WO2010130522A1 - Electrically driven fluid pump having a multipart rotor and production method for such a rotor - Google Patents

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WO2010130522A1
WO2010130522A1 PCT/EP2010/054952 EP2010054952W WO2010130522A1 WO 2010130522 A1 WO2010130522 A1 WO 2010130522A1 EP 2010054952 W EP2010054952 W EP 2010054952W WO 2010130522 A1 WO2010130522 A1 WO 2010130522A1
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component
hydraulic
liquid pump
electrical
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Bernd Hein
Jerome Thiery
Christoph Heier
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a liquid pump, for example a liquid pump for a cooling / heating circuit of a motor vehicle.
  • a fluid pump has a housing with a rotor arranged therein, which forms a rotor of an electronically commutated electric motor in an electrical part of the housing and an impeller structure of a hydraulic pump device in a hydraulic part of the housing.
  • the rotor is designed as a two-component injection molded part, wherein the electrical component forming the rotor is formed of a magnetic material and the hydraulic component forming the impeller structure is formed of a liquid and temperature-resistant plastic material.
  • the invention further relates to the two-part rotor and a method for producing such a rotor.
  • Electric fluid pumps are known from various technical applications.
  • liquid pumps driven by an electronically commutated electric motor are used as water pumps in cooling and heating circuits, for example as a compact auxiliary water pump in motor vehicle technology.
  • the housing of such a liquid pump comprises an electrical housing part with an electric drive device arranged therein and a hydraulic housing part with a pumping device arranged therein.
  • a rotor arranged in both parts of the housing forms both a rotor of the electric drive device and an impeller structure of the hydraulic pump device. The rotor is rotated by a magnetic interaction of the rotor with a fixed stator housing package in rotation.
  • the runner becomes magnetic wherein the rotor is produced by means of an injection molding process from a Plastoferrit material and thereby the desired state of magnetization of the rotor is set by means of a magnetization cage a strong magnetic field.
  • the plastoferrit material used consists of a proportion of a temperature- and hydrolysis-resistant plastic, for example polyphenylene sulfide (PPS), a proportion of a hard ferrite powder and additional additives.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the exact material composition may vary depending on the application.
  • the Plastoferrit- material proves in the operation of the rotor but also during its manufacture as problematic.
  • the highest possible hard ferrite content in the plastoferror material is necessary for high efficiency of the electric motor.
  • the plastic ferrite material with increasing hard ferrite proves to be increasingly brittle and less elastic.
  • the reduced mechanical strength of the Plastoferrit material leads to limitations both in the design of the rotor and in its manufacture.
  • the optimization of the hydraulic wing structures in terms of hydraulic efficiency is difficult, which usually with a filigree
  • Forming the wing contours is associated with partially curved wing shapes. Furthermore, the high proportion of hard ferrite powder in the Plastoferrrit material also causes difficulties in mold filling in the injection process, which can result in different wall thicknesses within the part contours, especially in filigree structures. Due to the inherent stresses associated therewith, which are amplified in particular at high temperature fluctuations, as well as the different shrinkage behavior, it may be easier to crack during operation of the pump and thus to the total failure of the component.
  • a liquid pump has an electric drive and a housing with a rotor arranged therein, wherein the rotor forms a rotor of the electric drive in an electrical section and a hydraulic impeller in a hydraulic section.
  • the rotor is in the form of a two-component injection-molded part with an electrical component forming the rotor structure and a hydraulic component forming the impeller structure. Due to the two-part structure of the rotor, the production is simplified because significantly simpler molded molded parts are produced in each of the two part injection processes. Thus, for example, the production of particularly filigree wing structures of the hydraulic side is facilitated.
  • the two components have different material properties.
  • the first component consists of a magnetic material and the second component of a liquid- and temperature-resistant plastic material.
  • a further embodiment provides that the electrical component of the rotor consists of a plastoferrite material. This material proves to be very suitable for creating a magnetic rotor due to its ability to spray. Due to the separate production of the electrical and the hydraulic side of the rotor, it is possible to use a Plastoferrit material with a higher hard ferrite content to improve the efficiency of the electric motor.
  • the hydraulic component of the rotor consists of polyphenylene sulfide.
  • This material is suitable due to its Spray performance and its material properties very well as material for the hydraulic rotor side.
  • desired material properties of this plastic such as its sliding property or stability, can be further improved particularly simply by adding suitable additives.
  • a further embodiment provides that the two components are positively connected to each other by means of connecting structures, wherein at least one connecting structure serves as a driver for torque transmission between the components. Due to the positive connection, a particularly strong connection between the two parts is achieved.
  • Mit decisions also a simple torque transmission can be realized. Finally, such connection structures can be realized particularly easily with the aid of the spraying method used.
  • the connecting structure is formed as a radially extending guide with a T-shaped cross-section. This cross-sectional shape allows a secure positive connection between the parts.
  • the axial alignment of the connecting structure allows the function as a driver for transmitting the torque from the rotor to the impeller.
  • a further embodiment provides that the bearing of the rotor takes place in the housing by means of a sliding bearing, which comprises a housing bore receiving an axial bore in the hydraulic component.
  • a sliding bearing which comprises a housing bore receiving an axial bore in the hydraulic component.
  • the sliding bearing can be realized without an additional coal bushing, whereby the manufacture of the rotor is simplified.
  • the axial bore is at least partially formed within a protruding into the electrical portion of the rotor bearing journal of the hydraulic component. As a result, the storage distance is extended, which is associated with a quiet and wear-free storage.
  • the material of the hydraulic component contains an additive which improves the sliding properties of the sliding bearing.
  • an additive which improves the sliding properties of the sliding bearing.
  • carbon fibers and / or carbon spheres improve the sliding characteristics of the camp are particularly clear.
  • the use of carbon fiber as an additive further improves the mechanical strength of the hydraulic part of the rotor.
  • the added carbon fibers can also replace the glass fibers commonly used to improve the mechanical properties of the rotor.
  • the hydraulic component comprises a shielding element, which extends in a collar shape around the entire circumference of the rotor.
  • the shielding prevents magnetic molding sand from getting out of the cooling liquid in the electric pump part and there is abrasive.
  • a further embodiment provides that the electrical component has substantially the shape of a hollow cylinder. This simple shaping simplifies the manufacturing process of the molded part. Due to the particularly simple tool also the magnetization of the
  • a first component of the rotor is produced from a first material.
  • the second component of the rotor is produced by injecting a second material to the first component. It is advantageous to provide the first component with at least one connecting structure, which is encapsulated during the production of the second component and thereby generates a positive connection between the two components.
  • the first component is produced in a first injection process by means of a first injection molding tool and then inserted into a second injection molding tool.
  • the second component is produced in a second injection process using the second injection molding tool.
  • the two components are in two consecutive
  • FIG. 1 shows a fluid pump according to the prior art with a one-piece Plastoferrit rotor.
  • FIG. 2 shows a liquid pump according to the invention with a rotor designed as a two-component injection molded part
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of the rotor according to the invention with an electrical part formed from plastoferrite and a hydraulic part formed from a plastic material;
  • FIG. 4 shows a perspective cross-sectional view of the rotor according to the invention from FIG. 3;
  • FIG. 6 shows a detailed representation of the plastoferrite rotor from FIG. 5;
  • FIG. 7 shows a further perspective illustration of the plastoferrite rotor from FIG. 5 with four connection structures produced by means of advanced technology
  • Fig. 8 is a perspective view of the hydraulic rotor part of Figure 5 with a journal and four connection structures.
  • FIG. 1 shows a liquid pump 100 according to the prior art driven by means of an electronically commutated electric motor 300.
  • the electric motor 300 is housed together with the hydraulic pumping device 400 in a housing 110.
  • the rotor 200 formed in one piece from a plastoferring material by means of an injection molding process forms in its electrical section a rotor 211 of the electric motor 300 and in its hydraulic section an impeller 221 of the hydraulic pumping device 400.
  • the neutral rotor section 240 acts as a shielding element which separates the electrical from the hydraulic pump side.
  • the rotor 200 is rotatably mounted on a stationary housing 103 by means of a slide bearing 230.
  • the rotor body 200 has an axial bore extending along its axis of rotation for receiving the housing journal 103.
  • the slide bearing is realized by an inserted between the rotor body 200 and the housing pin 103 carbon bushing 233.
