise nicht gleichmäßig verteilt ist. Es existieren mehrere spezifische Hot-Spots (d.h. Transistoren, Controller, Stromleiterbahnen) auf der Leiterplatte, die mit Kühlkörpern verbunden werden müssen, um die Wärme über eine vergrößerte Oberfläche abzuführen. Außerdem besteht ein Konflikt zwischen der Schaffung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Steuergerät und den Motorphasen und einem kosteneffizienten Design mit einer geringen Anzahl von Teilen und Dichtungen und einer kostengünstigen Montierbarkeit der Pumpe. Im Allgemeinen ist es auch aus Kosten- und Bauraumgründen vorzuziehen, die Größe der Pumpe und das Gewicht zu reduzieren. Stand der Technik ist aus US2021/003147 bekannt.
  • Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend genannten Nachteile zu beseitigen und einen Kompromiss zwischen der Menge an benötigten Teilen, Teilekosten und den Kühlungsfähigkeiten der Pumpen-Steuergeräte bereitzustellen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine elektrische Fluidpumpe gemäß Anspruch 1 gelöst, bei dem die Gehäusevorrichtung eine Leiterplatte aufweist, welche Leiterplatte auf einer Seite SMT-Bauteile aufweist, wobei die Leiterplatte mit einem Dichtkleber auf dem Gehäusekörperunterteil angeordnet ist, wobei im Gehäusekörperunterteil wenigstens eine Öffnung vorgesehen ist, durch die Fluid bzw. Öl durchtreten kann, und wobei der Gehäusekörperdeckel und das Gehäusekörperunterteil fluiddicht miteinander verbaut sind. Die Leiterplatte ist dabei auf dem Gehäusekörperunterteil befestigt und gleichzeitig zum Nassraum gegen Öl abgedichtet. Durch die wenigstens eine Öffnung kann Fluid bzw. Öl an die Unterseite der Leiterplatte gelangen. Dies ermöglicht eine direkte Kühlung der Leiterplatte durch das Fluid. Die Voraussetzung für die Kühlung ist das Vorhandensein des Fluids in dem Motorraum, was durch entsprechende Führung des Leckagevolumenstroms der Pumpe ermöglicht wird. Gehäusekörperdeckel und Gehäusekörperunterteil sind gegen Umwelteinflüsse auf diese Weise dicht miteinander verbaut. Es wird angestrebt die Dichtung der einzelnen Gehäuseteile, wie auch die Leiterplattendichtung gegen Öl- und Nassraum mit demselben Dichtungskleber zu realisieren und in einem Prozessschritt zu applizieren.
  • In einer Ausführungsform weist die Leiterplatte auf der dem Gehäusekörperdeckel abgewandten Seite Kontaktierungselemente zum Kontakt mit von dem elektrischen Motor ausgehenden Kontaktelemente auf, welche sich durch die wenigstens eine Öffnung darin erstrecken. Da elektrischen Kontaktierungslemente als SMT-Kontakte ausgeführt sind, erfordern sie somit keine Durchgangsbohrung auf der Leiterplatte. Da die Leiterplatte aus Epoxi-Material besteht und keine Durchgangsbohrungen erforderlich sind, kann die Leiterplatte als Trenn- und Dichtungsebene gegenüber Fluid/ Öl bzw. dem Nassraum fungieren.
  • Günstig ist es, wenn die Leiterplatte über ein elektrisches Verbindungselement verbindbar ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Gehäusekörperdeckel ein ECU-Gehäuseoberteil und das Gehäusekörperunterteil ein ECU-Gehäuseunterteil.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das ECU-Gehäuseunterteil auf dem Motorgehäuse des elektrischen Motors angeordnet ist und das Gehäuseoberteil des Motorgehäuses bildet.
  • Eine Anordnungsmöglichkeit ist es, das Pumpengehäuse auf der dem ECU-Gehäuseunterteil abgewandten Seite des Motorgehäuses anzubringen.