  • the controlled by a special electronics stator 310 consists of several in the electrical housing part 1 11 along the circumference of the rotor 21 1 arranged electric coils. During operation of the electric motor 300, these electric coils generate a rotating magnetic field, by means of which the rotor 21 1 forming the magnetic part of the EC motor is set in rotation.
  • the rotor 200 is injection-molded from a plastoferror material and the electric rotor section 201 is magnetized during the injection process in a magnetization cage. After the plastoferrite material has hardened, the hard ferrite particles oriented in the external magnetic field maintain their orientation and thus produce the desired magnetization of the rotor 21 1.
  • the shielding element 240 serves to protect the electrical side against the ingress of molding sand from the hydraulic fluid.
  • a sealing element serves a labyrinth area, which by a arranged on the side facing the rotor of the shield 240 arranged circumferential groove 241 and a correspondingly engaging in the groove 241 circumferential structure of
  • Housing 1 10 is formed.
  • FIG. 2 shows a liquid pump 100 according to the invention with a rotor 200 designed as a two-component injection part.
  • This liquid pump 100 essentially has an arrangement analogous to the liquid pump known from FIG.
  • the hydraulic rotor section 202, the shielding element 240 integrally formed with the hydraulic rotor section 201 and the bearing journal 232 also integrally formed with the hydraulic rotor section 201 are formed from a plastics material.
  • a material is basically any sprayable Plastic with a high temperature and hydrolysis resistance, such as a polyphenylene sulfide (PPS). It is particularly cost-effective to use a plastic material from which other parts of the housing 110 already exist. Furthermore, special plastics can be used which have optimized properties with respect to the hydraulic application.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the plastic material may further comprise an additive, such. As Teflon, carbon fibers or carbon spheres are added.
  • FIG. 3 shows the rotor 200 according to the invention from FIG. 2 in a sectional view.
  • the rotor 200 consists essentially of two components 201, 202, which are formed as two separate, but interconnected molded parts.
  • the hydraulic component 202 comprising the hydraulic rotor section 220, the shielding element 240 and the bearing pin 232 is designed as a complex molded part.
  • the hydraulic rotor section 220 is formed by an impeller 221, which comprises a plurality of wing structures 222 arranged around a slightly tapered impeller axis 223.
  • the wing structures 222 of which in the
  • Figure 3 are shown only two, adjacent to a shielding element 240 forming plate-shaped area.
  • the number, distribution and shape of the wing structures 222 formed here as simple louvers with a polygonal profile may vary depending on the application. Due to the lack of hard ferrite powder, the plastic material used has significantly improved mechanical properties compared to the plastoferror material used for the conventional rotor. The design of the wing structures is therefore no longer subject to the restrictions imposed by a high hard ferrite content. Thus, a shape of the impeller 221 which is optimized in particular for hydraulic efficiency is also very delicate and curved
  • the hub formed by the wellgelradachse 223, a core portion of the shielding 240 and the bearing pin 232 has a central bore 231 for receiving the housing pin.
  • connection structures 250 may be provided on a first component 201, 202 produced in a first injection process, which are overmolded by the material of the second component in the course of the second injection process. The connecting structures 250 thus produced then serve simultaneously as a driver.
  • FIG. 4 shows the special mechanical connection between the two components 201, 202 by means of a plurality of T-shaped connecting structures 250.
  • the connecting structures 250 formed on the hydraulic component 202 are arranged along the interface between the two components , They engage in corresponding recesses 260 of the rotor 21 1 representing hollow cylinder. As a result, a positive connection between the two components is realized.
  • Figure 5 shows an exploded view of the rotor 200 according to the invention.
  • a total of four formed as a radially extending T-shaped guides connecting structures 250 are arranged uniformly along the interface between the two components.
  • the complementary connection structures 260 of the electrical counterpart 21 1 are formed as corresponding recesses for receiving the connection structures 250.
  • the manufacture of the rotor 200 is preferably carried out by means of a two-part
  • Both components 201, 202 can be produced in different parts of a common injection molding tool.
  • one of the two components 201, 202 is produced as part of a pre-projection by injecting the corresponding material in a first tool part.
  • the second component is produced as part of a final injection by injecting the corresponding material into a second tool part.
  • the production of the two components 201, 202 can also take place with the aid of two different injection tools.
  • first the first component 201, 202 is prefabricated as an intermediate product and then inserted into a second injection molding tool in a first injection molding process by injecting the corresponding material into a first injection molding tool.
  • the second component is injected by injecting the appropriate material to the prefabricated first component.
  • the magnetization cage and thus the magnetization of the rotor can be optimized.
  • Figures 6 and 7 show two different perspective views of the rotor 21 1 forming the electrical component 201.
  • the Plastoferrit rotor 21 1 is formed substantially as a simple molded part in the form of a hollow cylinder.
  • the joints 260 are preferably as recesses in the hydraulic side facing
  • Such a recess 260 has a geometry corresponding to the shape of the associated connection structure 250 of the hydraulic component 202.
  • the recesses 260 are thus formed as T-shaped grooves.
  • FIG. 8 shows a perspective view of the hydraulic component 202.
  • the injection molded part 202 which is produced in one piece from a fluid-resistant and temperature-resistant plastic material, comprises an impeller 221 forming the hydraulic section 220 with a total of four wing structures 222 arranged around a central rotor axis 223 Shielding element 240 forming a plate-shaped area with a side facing the electrical rotor side circumferential groove 241 and four along the circumference uniformly arranged connecting structures 250 and a bearing pin 232nd

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Abstract

The invention relates to a fluid pump (100) having an electric drive (300) and comprising a housing (110) and a rotor (200) arranged therein, wherein the rotor (200) forms a rotor structure (211) of the electric drive (300) in an electric section (201) and a hydraulic impeller structure (221) in a hydraulic section (202). The rotor (200) is composed of two components (201, 202) that are connected. An electric component (201) of the rotor (200) comprises the rotor structure (211), while a hydraulic component (202) of the rotor (200) comprises the hydraulic impeller structure (221).

Description

Beschreibung description
Titeltitle
Elektrisch angetriebene Flüssigkeitspumpe mit einem mehrteiligen Rotor undElectrically driven liquid pump with a multipart rotor and
Herstellungsverfahren für einen solchen RotorManufacturing method for such a rotor
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitspumpe, beispielsweise eine Flüssigkeitspumpe für einen Kühl-/Heizkreislauf eines Kraftfahrzeugs. Eine solche Flüssigkeitspumpe weist ein Gehäuse mit einem darin angeordneten Rotor auf, der in einem elektrischen Teil des Gehäuses einen Läufer eines elektronisch kommu- tierten Elektromotors und in einem hydraulischen Teil des Gehäuses eine Flügelradstruktur einer hydraulischen Pumpeinrichtung bildet. Erfindungsgemäß ist der Rotor als ein Zweikomponenten-Spritzteil ausgebildet, wobei die den Läufer bildende elektrische Komponente aus einem magnetischen Material und die die Flügelradstruktur bildende hydraulische Komponente aus einem flüssigkeits- und temperaturbeständigen Kunststoffmaterial gebildet sind. Die Erfindung betrifft ferner den zweiteiligen Rotor sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Rotors.The invention relates to a liquid pump, for example a liquid pump for a cooling / heating circuit of a motor vehicle. Such a fluid pump has a housing with a rotor arranged therein, which forms a rotor of an electronically commutated electric motor in an electrical part of the housing and an impeller structure of a hydraulic pump device in a hydraulic part of the housing. According to the invention, the rotor is designed as a two-component injection molded part, wherein the electrical component forming the rotor is formed of a magnetic material and the hydraulic component forming the impeller structure is formed of a liquid and temperature-resistant plastic material. The invention further relates to the two-part rotor and a method for producing such a rotor.
Stand der TechnikState of the art
Elektrische Flüssigkeitspumpen sind aus verschiedenen technischen Anwendungen bekannt. Unter anderem kommen mittels eines elektronisch kommutierten Elektromotors angetrieben Flüssigkeitspumpen als Wasserpumpen in Kühl- und Heizkreisläufen zum Einsatz, beispielsweise als kompakte Zusatzwasserpumpe in der Kraftfahrzeugtechnik. Das Gehäuse einer solchen Flüssigkeitspumpe um- fasst dabei einen elektrischen Gehäuseteil mit einer darin angeordneten elektrischen Antriebseinrichtung sowie einen hydraulischen Gehäuseteil mit einer darin angeordneten Pumpeinrichtung. Ein in beiden Teilen des Gehäuses angeordneter Rotor bildet sowohl einen Läufer der elektrischen Antriebeinrichtung als auch eine Flügelradstruktur der hydraulischen Pumpeinrichtung. Der Rotor wird durch eine magnetische Wechselwirkung des Läufers mit einem im Gehäuse fest angeordneten Ständerpaket in Drehung versetzt. Hierzu wird der Läufer magnetisch ausgebildet, wobei der Rotor mithilfe eines Spritzgussverfahrens aus einem Plastoferrit-Material erzeugt und dabei der gewünschte Magnetisierungszustand des Läufers mithilfe eines Magnetisierungskäfigs einem starken magnetischen Feld eingestellt wird. Das verwendete Plastoferrit-Material besteht aus einem An- teil eines temperatur- und hydrolysebeständigen Kunststoffs, beispielsweise Po- lyphenylensulfid (PPS), einem Anteil eines Hartferritpulvers sowie zusätzlichen Additiven. Die genaue Materialzusammensetzung kann je nach Anwendung variieren.Electric fluid pumps are known from various technical applications. Among others, liquid pumps driven by an electronically commutated electric motor are used as water pumps in cooling and heating circuits, for example as a compact auxiliary water pump in motor vehicle technology. The housing of such a liquid pump comprises an electrical housing part with an electric drive device arranged therein and a hydraulic housing part with a pumping device arranged therein. A rotor arranged in both parts of the housing forms both a rotor of the electric drive device and an impeller structure of the hydraulic pump device. The rotor is rotated by a magnetic interaction of the rotor with a fixed stator housing package in rotation. For this purpose, the runner becomes magnetic wherein the rotor is produced by means of an injection molding process from a Plastoferrit material and thereby the desired state of magnetization of the rotor is set by means of a magnetization cage a strong magnetic field. The plastoferrit material used consists of a proportion of a temperature- and hydrolysis-resistant plastic, for example polyphenylene sulfide (PPS), a proportion of a hard ferrite powder and additional additives. The exact material composition may vary depending on the application.
Aufgrund der sich teilweise widersprechenden Anforderungen an das Material der hydraulischen und der elektrischen Seite erweist sich das Plastoferrit- Material im Betrieb des Rotors aber auch schon während seiner Herstellung als problematisch. So ist beispielsweise ein möglichst hoher Hartferritanteil im Plastoferrit-Material für einen hohen Wirkungsgrad des Elektromotors notwendig. Andererseits erweist sich das Plastoferrit-Material mit steigendem Hartferritanteil als zunehmend spröde und weniger elastisch. Die reduzierte mechanische Belastbarkeit des Plastoferrit-Materials führt zu Einschränkungen sowohl bei der Gestaltung des Rotors als auch bei seiner Herstellung. So wird hierdurch beispielsweise die Optimierung der hydraulischen Flügelstrukturen im Hinblick auf den hydraulischen Wirkungsgrad erschwert, die in der Regel mit einer filigranenDue to the partially contradictory requirements on the material of the hydraulic and the electrical side, the Plastoferrit- material proves in the operation of the rotor but also during its manufacture as problematic. For example, the highest possible hard ferrite content in the plastoferror material is necessary for high efficiency of the electric motor. On the other hand, the plastic ferrite material with increasing hard ferrite proves to be increasingly brittle and less elastic. The reduced mechanical strength of the Plastoferrit material leads to limitations both in the design of the rotor and in its manufacture. Thus, for example, the optimization of the hydraulic wing structures in terms of hydraulic efficiency is difficult, which usually with a filigree
Formgebung der Flügelkonturen mit zum Teil gekrümmten Flügelformen einhergeht. Ferner ergeben sich durch den hohen Anteil an Hartferritpulver im Plasto- ferrit-Werkstoff auch Schwierigkeiten bei der Formfüllung im Spritzprozess, wodurch vor allem bei filigranen Strukturen unterschiedliche Wandstärken innerhalb der Teilekonturen auftreten können. Aufgrund der damit verbundenen Eigenspannungen, die insbesondere bei hohen Temperaturschwankungen verstärkt werden, sowie des unterschiedlichen Schwindungsverhaltens kann es im Betrieb der Pumpe leichter zur Rissbildung und damit zum Totalausfall des Bauteils kommen.Forming the wing contours is associated with partially curved wing shapes. Furthermore, the high proportion of hard ferrite powder in the Plastoferrrit material also causes difficulties in mold filling in the injection process, which can result in different wall thicknesses within the part contours, especially in filigree structures. Due to the inherent stresses associated therewith, which are amplified in particular at high temperature fluctuations, as well as the different shrinkage behavior, it may be easier to crack during operation of the pump and thus to the total failure of the component.
Schließlich erweist sich ein hoher Hartferritanteil aufgrund seiner abrasiven Wirkung und des damit einhergehenden erhöhten Werkzeugverschleißes auch als ungünstig für den Herstellungsprozess des Rotors.Finally, a high hard ferrite due to its abrasive effect and the associated increased tool wear also proves to be unfavorable for the manufacturing process of the rotor.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung eineBased on this prior art, it is an object of the invention
Flüssigkeitspumpe mit einem verbesserten Rotor bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine Flüssigkeitspumpe gemäß Anspruch 1 , einen Rotor gemäß An- spruch 13 sowie durch ein Verfahren zum Herstellen eines Rotors gemäß Anspruch 14 gelöst.To provide liquid pump with an improved rotor. This object is achieved by a liquid pump according to claim 1, a rotor in accordance with Claim 13 and by a method for producing a rotor according to claim 14 solved.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß weist eine Flüssigkeitspumpe einen elektrischen Antrieb und ein Gehäuse mit einem darin angeordneten Rotor auf, wobei der Rotor in einem elektrischen Abschnitt einen Läufer des elektrischen Antriebs und in einem hydraulischen Abschnitt ein hydraulisches Flügelrad bildet. Der Rotor ist dabei als ein Zweikomponenten-Spritzteil mit einer die Läuferstruktur bildenden elektrischen Komponente und einer die Flügelradstruktur bildenden hydraulischen Komponente. Durch den zweiteiligen Aufbau des Rotors wird die Herstellung vereinfacht, da in jedem der beiden Teilspritzprozesse deutlich einfacher geformte Spritzteile erzeugt werden. Somit wird beispielsweise die Herstellung beson- ders filigraner Flügelstrukturen der hydraulischen Seite erleichtert.According to the invention, a liquid pump has an electric drive and a housing with a rotor arranged therein, wherein the rotor forms a rotor of the electric drive in an electrical section and a hydraulic impeller in a hydraulic section. The rotor is in the form of a two-component injection-molded part with an electrical component forming the rotor structure and a hydraulic component forming the impeller structure. Due to the two-part structure of the rotor, the production is simplified because significantly simpler molded molded parts are produced in each of the two part injection processes. Thus, for example, the production of particularly filigree wing structures of the hydraulic side is facilitated.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die beiden Komponenten unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen. Dabei bestehen die erste Komponente aus einem magnetischen Material und die zwei- te Komponente aus einem flüssigkeits- und temperaturbeständigen Kunststoff-In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the two components have different material properties. The first component consists of a magnetic material and the second component of a liquid- and temperature-resistant plastic material.