  • Vorteilhaft ist es, wenn das ECU-Gehäuseunterteil, das Motorgehäuse und das Pumpengehäuse miteinander verschraubt sind.
  • Erfindungsgemäß sind dabei zwischen den jeweiligen aneinander angeordneten Gehäuseteilen Dichtungen vorgesehen. Auf eine geometrisch aufwendige bzw. aus mehreren Teilen bestehende Dichtung kann so verzichtet werden.
  • Bei einer Ausführungsform ist das Gehäusekörperdeckel ein ECU-Gehäuseoberteil und das Gehäusekörperunterteil ein Gehäuseoberteil des Motorgehäuses des elektrischen Motors.
  • Vorzugsweise ist eine Pumpe im Pumpengehäuse auf der dem ECU-Gehäuseoberteil abgewandten Seite des Motorgehäuses angeordnet.
  • Bei einer Ausführungsform ist das ECU-Gehäusekörperoberteil, das Motorgehäuse und das Pumpengehäuse dichtend miteinander verbunden.
  • Erfindungsgemäß können das Gehäusekörperdeckel, ein ECU-Gehäuseoberteil sein und das Gehäusekörperunterteil ein Gehäuseoberteil von einem Pumpgehäuse sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist ein elektrischer Motor auf der dem ECU-Gehäuseoberteil abgewandten Seite des Pumpengehäuses angeordnet.
  • Vorzugsweise sind das ECU-Gehäusekörperoberteil, das Pumpengehäuse und das Motorgehäuse dichtend miteinander verbunden sind. Diese sind somit gegen Umwelteinflüsse abgedichtet.
  • Bevorzugt sind das ECU-Gehäuseunterteil, das Motorgehäuse und das Pumpengehäuse miteinander verschraubt.
  • Besonders bevorzugt ist der Gehäusevorrichtung aus Kunststoff gefertigt.
  • Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben. Dabei zeigen:
    • Figur 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gehäusevorrichtung;
    • Figur 2 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gehäusevorrichtung; und
    • Figur 3 eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gehäusevorrichtung.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Figur 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gehäusevorrichtung 10, wie sie beispielsweise für eine elektrische Ölpumpe zum Einsatz kommt. Die Gehäusevorrichtung 10 umfasst dabei eine Pumpe 20, einen Motor 30 und ein elektronisches Steuergerät, ECU, 40.
  • Die Gehäusevorrichtung 10 umfasst bei dieser Ausführungsform des Weiteren einen Gehäusekörperdeckel 50, welcher gleichzeitig das ECU-Gehäuseoberteil 50 darstellt und ein Gehäusekörperunterteil 60, welches gleichzeitig das ECU-Gehäuseunterteil 60 darstellt. Das ECU-Gehäuseoberteil 50 und das ECU-Gehäuseunterteil 60 sind mittels einer Dichtung 70 miteinander verbaut und als Gehäuseoberteil 80 auf ein Motorgehäuse 90 des elektrischen Motors 30 mittels Dichtungselement 100 verschraubt.
  • Der elektrische Motor 30 umfasst eine Welle 110, einen Rotor 120 und einen Stator 130, hier einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit dem Motorgehäuse 90 und ist auf bekannte Weise aufgebaut. Auf der dem ECU-Gehäuse 50,60 abgewandten Seite ist die Pumpe 20 an dem Motorgehäuse 90 des elektrischen Motors 30 angeordnet mit einem Pumpengehäuse 150. Die Welle 110 des Motors 30 und der Pumpe 20 ist einstückig und erstreckt sich aus dem Pumpengehäuse 150 in das Motorgehäuse 90. Pumpengehäuse 150, Motorgehäuse 90 und das ECU-Gehäuseunterteil 60 sind mittels Schraubverbindung 160 miteinander verbunden, wobei jeweils zwischen dem Pumpengehäuse 150 und dem Motorgehäuse 90 und dem Motorgehäuse 90 und dem ECU-Gehäuseunterteil 60 Dichtungsmittel 100,0160 vorgesehen sind.