Material. Die Verwendung verschiedener Materialien erlaubt eine individuelle Optimierung beiden Rotorteile gemäß ihrer jeweiligen Aufgabe. Insbesondere kann für das hydraulische Flügelrad ein Kunststoffmaterial mit besonderen mechanischer Eigenschaften verwendet werden, mit dem auch besonders filigrane Flü- gelradkonturen geformt werden können. Hierdurch kann eine weitere Optimierung der hydraulischen Seite in Bezug auf den Wirkungsgrad erfolgen.Material. The use of different materials allows individual optimization of both rotor parts according to their respective task. In particular, a plastic material with special mechanical properties can be used for the hydraulic impeller, with which even filigree wing wheel contours can be formed. This allows a further optimization of the hydraulic side in terms of efficiency.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die elektrische Komponente des Rotors aus einem Plastoferrit-Material besteht. Dieses Material erweist sich auf- grund seiner Spritztauglichkeit als sehr geeignet zur Erstellung eines magnetischen Läufers. Aufgrund der separaten Herstellung der elektrischen und der hydraulischen Seite des Rotors ist es möglich, ein Plastoferrit-Material mit einem höheren Hartferrit-Anteil zu verwenden, um den Wirkungsgrad des Elektromotors zu verbessern.A further embodiment provides that the electrical component of the rotor consists of a plastoferrite material. This material proves to be very suitable for creating a magnetic rotor due to its ability to spray. Due to the separate production of the electrical and the hydraulic side of the rotor, it is possible to use a Plastoferrit material with a higher hard ferrite content to improve the efficiency of the electric motor.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht die hydraulische Komponente des Rotors aus Polyphenylensulfid. Dieser Werkstoff eignet sich aufgrund seiner Spritztauglichkeit und seiner Materialeigenschaften sehr gut als Material für die hydraulische Rotorseite. Dabei lassen sich gewünschte Materialeigenschaften dieses Kunststoffs, wie zum Beispiel seine Gleiteigenschaft oder Stabilität, besonders einfach durch Zugabe geeigneter Zusatzstoffe noch weiter verbessern.According to a further embodiment, the hydraulic component of the rotor consists of polyphenylene sulfide. This material is suitable due to its Spray performance and its material properties very well as material for the hydraulic rotor side. In this case, desired material properties of this plastic, such as its sliding property or stability, can be further improved particularly simply by adding suitable additives.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die beiden Komponenten mithilfe von Verbindungsstrukturen formschlüssig miteinander verbunden sind, wobei wenigsten eine Verbindungsstruktur als Mitnehmer zur Drehmomentübertragung zwischen den Komponenten dient. Durch die formschlüssige Verbindung wird ei- ne besonders feste Verbindung zwischen den beiden Teilen erreicht. Mithilfe desA further embodiment provides that the two components are positively connected to each other by means of connecting structures, wherein at least one connecting structure serves as a driver for torque transmission between the components. Due to the positive connection, a particularly strong connection between the two parts is achieved. With the help of
Mitnehmers kann ferner eine einfache Drehmomentübertragung realisiert werden. Schließlich lassen sich solche Verbindungsstrukturen besonders einfach mithilfe des verwendeten Spritzverfahrens realisieren.Mitnehmers also a simple torque transmission can be realized. Finally, such connection structures can be realized particularly easily with the aid of the spraying method used.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Verbindungsstruktur als eine radial verlaufende Führung mit einem T-förmigen Querschnitt ausgebildet. Diese Querschnittform erlaubt eine sichere formschlüssige Verbindung zwischen den Teilen. Die axiale Ausrichtung der Verbindungsstruktur ermöglicht die Funktion als Mitnehmer zur Übertragung des Drehmoments vom Läufer auf das Flügelrad.According to a further embodiment, the connecting structure is formed as a radially extending guide with a T-shaped cross-section. This cross-sectional shape allows a secure positive connection between the parts. The axial alignment of the connecting structure allows the function as a driver for transmitting the torque from the rotor to the impeller.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Lagerung des Rotors im Gehäuse mithilfe eines Gleitlagers erfolgt, welches eine einen Gehäusezapfen aufnehmende axiale Bohrung in der hydraulischen Komponente umfasst. Durch Auswahl eines geeigneten Kunststoffmaterials kann das Gleitlager ohne eine zu- sätzliche Kohlebuchse realisiert werden, wodurch die Herstellung des Rotors vereinfacht wird. Weiterhin ist vorgesehen, dass die axiale Bohrung wenigstens teilweise innerhalb eines in den elektrischen Abschnitt des Rotors hineinragenden Lagerzapfens der hydraulischen Komponente ausgebildet ist. Hierdurch wird die Lagerstrecke verlängert, was mit einer ruhigen und verschleißfreien Lagerung einhergeht.A further embodiment provides that the bearing of the rotor takes place in the housing by means of a sliding bearing, which comprises a housing bore receiving an axial bore in the hydraulic component. By selecting a suitable plastic material, the sliding bearing can be realized without an additional coal bushing, whereby the manufacture of the rotor is simplified. It is further provided that the axial bore is at least partially formed within a protruding into the electrical portion of the rotor bearing journal of the hydraulic component. As a result, the storage distance is extended, which is associated with a quiet and wear-free storage.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform enthält das Material der hydraulischen Komponente einen Zusatzstoff, der die Gleiteigenschaften des Gleitlagers verbessert. Durch eine geeignete Auswahl der Zusatzstoffe kann der Verschleiß des Gleitlagers reduziert und damit ein wartungsfreies Gleitlager realisiert werden.According to another embodiment, the material of the hydraulic component contains an additive which improves the sliding properties of the sliding bearing. By a suitable choice of additives, the wear of the sliding bearing can be reduced and thus a maintenance-free sliding bearing can be realized.
Sofern, wie in einer weiteren Ausführungsform der Fall, als Zusatzstoff Teflon, Kohlefasern und/oder Kohlekugeln verwendet werden, verbessern sich die Gleit- eigenschaften des Lagers besonders deutlich. Durch die Verwendung von Kohlefaser als Zusatzstoff wird ferner eine Verbesserung der mechanischen Festigkeit des hydraulischen Teils des Rotors erreicht. Die zugegebenen Kohlefasern können darüber hinaus die häufig zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaf- ten des Rotors verwendeten Glasfasern ersetzen.If, as in a further embodiment of the case, be used as an additive Teflon, carbon fibers and / or carbon spheres, improve the sliding characteristics of the camp are particularly clear. The use of carbon fiber as an additive further improves the mechanical strength of the hydraulic part of the rotor. The added carbon fibers can also replace the glass fibers commonly used to improve the mechanical properties of the rotor.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die hydraulische Komponente ein Abschirmelement, das sich bundförmig um den gesamten Umfang des Rotors erstreckt. Das Abschirmelement verhindert, dass magnetischer Formsand aus der Kühlflüssigkeit in den elektrischen Pumpenteil gelangt und dort abrasiv wirkt.In a further embodiment, the hydraulic component comprises a shielding element, which extends in a collar shape around the entire circumference of the rotor. The shielding prevents magnetic molding sand from getting out of the cooling liquid in the electric pump part and there is abrasive.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die elektrische Komponente im Wesentlichen die Form eines Hohlzylinders aufweist. Durch diese einfache Formgebung wird der Herstellungsprozess des Spritzteils vereinfacht. Aufgrund des besonders einfachen Werkzeugs wird ferner auch die Magnetisierung desA further embodiment provides that the electrical component has substantially the shape of a hollow cylinder. This simple shaping simplifies the manufacturing process of the molded part. Due to the particularly simple tool also the magnetization of the
Läufers enorm erleichtert.Runner enormously relieved.
Gemäß der Erfindung wird bei der Herstellung eines Rotors für die erfindungsgemäße Flüssigkeitspumpe zunächst eine erste Komponente des Rotors aus ei- nem ersten Material erzeugt. Anschließend wird die zweite Komponente des Rotors durch Anspritzen eines zweiten Materials an die erste Komponente erzeugt. Es ist vorteilhaft die erste Komponente mit wenigstens einer Verbindungsstruktur vorzusehen, die bei der Herstellung der zweiten Komponente umspritzt und dadurch eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Komponenten er- zeugt.According to the invention, in the production of a rotor for the liquid pump according to the invention, first a first component of the rotor is produced from a first material. Subsequently, the second component of the rotor is produced by injecting a second material to the first component. It is advantageous to provide the first component with at least one connecting structure, which is encapsulated during the production of the second component and thereby generates a positive connection between the two components.
Gemäß einer ersten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens wird die erste Komponente in einem ersten Spritzprozess mithilfe eines ersten Spritzwerkzeugs erzeugt und anschließend in ein zweites Spritzwerkzeug eingelegt. Die zweite Komponente wird in einem zweiten Spritzprozess mithilfe des zweiten Spritzwerkzeugs erzeugt. Die Verwendung separater Spritzwerkzeuge erlaubt eine individuelle Optimierung des Herstellungsprozesses für jeden der beiden Teile.According to a first embodiment of the production method, the first component is produced in a first injection process by means of a first injection molding tool and then inserted into a second injection molding tool. The second component is produced in a second injection process using the second injection molding tool. The use of separate injection molds allows an individual optimization of the manufacturing process for each of the two parts.
Werden hingegen, wie in einer weiteren Ausführungsform des Herstellungsver- fahrens vorgesehen, die beiden Komponenten in zwei aufeinander folgendenIf, on the other hand, as provided in a further embodiment of the production method, the two components are in two consecutive
Spritzprozessen mithilfe eines gemeinsamen Spritzwerkzeugs erzeugt, wobei die erste Komponente in einem Vorspritzprozess in einem ersten Teil des Spritz- werkzeugs und die zweite Komponente in einem Fertigspritzprozess in einem zweiten Teil des Spritzwerkzeugs erzeugt wird, kann der Herstellungsprozess rationalisiert werden.Injection processes produced by means of a common injection molding tool, wherein the first component in a pre-injection process in a first part of the injection molding tool and the second component is produced in a Fertigspritzprozess in a second part of the injection mold, the manufacturing process can be streamlined.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention will be explained in more detail with reference to figures. Show it:
Fig. 1 eine Flüssigkeitspumpe gemäß dem Stand der Technik mit einem einteiligen Plastoferrit-Rotor;1 shows a fluid pump according to the prior art with a one-piece Plastoferrit rotor.
Fig. 2 eine Flüssigkeitspumpe gemäß der Erfindung mit einem als Zweikomponenten-Spritzteil ausgebildeten Rotor;2 shows a liquid pump according to the invention with a rotor designed as a two-component injection molded part;
Fig. 3 eine Querschnittdarstellung des erfindungsgemäßen Rotors mit einem aus Plastoferrit gebildeten elektrischen Teil und einem aus einem Kunststoff-Material gebildeten hydraulischen Teil;3 shows a cross-sectional view of the rotor according to the invention with an electrical part formed from plastoferrite and a hydraulic part formed from a plastic material;
Fig. 4 eine perspektivische Querschnittdarstellung des erfindungsgemäßen Rotors aus Figur 3;4 shows a perspective cross-sectional view of the rotor according to the invention from FIG. 3;
Fig. 5 eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Rotors;5 shows an exploded view of the rotor according to the invention;
Fig. 6 eine Detaildarstellungen des Plastoferrit-Läufers aus der Figur 5;FIG. 6 shows a detailed representation of the plastoferrite rotor from FIG. 5; FIG.
Fig. 7 eine weitere perspektivische Darstellung des Plastoferrit-Läufers aus der Figur 5 mit vier mittels Spitzentechnik erzeugten Verbindungsstrukturen;7 shows a further perspective illustration of the plastoferrite rotor from FIG. 5 with four connection structures produced by means of advanced technology;
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung des hydraulischen Rotorteils aus Figur 5 mit einem Lagerzapfen und vier Verbindungsstrukturen.Fig. 8 is a perspective view of the hydraulic rotor part of Figure 5 with a journal and four connection structures.
Die Figur 1 zeigt eine mittels eines elektronisch kommutierten Elektromotors 300 angetriebene Flüssigkeitspumpe 100 gemäß dem Stand der Technik. Dabei ist der Elektromotor 300 gemeinsam mit der hydraulischen Pumpeinrichtung 400 in einem Gehäuse 110 untergebracht. Der mithilfe eines Spritzgussverfahrens einstückig aus einem Plastoferrit-Material geformte Rotor 200 bildet in seinem elektrischen Abschnitt einen Läufer 211 des Elektromotors 300 und in seinem hydraulischen Abschnitt ein Flügelrad 221 der hydraulischen Pumpeinrichtung 400. Ein zwischen den beiden Abschnitten 210, 220 des Rotors 200 angeordne- ter neutraler Rotorabschnitt 240 fungiert dabei als Abschirmelement, das die elektrische von der hydraulische Pumpenseite trennt.FIG. 1 shows a liquid pump 100 according to the prior art driven by means of an electronically commutated electric motor 300. In this case, the electric motor 300 is housed together with the hydraulic pumping device 400 in a housing 110. The rotor 200 formed in one piece from a plastoferring material by means of an injection molding process forms in its electrical section a rotor 211 of the electric motor 300 and in its hydraulic section an impeller 221 of the hydraulic pumping device 400. A rotor 200 arranged between the two sections 210, 220 of the rotor 200 The neutral rotor section 240 acts as a shielding element which separates the electrical from the hydraulic pump side.
Der Rotor 200 ist mittels eines Gleitlagers 230 auf einem feststehenden Gehäu- sezapfen 103 rotierend gelagert. Hierzu weist der Rotorkörper 200 eine entlang seiner Rotationsachse verlaufende axiale Bohrung zur Aufnahme des Gehäusezapfens 103 auf. Das Gleitlager ist durch eine zwischen Rotorkörper 200 und Gehäusezapfen 103 eingelegte Kohlebuchse 233 realisiert.The rotor 200 is rotatably mounted on a stationary housing 103 by means of a slide bearing 230. For this purpose, the rotor body 200 has an axial bore extending along its axis of rotation for receiving the housing journal 103. The slide bearing is realized by an inserted between the rotor body 200 and the housing pin 103 carbon bushing 233.
Der mittels einer speziellen Elektronik angesteuerte Stator 310 besteht aus mehreren im elektrischen Gehäuseteil 1 11 entlang des Umfangs des Läufers 21 1 angeordneten Elektrospulen. Diese Elektrospulen erzeugen im Betrieb des Elektromotors 300 ein drehendes Magnetfeld, durch welches der den magentischen Teil der EC-Motors bildende Läufer 21 1 in Drehung versetzt wird. Hierzu wird der Rotor 200 aus einem Plastoferrit-Material gespritzt und der elektrische Rotorabschnitt 201 während des Spritzvorgangs in einem Magnetisierungskäfig magneti- siert. Nach dem Aushärten des Plastoferrit-Materials behalten die im externen Magnetfeld ausgerichteten Hartferrit-Teilchen ihre Ausrichtung bei und erzeugen damit die gewünschte Magnetisierung des Läufers 21 1.The controlled by a special electronics stator 310 consists of several in the electrical housing part 1 11 along the circumference of the rotor 21 1 arranged electric coils. During operation of the electric motor 300, these electric coils generate a rotating magnetic field, by means of which the rotor 21 1 forming the magnetic part of the EC motor is set in rotation. For this purpose, the rotor 200 is injection-molded from a plastoferror material and the electric rotor section 201 is magnetized during the injection process in a magnetization cage. After the plastoferrite material has hardened, the hard ferrite particles oriented in the external magnetic field maintain their orientation and thus produce the desired magnetization of the rotor 21 1.
Das Abschirmelement 240 dient zum Schutz der elektrischen Seite gegen das Eindringen von Formsand aus der hydraulischen Flüssigkeit. Als Abdichtelement dient hierzu ein Labyrinthbereich, welcher durch eine auf der dem Läufer zugewandten Seite des Abschirmelements 240 angeordnete umlaufende Rille 241 und eine in die Rille 241 entsprechend eingreifende umlaufenden Struktur desThe shielding element 240 serves to protect the electrical side against the ingress of molding sand from the hydraulic fluid. As a sealing element serves a labyrinth area, which by a arranged on the side facing the rotor of the shield 240 arranged circumferential groove 241 and a correspondingly engaging in the groove 241 circumferential structure of
Gehäuses 1 10 gebildet wird.Housing 1 10 is formed.