  • In Figur 1 ist ferner eine Leiterplatte 170 im Innern des ECU-Gehäuses 50,60 angeordnet und zwar auf dem ECU-Gehäuseunterteil 60 mittels eines Dichtklebers 180, z. B. Epoxidkleber, geklebt. Das ECU-Gehäuseunterteil 60 weist dabei Öffnungen 190 auf, durch welche Kühlmedien (typischerweise das von der Pumpe 20 geförderte Fluid) treten können und durch direkten Kontakt des Fluids, z. B. des Öls mit der Leiterplatte 170 im Bereich der Öffnungen 190 Wärmequellen kühlen. Dabei gewährleistet die Konstruktion der Pumpe 20 einen gewissen Ölaustausch des Öls, das die heißen Stellen (d. h. Transistoren, Controllers, Stromleiterbahnen) der Leiterplatte 170 berührt, um die Wärme auch durch Ölbewegungen zu übertragen. Vorzugsweise wird das pumpeninterne Leckageöl verwendet, um den Ölaustausch in den erforderlichen Kühlvolumina zu gewährleisten.
  • Die Leiterplatte 170 ist mittels eines Verbindungsstifts 200, welcher sich durch das ECU-Gehäuseunterteil 60 in Richtung aus dem Gehäuseunterteil 60 in einen Anschlussbereich 210 erstreckt elektrisch verbindbar.
  • Auf der dem Motorgehäuse 90 abgewandten Seite der Leiterplatte 170 sind Schaltungsanordnungen 220, SMT-Komponenten, z. B. Mosfets, angeordnet. Es ist auch möglich, wenn auch hier nicht dargestellt, die Komponenten auf der Seite der Leiterplatte 170 anzubringen, die mit dem ECU-Gehäuseunterteil 60 verklebt ist, indem Taschen in dem Gehäuse zur Aufnahme der elektronischen Komponenten eingebracht werden. Diese Schaltungsanordnungen 220, die als SMT-Komponenten ausgeführt sind, erfordern keine Durchgangsbohrungen auf der Leiterplatte 170. Da die Leiterplatte 170 aus Epoxi-Material besteht, und keine Durchgangsbohrungen erforderlich sind, kann sie als Trenn- bzw. Dichtungsebene gegenüber dem Öl- bzw. Nassraum fungieren.
  • Auf der dem Motorgehäuse 90 zugewandten Seite der Leiterplatte 170 sind SMT-male Pins 230 angebracht, welche in Kontakt mit vom Stator 130 des Motors 30 ausgehenden SMT-female Pins 240 stehen zur elektrischen Kontaktierung mit dem Motor 30. Die SMT-male Pins 230 können auch vom Stator 130 ausgehen zur elektrischen Kontaktierung mit SMT-female Pins 240, die an der Leiterplatte 170 angeordnet sind. In beiden Fällen erfolgt der Anschluss der Motorphasen durch die in dem ECU-Gehäuseunterteil 60 ausgebildeten Öffnungen 190. Bei den Motorphasenkontakten handelt es sich typischerweise um Kontakte, die ohne besondere Montagekraftunterstützung auf der Leiterplatte 170 oder gänzlich ohne angeschlossen werden können.
  • Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gehäusevorrichtung 10, wobei lediglich darauf eingegangen wird, inwieweit sich die Gehäusevorrichtungen 10 unterscheiden.
  • Der Gehäusevorrichtung 10 umfasst bei dieser Ausführungsform einen Gehäusekörperdeckel 250, welcher ein ECU-Gehäuse 250 darstellt, das auf der zum Motorgehäuse 90 hin gewandten Seite vollständig offen ist. Das ECU-Gehäuse 250 ist auf dem angrenzenden Motorgehäuse 90 angeordnet, nämlich verschraubt, wobei das ECU-Gehäuse 250 und das Motorgehäuse 90 mittels einer Dichtung 260 dicht verbaut sind.