Die Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Flüssigkeitspumpe 100 mit einem als ein Zweikomponenten-Spritzteil ausgebildeten Rotor 200. Diese Flüssigkeits- pumpe 100 weist im Wesentlichen einen zu der aus der Figur 1 bekannten Flüssigkeitspumpe analogen Aufbau auf. Im Unterschied zu dem bekannten Rotor aus der Figur 1 besteht bei dem erfindungsgemäßen Zweikomponenten-Rotor 200 jedoch nur der Läufer aus einem Plastoferrit-Material. Der hydraulische Rotorabschnitt 202, das mit dem hydraulischen Rotorabschnitt 201 einstückig ge- formte Abschirmelement 240 und der ebenfalls mit dem hydraulischen Rotorabschnitt 201 einstückig geformte Lagerzapfen 232 sind hingegen aus einem Kunststoffmaterial gebildet. Als Material eignet sich grundsätzlich jeder spritzbare Kunststoff mit einer hohen temperatur- und hydrolysebeständigkeit, wie zum Beispiel ein Polyphenylensulfid (PPS). Besonders kostengünstig ist es dabei, ein Kunststoffmaterial zu verwende, aus dem bereits andere Teile des Gehäuses 110 bestehen. Ferner können spezielle Kunststoffe zum Einsatz kommen, die in Bezug auf den hydraulischen Einsatzzweck optimierten Eigenschaften aufweisen.FIG. 2 shows a liquid pump 100 according to the invention with a rotor 200 designed as a two-component injection part. This liquid pump 100 essentially has an arrangement analogous to the liquid pump known from FIG. In contrast to the known rotor from FIG. 1, in the case of the two-component rotor 200 according to the invention, however, only the rotor is made from a plastoferror material. By contrast, the hydraulic rotor section 202, the shielding element 240 integrally formed with the hydraulic rotor section 201 and the bearing journal 232 also integrally formed with the hydraulic rotor section 201 are formed from a plastics material. As a material is basically any sprayable Plastic with a high temperature and hydrolysis resistance, such as a polyphenylene sulfide (PPS). It is particularly cost-effective to use a plastic material from which other parts of the housing 110 already exist. Furthermore, special plastics can be used which have optimized properties with respect to the hydraulic application.
Im Unterschied zu der aus der Figur 1 bekannten Flüssigkeitspumpe ist bei der erfindungsgemäßen Ausführung keine zusätzliche Kohlebuchse 233 zur Lage- rung des Rotors 200 auf dem Gehäusezapfen 103 vorgesehen. Dies wird insbesondere durch den Wegfall auf des stark abrasiv wirkenden Hartferrits ermöglicht. Zur Verbesserung seiner Gleiteigenschaften kann dem Kunststoffmaterial ferner ein Zusatzstoff, wie z. B. Teflon, Kohlefasern oder Kohlekugeln beigemischt werden.In contrast to the liquid pump known from FIG. 1, no additional carbon bushing 233 for supporting the rotor 200 on the housing journal 103 is provided in the embodiment according to the invention. This is made possible in particular by eliminating the highly abrasive hard ferrite. To improve its sliding properties, the plastic material may further comprise an additive, such. As Teflon, carbon fibers or carbon spheres are added.
Die Figur 3 zeigt den erfindungsgemäßen Rotor 200 aus der Figur 2 in einer Schnittdarstellung. Der Rotor 200 besteht dabei im Wesentlichen aus zwei Komponenten 201 , 202, die als zwei separate, jedoch miteinander verbundene Spritzteile ausgebildet sind. Im Unterschied zu der in Form eines einfachen Ringes ausgebildeten elektrischen Komponente 201 , ist die den hydraulischen Rotorabschnitt 220, das Abschirmelement 240 und den Lagerzapfen 232 umfassende hydraulische Komponente 202 als ein komplexes Spritzteil ausgebildet. Dabei wird der hydraulische Rotorabschnitt 220 durch ein Flügelrad 221 gebildet, das mehrere um eine geringfügig konisch zulaufende Flügelradachse 223 angeord- nete Flügelstrukturen 222 umfasst. Die Flügelstrukturen 222 , von denen in derFIG. 3 shows the rotor 200 according to the invention from FIG. 2 in a sectional view. The rotor 200 consists essentially of two components 201, 202, which are formed as two separate, but interconnected molded parts. In contrast to the electrical component 201 embodied in the form of a simple ring, the hydraulic component 202 comprising the hydraulic rotor section 220, the shielding element 240 and the bearing pin 232 is designed as a complex molded part. In this case, the hydraulic rotor section 220 is formed by an impeller 221, which comprises a plurality of wing structures 222 arranged around a slightly tapered impeller axis 223. The wing structures 222, of which in the
Figur 3 nur zwei dargestellt sind, grenzen an einen das Abschirmelement 240 bildenden tellerförmigen Bereich. Die Anzahl, die Verteilung und die Form der hier als einfache Lamellen mit einem eckigen Profil ausgebildeten Flügelstrukturen 222 können je nach Anwendung variieren. Aufgrund des fehlenden Hartferrit- Pulvers weist das verwendete Kunststoffmaterial deutlich verbesserte mechanische Eigenschaften im Vergleich zu dem für den herkömmlichen Rotor verwendeten Plastoferrit-Material auf. Die Gestaltung der Flügelstrukturen unterliegt daher nicht mehr den durch einen hohen Hartferrit-Anteil bedingten Einschränkungen. Somit ist auch eine insbesondere auf den hydraulischen Wirkungsgrad op- timierte Formgebung des Flügelrads 221 mit sehr filigranen und gekrümmtenFigure 3 are shown only two, adjacent to a shielding element 240 forming plate-shaped area. The number, distribution and shape of the wing structures 222 formed here as simple louvers with a polygonal profile may vary depending on the application. Due to the lack of hard ferrite powder, the plastic material used has significantly improved mechanical properties compared to the plastoferror material used for the conventional rotor. The design of the wing structures is therefore no longer subject to the restrictions imposed by a high hard ferrite content. Thus, a shape of the impeller 221 which is optimized in particular for hydraulic efficiency is also very delicate and curved
Flügelstrukturen 222 ohne Probleme möglich. Die aus der Flügelradachse 223, einem Kernbereich des Abschirmelements 240 und dem Lagerzapfen 232 gebildete Nabe weist eine zentrale Bohrung 231 zur Aufnahme des Gehäusezapfens auf. Um die Einbaumaße des herkömmlichen Rotors mit eingelegter Kohlebuchse einzuhalten und damit den Einbau in ein herkömmliches Gehäuse 1 10 zu ermöglichen, ist bei dem hier gezeigten RotorWing structures 222 without problems possible. The hub formed by the Flügelradachse 223, a core portion of the shielding 240 and the bearing pin 232 has a central bore 231 for receiving the housing pin. In order to comply with the installation dimensions of the conventional rotor with inserted carbon bushing and thus allow installation in a conventional housing 1 10, is in the rotor shown here
200 an beiden stirnseitigen Ende der Nabe jeweils ein Absatz 234 vorgesehen.200 at both front end of the hub each have a paragraph 234 provided.
Um im Betrieb des Rotors 200 auch hohe Drehmomente zwischen dem hydraulischen und dem elektrischen Rotorteil zu übertragen, ist eine feste Verbindung zwischen den beiden Komponenten 201 , 202 vorgesehen. Dies wird vorzugsweise mithilfe einer formschlüssigen Verbindung erreicht. Hierzu können beispielsweise ein oder mehrere Verbindungsstrukturen 250 an einer in einem ersten Spritzprozess erzeugten ersten Komponente 201 , 202 vorgesehen werden, die im Verlauf des zweiten Spritzprozesses vom Material der zweiten Komponente umspritzt werden. Die so erzeugten Verbindungsstrukturen 250 dienen dann gleichzeitig als Mitnehmer.In order to transmit high torques between the hydraulic and the electric rotor part during operation of the rotor 200, a fixed connection between the two components 201, 202 is provided. This is preferably achieved by means of a positive connection. For this purpose, for example, one or more connection structures 250 may be provided on a first component 201, 202 produced in a first injection process, which are overmolded by the material of the second component in the course of the second injection process. The connecting structures 250 thus produced then serve simultaneously as a driver.
Die in der Figur 4 gezeigte perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Rotors 200 verdeutlicht die spezielle mechanische Verbindung zwischen den beiden Komponenten 201 , 202 mittels mehrerer T-förmiger Verbindungsstrukturen 250. Die an der hydraulischen Komponente 202 angeformten Verbindungsstrukturen 250 sind entlang der Grenzfläche zwischen den beiden Komponenten angeordnet. Sie greifen in entsprechende Ausnehmungen 260 des den Läufer 21 1 darstellenden Hohlzylinders ein. Hierdurch wird eine formschlüssige Verbin- düng zwischen den beiden Komponenten realisiert.4 shows the special mechanical connection between the two components 201, 202 by means of a plurality of T-shaped connecting structures 250. The connecting structures 250 formed on the hydraulic component 202 are arranged along the interface between the two components , They engage in corresponding recesses 260 of the rotor 21 1 representing hollow cylinder. As a result, a positive connection between the two components is realized.
Zur Verdeutlichung des Aufbaus des Zweikomponenten-Rotors 200 zeigt die Figur 5 eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Rotors 200. Dabei sind insgesamt vier als radial verlaufende T-förmige Führungen ausgebildete Verbindungsstrukturen 250 gleichmäßig entlang der Grenzfläche zwischen den beiden Komponenten angeordnet. Die hierzu komplementären Verbindungsstrukturen 260 des elektrischen Gegenstücks 21 1 sind als entsprechende Aussparungen zur Aufnahme der Verbindungsstrukturen 250 ausgebildet.To illustrate the structure of the two-component rotor 200, Figure 5 shows an exploded view of the rotor 200 according to the invention. In this case, a total of four formed as a radially extending T-shaped guides connecting structures 250 are arranged uniformly along the interface between the two components. The complementary connection structures 260 of the electrical counterpart 21 1 are formed as corresponding recesses for receiving the connection structures 250.
Die Herstellung des Rotors 200 erfolgt vorzugsweise mithilfe eines zweiteiligenThe manufacture of the rotor 200 is preferably carried out by means of a two-part
Spritzgussverfahrens. Dabei können beide Komponenten 201 , 202 in verschiedenen Teilen eines gemeinsamen Spritzwerkzeugs erzeugt werden. In diesem FaII wird zunächst eine der beiden Komponenten 201 , 202 im Rahmen einer Vorspritzung durch Einspritzen des entsprechenden Materials in einem ersten Werkzeugteil erzeugt. Anschließend wird die zweite Komponente im Rahmen einer Fertigspritzung durch Einspritzen des entsprechenden Materials in einen zweiten Werkzeugteil erzeugt.Injection molding process. Both components 201, 202 can be produced in different parts of a common injection molding tool. In this In the first instance, one of the two components 201, 202 is produced as part of a pre-projection by injecting the corresponding material in a first tool part. Subsequently, the second component is produced as part of a final injection by injecting the corresponding material into a second tool part.
Alternativ kann die Herstellung der beiden Komponenten 201 , 202 auch mithilfe von zwei verschiedenen Spritzwerkzeugen erfolgen. Dabei wird in einem ersten Spritzprozess durch Einspritzen des entsprechenden Materials in ein erstes Spritzwerkzeug zunächst die erste Komponente 201 , 202 als Zwischenprodukt vorgefertigt und anschließend in ein zweites Spritzwerkzeug eingelegt. Hier wird in einem daran anschließenden zweiten Spritzprozess die zweite Komponente durch Einspritzen des entsprechenden Materials an die vorgefertigte erste Komponente angespritzt.Alternatively, the production of the two components 201, 202 can also take place with the aid of two different injection tools. In this case, first the first component 201, 202 is prefabricated as an intermediate product and then inserted into a second injection molding tool in a first injection molding process by injecting the corresponding material into a first injection molding tool. Here, in a subsequent second injection process, the second component is injected by injecting the appropriate material to the prefabricated first component.
Welche der beiden Komponenten 201 , 202 im ersten der beiden Teilspritzprozesse erzeugt und welche Komponente dann anschließend an die bereits vorhandene angespritzt wird, hängt dabei in erster Linie von der jeweiligen Anwendung ab. So ist es beispielsweise vorteilhaft, den Plastoferrit-Läufer 21 1 als Zwi- schenprodukt mittels eines mit einem Magnetkäfig ausgestatteten separatenWhich of the two components 201, 202 is produced in the first of the two partial injection processes and which component is then subsequently injected onto the already existing one, depends primarily on the respective application. For example, it is advantageous to use the plastoferrite rotor 21 1 as an intermediate product by means of a separate cage equipped with a magnetic cage
Spritzwerkzeugs vorzufertigen und den Rotor 200 anschließend durch in einem zweiten Spritzwerkzeug durch Anspritzen der hydraulischen Komponente 202 fertigzustellen. Damit kann der Magnetisierungskäfig und damit auch die Magnetisierung des Läufers optimiert werden kann.Prefabricate the injection molding tool and then finish the rotor 200 by injection molding the hydraulic component 202 in a second injection molding tool. Thus, the magnetization cage and thus the magnetization of the rotor can be optimized.
Die Figuren 6 und 7 zeigen zwei verschiedene perspektivische Darstellungen der den Läufer 21 1 bildenden elektrischen Komponente 201. Dabei wird ersichtlich, dass der Plastoferrit-Läufer 21 1 im Wesentlichen als ein einfaches Spritzteil in Form eines Hohlzylinders ausgebildet ist. Die Verbindungsstellen 260 sind vorzugsweise als Aussparungen in der der hydraulischen Seite zugewandtenFigures 6 and 7 show two different perspective views of the rotor 21 1 forming the electrical component 201. It will be appreciated that the Plastoferrit rotor 21 1 is formed substantially as a simple molded part in the form of a hollow cylinder. The joints 260 are preferably as recesses in the hydraulic side facing
Stirnfläche des Hohlzylinders ausgebildet. Eine solche Aussparung 260 weist eine der Form der zugehörigen Verbindungsstruktur 250 der hydraulischen Komponente 202 entsprechende Geometrie auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Aussparungen 260 folglich als T-förmige Nuten ausgebildet. Grundsätz- lieh kann die Form der Verbindungsstrukturen 250, 260 sowie ihre Anzahl undEnd face of the hollow cylinder formed. Such a recess 260 has a geometry corresponding to the shape of the associated connection structure 250 of the hydraulic component 202. In the present embodiment, the recesses 260 are thus formed as T-shaped grooves. In principle, the shape of the connecting structures 250, 260 and their number and
Verteilung entlang des Umfangs des Hohlzylinders je nach Anwendung variieren. Die Figur 8 zeigt schließlich eine perspektivische Darstellung der hydraulischen Komponente 202. Das aus einem flüssigkeits- und temperaturbeständigen Kunststoffmaterial einteilig erzeugte Spritzteil 202 umfasst ein den hydraulischen Abschnitt 220 bildendes Flügelrad 221 mit insgesamt vier um eine zentrale FIu- gelradachse 223 angeordneten Flügelstrukturen 222, einen das Abschirmelement 240 bildenden tellerförmigen Bereich mit einer der elektrischen Rotorseite zugewandten umlaufenden Rille 241 und vier entlang des Umfangs gleichmäßig angeordneten Verbindungsstrukturen 250 sowie einen Lagerzapfen 232.Distribution along the circumference of the hollow cylinder vary depending on the application. Finally, FIG. 8 shows a perspective view of the hydraulic component 202. The injection molded part 202, which is produced in one piece from a fluid-resistant and temperature-resistant plastic material, comprises an impeller 221 forming the hydraulic section 220 with a total of four wing structures 222 arranged around a central rotor axis 223 Shielding element 240 forming a plate-shaped area with a side facing the electrical rotor side circumferential groove 241 and four along the circumference uniformly arranged connecting structures 250 and a bearing pin 232nd
Bei den in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Gegenständen handelt es sich um beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung. Ein Fachmann erkennt daher, dass die Erfindung nicht nur auf diese Ausführungsformen eingeschränkt ist. Dabei können sich alle hier offenbarten erfinderischen Aspekte sowohl einzeln als auch in Kombination mitein- ander für die Realisation der Erfindung als relevant erweisen. Insbesondere ist die spezielle Ausgestaltung der Teile, wie beispielsweise die Art der Verbindung zwischen den Komponenten hier nur beispielhaft dargestellt. The objects disclosed in the foregoing description, claims and drawings are exemplary embodiments of the invention. A person skilled in the art therefore recognizes that the invention is not limited to these embodiments. All the inventive aspects disclosed here, both individually and in combination with one another, can prove to be relevant for the realization of the invention. In particular, the special configuration of the parts, such as the type of connection between the components is shown here only by way of example.

Claims

Ansprüche claims
1. Flüssigkeitspumpe (100) mit einem elektrischen Antrieb (300) umfassend ein Gehäuse (110) und einen darin angeordneten Rotor (200), wobei der Rotor (200) in einem elektrischen Abschnitt (210) eine Läufer- struktur (211 ) des elektrischen Antriebs (300) und in einem hydraulischenA liquid pump (100) with an electric drive (300) comprising a housing (110) and a rotor (200) arranged therein, wherein the rotor (200) in an electrical section (210) has a rotor structure (211) of the electrical Drive (300) and in a hydraulic
Abschnitt (220) eine Flügelradstruktur (221) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (200) als ein Zweikomponenten-Spritzteil umfassend eine dieSection (220) forms an impeller structure (221), characterized in that the rotor (200) as a two-component injection molded part comprising a
Läuferstruktur (211) bildende elektrische Komponente (201) und eine die Flügelradstruktur (221) bildende hydraulische Komponente (202) ausgebildet ist.Rotor structure (211) forming the electrical component (201) and the impeller structure (221) forming the hydraulic component (202) is formed.