  • Der in dem Motorgehäuse 90 aufgenommene elektrische Motor 30 entspricht dem aus Figur 1, auf dessen Beschreibung Bezug genommen wird. Die Pumpe 20 mit dem Pumpengehäuse 150 schließt sich an das Motorgehäuse 90 in gleicher Weise an, wie bei der Ausführung nach Figur 1.
  • Die Ausführungsform nach Figur 2 unterscheidet sich von der in Figur 1 dadurch, dass die Leiterplatte 170 zwar ebenfalls im Innern des ECU-Gehäuses 250 angeordnet ist, aber mittels Dichtkleber 180 auf dem oberen Gehäuseabschnitt 270 des Motorgehäuses 90 geklebt ist. In dem oberen Gehäuseabschnitt 270 des Motorgehäuses 90 sind dabei Öffnungen 280 vorgesehen, durch welche das Kühlmedium auf die Rückseite der Leiterplatte 170 gelangen kann, und durch den Ölaustausch die erforderliche Kühlung derselben erfolgt.
  • Von der Leiterplatte 170 erstreckt sich der Verbindungsstift 200 durch das ECU-Gehäuse 250 zum Anschlussbereich 210 für die elektrische Verbindung.
  • Genau wie bei der Ausführungsform in Figur 1 sind auf der dem Motorgehäuse 90 abgewandten Seite der Leiterplatte 170 Schaltungsanordnungen 220 vorgesehen. Es wird auf die dortige Beschreibung verwiesen.
  • Auch die Motorphasenkontakte 230, 240 sind entsprechend denen der Figur 1 ausgebildet.
  • Figur 3 zeigt eine Gehäusevorrichtung 10 bei der sich die Anordnung von Pumpe 20 mit Pumpengehäuse 150, elektrischem Motor 30 mit Motorgehäuse 90 und elektrisches Steuergerät 40 mit ECU-Gehäuse 250 von der Anordnung derselben in den Figuren 1 und 2 unterscheidet.
  • Die Gehäusevorrichtung 10 dieser Ausführungsform umfasst den Gehäusekörperdeckel 250, welcher auch hier das ECU-Gehäuse 250 bildet. Das ECU-Gehäuse 250 ist auf der zum Pumpengehäuse 150 zugewandten Seite vollständig offen. Angrenzend an das ECU-Gehäuse 250 ist das Pumpengehäuse 150 mit der Pumpe 20 angeordnet, auf das das ECU-Gehäuse 250 mittels Schraubverbindung angebracht ist. Auf der dem ECU-Gehäuse 250 abgewandten Seite ist das Motorgehäuse 90 mit elektrischem Motor 30 angeordnet. Das ECU-Gehäuse, das Pumpengehäuse 150 und das Motorgehäuse 90 sind über Schrauben 290 miteinander verbaut. Jeweils zwischen dem ECU-Gehäuse 250 und dem Pumpengehäuse 150 und dem Pumpengehäuse 150 und dem Motorgehäuse 90 sind Dichtungen 260, 300 angeordnet, um das Innere der Gehäusevorrichtung fluiddicht zu verschließen und nach aussen zum Nassraum hin.