2. Flüssigkeitspumpe (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Komponenten (201 , 202) unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen, wobei die elektrische Komponente (201) aus einem magnetischen Material besteht, und wobei die hydraulische Komponente (202) aus einem flüssigkeits- und tem- peraturbeständigen Kunststoffmaterial besteht.2. Liquid pump (100) according to claim 1, characterized in that the two components (201, 202) have different material properties, wherein the electrical component (201) consists of a magnetic material, and wherein the hydraulic component (202) consists of a liquid and temperature-resistant plastic material.
3. Flüssigkeitspumpe (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Material der elektrischen Komponente (201) des Rotors (200) ein Plastoferrit dient.3. Liquid pump (100) according to claim 2, characterized in that a plastoferrite serves as the material of the electrical component (201) of the rotor (200).
4. Flüssigkeitspumpe (100) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für die hydraulische Komponente (202) des Rotors (200) ein Polyphenylensulfid umfasst. 4. Liquid pump (100) according to claim 2 or 3, characterized in that the material for the hydraulic component (202) of the rotor (200) comprises a polyphenylene sulfide.
5. Flüssigkeitspumpe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Komponenten (201, 202) mithilfe von Verbindungsstrukturen (250, 260) formschlüssig miteinander verbunden sind, wobei wenigsten eine Verbindungsstruktur (250) als Mitnehmer zur Drehmomentübertragung zwischen den Komponenten (201, 202) dient.5. Liquid pump (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the two components (201, 202) by means of connecting structures (250, 260) are positively connected to each other, wherein at least one connecting structure (250) as a driver for torque transmission between the Components (201, 202) is used.
6. Flüssigkeitspumpe (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstruktur (250) als eine radial verlaufende Führung mit einem T-förmigen Querschnitt ausgebildet ist.6. Liquid pump (100) according to claim 5, characterized in that the connecting structure (250) is designed as a radially extending guide with a T-shaped cross-section.
7. Flüssigkeitspumpe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (200) mithilfe eines Gleitlagers (230), das eine in der hydraulischen Komponente (202) angeordnete und einen Gehäusezapfen (113) aufnehmende axiale Bohrung (231) umfasst, im Gehäuse (110) gelagert ist.7. Liquid pump (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that the rotor (200) by means of a sliding bearing (230) arranged in the hydraulic component (202) and a housing pin (113) receiving axial bore (231) includes, is mounted in the housing (110).
8. Flüssigkeitspumpe (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Bohrung (231) wenigstens teilweise innerhalb eines im elektrischen Abschnitt (210) des Rotors verlaufenden Lagerzapfens (232) der hydraulischen Komponente (202) ausgebildet ist.8. fluid pump (100) according to claim 7, characterized in that the axial bore (231) at least partially within a running in the electrical portion (210) of the rotor bearing pin (232) of the hydraulic component (202) is formed.
9. Flüssigkeitspumpe (100) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der hydraulischen Komponente (202) einen Zusatzstoff enthält, der die Gleiteigenschaften des Gleitlagers (230) verbessert.9. fluid pump (100) according to claim 7 or 8, characterized in that the material of the hydraulic component (202) contains an additive which improves the sliding properties of the sliding bearing (230).
10. Flüssigkeitspumpe (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatzstoff Teflon, Kohlefasern und/oder Kohlekugeln verwendet werden.10. Liquid pump (100) according to claim 9, characterized in that Teflon, carbon fibers and / or carbon spheres are used as additive.
11. Flüssigkeitspumpe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (200) ein Abschirmelement (240) umfasst, das sich als Teil der hydraulische Komponente (202) bundförmig um den gesamten Umfang des Rotors (200) erstreckt.11. Liquid pump (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor (200) comprises a shielding element (240), which forms part the hydraulic component (202) extends around the entire circumference of the rotor (200) in a bundle shape.
12. Flüssigkeitspumpe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Komponente (201) im Wesentlichen die Form eines Hohlzylinders aufweist.12. Liquid pump (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that the electrical component (201) has substantially the shape of a hollow cylinder.
13. Rotor (200) für eine Flüssigkeitspumpe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 wobei der Rotor (200) in einem elektrischen Abschnitt (210) eine Läuferstruktur (211) und in einem hydraulischen Abschnitt (220) eine Flügelradstruktur (221) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (200) als ein Zweikomponenten-Spritzteil umfassend eine die13. The rotor (200) for a liquid pump (100) according to claim 1, wherein the rotor (200) has a rotor structure (211) in an electrical section (210) and an impeller structure (221) in a hydraulic section (220). forms, characterized in that the rotor (200) as a two-component molded part comprising a
Läuferstruktur (211) bildende elektrische Komponente (201) und eine die Flügelradstruktur (221) bildende hydraulische Komponente (202) ausgebildet ist.Rotor structure (211) forming the electrical component (201) and the impeller structure (221) forming the hydraulic component (202) is formed.
14. Verfahren zum Herstellen eines Rotors (200) mit den Merkmalen des Anspruchs 13, wobei der Rotor (200) mithilfe eines zweiteiligen Spritzprozesses als ein Zweikomponenten-Spritzteil erzeugt wird, umfassend die Verfahrensschritte:14. A method of manufacturing a rotor (200) having the features of claim 13, wherein the rotor (200) is produced by means of a two-part injection process as a two-component injection molding, comprising the method steps:
- Bereitstellen einer aus einem ersten Material bestehenden ersten Kompo- nente (201 , 202) des Rotors (200), undProviding a first component (201, 202) of the rotor (200) made of a first material, and
- Erzeugen einer zweiten Komponente (202, 201) der Rotors (200) durch Anspritzen eines zweiten Materials an die erste Komponente (201, 202),Producing a second component (202, 201) of the rotor (200) by injecting a second material onto the first component (201, 202),
15. Verfahren zum Herstellen eines Rotors (200) nach Anspruch 14, wobei die erste Komponente (201 , 202) wenigstens eine Verbindungsstruktur (250, 260) aufweist, die beim Anspritzen der zweiten Komponente (202, 201 ) von deren zweiten Material derart umspritzt wird, dass eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Komponenten (201, 202) erzeugt wird.15. A method of manufacturing a rotor (200) according to claim 14, wherein the first component (201, 202) has at least one connection structure (250, 260) which molds on the second component (202, 201) of the second material in such a way is that a positive connection between the two components (201, 202) is generated.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Herstellung des Rotors (200) mithilfe von zwei Spritzwerkzeugen erfolgt, umfassend die Schritte:16. The method of claim 15, wherein the manufacture of the rotor (200) by means of two injection tools takes place, comprising the steps:
- Durchführen eines ersten Spritzprozesses zum Erzeugen der ersten Komponente (201 , 202) mithilfe eines ersten Spritzwerkzeugs,Performing a first spraying process to produce the first component (201, 202) using a first injection molding tool,
- Einlegen der ersten Komponente (201 , 202) in ein zweites Spritzwerkzeug, und- Inserting the first component (201, 202) in a second injection mold, and
- Durchführen eines zweiten Spritzprozesses zum Erzeugen der zweiten Komponente (202, 201 ) mithilfe des zweiten Spritzwerkzeugs.- Perform a second injection process for producing the second component (202, 201) using the second injection mold.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Herstellung des Rotors (200) mithilfe eines einzigen Spritzwerkzeugs erfolgt, umfassend die Schritte:17. The method according to claim 16, wherein the production of the rotor (200) takes place by means of a single injection molding tool, comprising the steps:
- Durchführen eines ersten Spritzprozesses in einem ersten Teil des Spritzwerkzeugs zum Erzeugen der ersten Komponente (201 , 202),Performing a first spraying process in a first part of the injection molding tool to produce the first component (201, 202),
- Durchführen eines zweiten Spritzprozesses in einem zweiten Teil des Spritzwerkzeugs zum Erzeugen der zweiten Komponente (202, 201 ). - Perform a second injection process in a second part of the injection mold for producing the second component (202, 201).
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