  • Die Leiterplatte 170 ist mit einem Dichtkleber 160 auf dem oberen Gehäusebereich 310 des Pumpengehäuses 150 geklebt. In dem oberen Gehäusebereich 310 des Pumpengehäuses 150 sind dabei Öffnungen 320 ausgebildet, durch welche Kühlmedium aus dem Inneren des Pumpengehäuses 150 an die Rückseite der Leiterplatte 170 gelangen kann und durch diesen Ölaustausch die Kühlung der Leiterplatte 170 erfolgt. Die Wärme der Leiterplatte 170 wird also nahe an der Stelle abgeführt, an der sie entsteht. Hierdurch können sehr kleine Kühlflächen mit guter Wärmeableitung realisiert werden. Durch diese direkte Kühlung der Leiterplatte 170 ist das Gehäusematerial nicht mehr in erster Linie ausschlaggebend für die Leiterplattenkühlung. Somit können für das Gehäusematerial kostengünstigere Materialien, wie Kunststoff, verwendet werden und die Größe der Pumpe kann reduziert werden.
  • Auf der dem Pumpengehäuse 150 abgewandten Seite der Leiterplatte 170, nämlich auf der Seite, die nicht auf das Pumpengehäuse 150 geklebt ist, sind auch bei dieser Ausführungsform Schaltungsanordnungen 220, SMT-Komponenten, z. B. Mosfets, angeordnet. Auch hier besteht die Möglichkeit, wie schon bei der Ausführungsform der Figur 1, die Komponenten auf der mit dem Pumpengehäuse 150 verklebten Seite der Leiterplatte 170 vorzusehen.
  • Auf der dem Pumpengehäuse 150 zugewandten Seite der Leiterplatte 170 sind SMT-female Pins 240 angebracht, welche in Kontakt mit SMT-male Pins 230 stehen zur elektrischen Kontaktierung mit dem Motor 30. Die SMT-male Pins 230 erstrecken sich von dem Stator 130 des Motor 30 durch die Pumpe 20 durch die Öffnungen in dem oberen Gehäusebereich 310 des Pumpengehäuses 150 und kontaktieren die an der Leiterplatte 170 vorgesehenen SMT-female Pins 240 im Bereich der Öffnungen 320. Auch bei dieser Ausführungsform reduziert sich aufgrund der geringen Steckkräfte der Motorphasenkontakte die Anzahl der Teile und der Dichtungsaufwand für die Gehäusevorrichtung. Ebenso ist eine gute Montierbarkeit gegeben.
  • Gehäusevorrichtungen der vorstehend beschriebenen Art sind beispielsweise bei KFZ-Hydrauliksystemen, elektrischen Antrieben für Elektro- und Hybridfahrzeuge, Automatikgetrieben, Nutzfahrzeugen, Ölfördersystemen, in der nautischen Anwendung, Batteriekühlsystemen und Schmiersystemen einsetzbar.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Gehäusevorrichtung
    20
    Pumpe
    30
    Motor
    40
    Elektrisches Steuergerät, ECU
    50
    ECU-Gehäuseoberteil
    60
    ECU-Gehäuseunterteil
    70
    Dichtung
    80
    Gehäusekörperdeckel
    90
    Motorgehäuse
    100
    Dichtungselement
    110
    Welle
    120
    Rotor
    130
    Stator
    140
    Pumpe
    150
    Pumpengehäuse
    160
    Dichtungsmittel
    170
    Leiterplatte
    180
    Dichtkleber
    190
    Öffnungen
    200
    Verbindungsstift
    210
    Anschlussbereich
    220
    Schaltungsanordnung
    230
    SMT-male-Pins
    240
    STM-female-Pins
    250
    Gehäusekörperdeckel
    260
    Dichtung
    270
    Oberer Gehäusebereich des Motorgehäuses 90
    280
    Öffnungen im Motorgehäuse 90
    290
    Schraubverbindung
    300
    Dichtungselement
    310
    Oberer Gehäusebereich des Pumpengehäuses 150
    320
    Öffnungen

Claims (13)

  1. Fluidpumpe, insbesondere eine Kühlpumpe oder Ölpumpe, umfassend eine Pumpe (20) mit einem Pumpengehäuse (150) , einen elektrischen Motor (30) mit einem Motorgehäuse (90) und ein Elektronikmodul (40) mit einem ECU-Gehäuse (50,60) , mit einem Gehäuse, bestehend aus einem Gehäusekörperdeckel (50) und einem Gehäusekörperunterteil (60, 90, 150), einer darin angeordneten Leiterplatte (170) , welche Leiterplatte (170) auf einer Seite eine elektrische Schaltungsanordung (220) aufweist, wobei die Leiterplatte (170) mit einem Dichtkleber (180) auf dem Gehäusekörperunterteil (60) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dassim Gehäusekörperunterteil (60) wenigstens eine Öffnung (190) vorgesehen ist, durch die Öl durchtreten und an die Leiterplatte (170) gelangen kann, und wobei der Gehäusekörperdeckel (50) und das Gehäusekörperunterteil (60,90,150) dicht miteinander verbaut sind,
    wobei die Leiterplatte (170) auf der dem Gehäusekörperdeckel (50) abgewandten Seite Kontaktierungselemente (230,240) zum Kontakt mit von dem elektrischen Motor (30) ausgehenden Kontaktelemente (240,230) aufweist, welche sich durch die wenigstens eine Öffnung (190) darin erstrecken,
    wobei die Leiterplatte (170) über ein elektrisches Verbindungselement (200) verbindbar ist.
  2. Fluidpumpe nach Anspruch 1, wobei der Gehäusekörperdeckel (50) ein ECU-Gehäuseoberteil (50) und das Gehäusekörperunterteil ein ECU-Gehäuseunterteil (60) ist.
  3. Fluidpumpe nach Anspruch 2, wobei das ECU-Gehäuseunterteil (60) auf dem Motorgehäuse (90) des elektrischen Motors (30) angeordnet ist und das Gehäuseoberteil des Motorgehäuses (90) bildet.
  4. Fluidpumpe nach Anspruch 3, wobei das Pumpengehäuse (150) auf der dem ECU-Gehäuseunterteil (60) abgewandten Seite des Motorgehäuses (90) angeordnet ist.
  5. Fluidpumpe nach Anspruch 6, wobei das ECU-Gehäuseunterteil (60), das Motorgehäuse (90) und das Pumpengehäuse (150) miteinander verschraubt sind.
  6. Fluidpumpe nach Anspruch 5, wobei zwischen den jeweiligen aneinander angeordneten Gehäuseteilen (60,90,150) Dichtungen (70,100,160) vorgesehen sind.
  7. Fluidpumpe nach Anspruch1, wobei der Gehäusekörperdeckel ein ECU-Gehäuseoberteil (250) und das Gehäusekörperunterteil ein Gehäuseoberteil des Motorgehäuses (90) des elektrischen Motors (30) ist.
  8. Fluidpumpe nach Anspruch 7, wobei die Pumpe (20) im Pumpengehäuse (150) auf der dem ECU-Gehäuseoberteil (250) abgewandten Seite des Motorgehäuses (90) angeordnet ist.
  9. Fluidpumpe nach Anspruch 8, wobei das ECU-Gehäuseoberteil (250), das Motorgehäuse (90) und das Pumpengehäuse (150) dichtend miteinander verbunden sind.
  10. Fluidpumpe nach Anspruch 1, wobei der Gehäusekörperdeckel ein ECU-Gehäuseoberteil (250) ist und das Gehäusekörperunterteil (310) ein Gehäuseoberteil von einem Pumpengehäuse (150) sind.
  11. Fluidpumpe nach Anspruch 10, wobei ein elektrischer Motor (30) auf der dem ECU-Gehäuseoberteil (250) abgewandten Seite des Pumpengehäuses (150) angeordnet ist.
  12. Fluidpumpe nach Anspruch 11, wobei das ECU-Gehäusekörperoberteil (250), das Pumpengehäuse (150) und das Motorgehäuse (90) dichtend miteinander verbunden sind.
  13. Gehäusevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Gehäusekörper aus Kunststoff gefertigt ist.
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