WO2012038214A2

WO2012038214A2 - Pumpe mit elektromotor

Info

Publication number: WO2012038214A2
Application number: PCT/EP2011/065008
Authority: WO
Inventors: Josef Frank; Alexander Fuchs; Ralf Rainer; Robert Pichler
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2010-09-23
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2012-03-29
Also published as: DE102010041240A1; CN105960749A; EP2619886A2; CN105960749B; WO2012038214A3

Abstract

Pumpe mit Elektromotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zum Fördern eines Fluides, umfassend ein Laufrad mit Förderelementen, von dem um eine Rotationsachse eine Rotationsbewegung ausführbar ist, einen an dem Laufrad vorhandenen Arbeitsraum, einen Elektromotor mit einem Stator (13) und einem Rotor, wobei der Stator (13) einen weichmagnetischen Kern (32), insbesondere ein Blechpaket (33), Wicklungen (14) als Elektromagnete (15) und elektrische Kontaktelemente (34) umfasst, ein Gehäuse, wobei das Laufrad mit den Förderelementen und der Elektromotor innerhalb des Gehäuses angeordnet sind und vorzugsweise die Pumpe in den Elektromotor integriert ist oder umgekehrt, indem der Rotor von dem Laufrad gebildet ist, wobei die elektrischen Kontaktelemente (34) von einem Steckkragen (55) als Dichthülle (31 ) umschlossen sind und mit wenigstens einer Dichtung (53) an dem Steckkragen (55) der Steckkragen (55) bezüglich des Gehäuses abgedichtet ist.

Description

Beschreibung

Titel

Pumpe mit Elektromotor

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpe mit Elektromotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 , ein Verfahren zur Herstellung eine Pumpe mit Elektromotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 1 und ein

Hochdruckeinspritzsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 15.

Stand der Technik

Pumpen mit Elektromotor werden für die verschiedensten technischen

Anwendungen zum Fördern eines Fluides eingesetzt. Beispielsweise dienen Kraftstoffpumpen zum Fördern von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor. Der Elektromotor der Pumpe umfasst einen Stator sowie einen Rotor mit

Permanentmagneten. Dabei ist der Elektromotor und die Pumpe innerhalb eines Gehäuses angeordnet. Innerhalb des Gehäuses entsteht somit ein Raum, insbesondere ein Arbeitsraum, in dem sich das zu fördernde Fluid befindet. Außerhalb des Gehäuses können Stoffe angeordnet sein, zum Beispiel

Flüssigkeiten, wie Salzwasser, deren Eindringen innerhalb des Gehäuses der Pumpe zu verhindern ist, weil diese beispielsweise Schäden an dem Stator durch Korrosion verursachen können. Auch Feststoffe, wie beispielsweise

Staubverschmutzungen oder kleinste Partikel, können bei einem Eindringen in dem von dem Gehäuse eingeschlossenen Innenraum sowohl am Elektromotor als auch an der Pumpe Schäden verursachen. Aus diesem Grund ist es erforderlich, die Pumpe mit dem Elektromotor dauerhaft fluiddicht abzudichten, um einerseits ein Austreten des zu fördernden Fluides, zum Beispiel Kraftstoff, nach außerhalb des Gehäuses zu verhindern und andererseits schädigende Stoffe oder Medien vor dem Eindringen in dem von dem Gehäuse eingeschlossenen Innenraum mit der Pumpe und dem Elektromotor zu verhindern.

Die DE 299 13 367 U1 zeigt eine Innenzahnradpumpe mit wenigstens einem innenverzahnten Hohlrad und einem damit kämmenden, außen verzahnten

Laufrad, mit oder ohne Sichel, und mit einem elektrischen Antrieb, der dadurch gebildet ist, dass das Hohlrad das Innere eines Rotors eines bürstenlosen Elektromotors und dem Rotor benachbart ein Stator angeordnet ist, wobei der das Hohlrad enthaltende Rotor außenseitig von einem Lager oder einem

Gleitlager drehbar gehalten ist, wobei der Stator gegenüber dem Rotor und gegenüber dem Inneren der Pumpe dadurch abgeschirmt und abgedichtet ist, dass das zwischen Stator und Rotor befindliche Lager oder Gleitlager für Flüssigkeit undurchlässig und an seinen beiden Stirnseiten jeweils mit einem Abschlussdeckel dicht verbunden ist.

Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung Erfindungsgemäße Pumpe mit Elektromotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zum Fördern eines Fluides, umfassend ein Laufrad mit Förderelementen, von dem um eine Rotationsachse eine Rotationsbewegung ausführbar ist, einen an dem Laufrad vorhandenen Arbeitsraum, einen Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Stator einen weichmagnetischen Kern, insbesondere ein Blechpaket, Wicklungen als Elektromagnete und elektrische Kontaktelemente umfasst, ein Gehäuse, wobei das Laufrad mit den Förderelementen und der Elektromotor innerhalb des Gehäuses angeordnet sind und vorzugsweise die Pumpe in den Elektromotor integriert ist oder umgekehrt, indem der Rotor von dem Laufrad gebildet ist, wobei die elektrischen Kontaktelemente von einem Steckkragen als Dichthülle umschlossen sind und mit wenigstens einer Dichtung an dem Steckkragen der Steckkragen bezüglich des Gehäuses abgedichtet ist.

Damit kann der Steckkragen mit den elektrischen Kontaktelementen einfach unabhängig von der übrigen Abdichtung des Gehäuses abgedichtet werden. Dabei sind vorzugsweise die elektrischen Kontaktelemente an dem Steckkragen nur teilweise von dem Steckkragen bzw. der Dichthülle umschlossen, so dass die Enden der elektrischen Kontaktelemente aus dem Steckkragen heraus ragen und eine elektrische Schnittstelle bzw. ein Stecker zur elektrischen Kontaktierung der elektrischen Kontaktelemente bilden. In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist der Stator in Ergänzung zu dem

Steckkragen wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von einer Dichthülle umschlossen und/oder die Dichthülle ist als eine Umspritzung oder

Auf Schrumpfung ausgebildet und/oder die Dichthülle ist stoffschlüssig mit dem Stator verbunden. Die Dichthülle, insbesondere der Steckkragen, wird mittels Spritzgießen bei einer Umspritzung oder durch Aufschrumpfen, beispielsweise als ein Schrumpfschlauch oder ein Schrumpfgebilde, auf den Stator aufgebracht.

Insbesondere ist der Steckkragen als eine Kunststoffumspritzung ausgebildet. Der Stator ist von der Dichthülle bzw. einer Kapselung umschlossen und dadurch ist der Stator, das heißt wenigstens eine Komponente des Stators, zum Beispiel ein weichmagnetischer Kern und/oder Wicklungen und/oder elektrische

Kontaktelemente, von der Dichthülle umschlossen und dadurch ist wenigstens eine Komponente des Stators fluiddicht bezüglich der den Stator umgebenden Fluiden abgedichtet. Somit kann zu dem Stator in vorteilhafter Weise nicht das zu fördernde Fluid, zum Beispiel Kraftstoff, vordringen und außerdem können an den Stator auch nicht schädigende Medien oder Stoffe, zum Beispiel Salzwasser, zu Komponenten des Stators vordringen, weil die wenigstens eine Komponente von der Dichthülle umschlossen und dadurch fluiddicht abgedichtet ist.

Pumpen mit Elektromotor werden insbesondere als auch Vorförderpumpen an einem Hochdruckeinspritzsystem eines Verbrennungsmotors eingesetzt. Hierzu ist die elektrische Vorförderpumpe an einer Hochdruckpumpe angeordnet und die Hochdruckpumpe ist dabei wiederum an dem Verbrennungsmotor befestigt. Aufgrund dieser Befestigung der elektrischen Vorförderpumpe mittelbar an dem

Verbrennungsmotor ist die elektrische Vorförderpumpe als Pumpe mit

Elektromotor hohen mechanischen Belastungen, insbesondere aufgrund von Vibrationen und thermischen Belastungen, ausgesetzt. Dies führt zu

Relativbewegungen zwischen Komponenten des Stators. Aufgrund der

Umhüllung bzw. Kapselung bzw. Dichthülle, welche den Stator umgibt, werden diese Komponenten des Stators mechanisch befestigt, sodass Relativbewegungen zwischen den Komponenten des Stators im Wesentlichen ausgeschlossen werden können und dadurch ein daraus resultierender

Verschleiß des Stators verringert werden kann was die Lebensdauer der Pumpe mit dem Elektromotor wesentlich verlängert.

In einer ergänzenden Variante besteht die Dichthülle wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus einem, vorzugsweise thermoplastischen,

Kunststoff und/oder der Steckkragen ist in einer Aussparung oder einer Öffnung des Gehäuses, insbesondere des Gehäusetopfes, angeordnet. Der Steckkragen ist damit formschlüssig mit dem Gehäuse verbunden und bei hohen

mechanischen Belastungen oder hohen Beschleunigungen der Pumpe kann sich der Steckkragen an dem Gehäuse abstützen, so dass dadurch an der Dichtung im Wesentlichen keine Verformungen auftreten und eine zuverlässige und sichere Abdichtung des Steckkragens bezüglich des Gehäuses gewährleistet ist.

In einer ergänzenden Ausführungsform weist die Dichthülle wenigstens eine Funktionsgeometrie, z. B. eine Nut oder eine Ausnehmung zur Aufnahme einer Dichtung und vorzugsweise weist die Nut und/oder die Ausnehmung einen größeren Abstand zu der Rotationsachse auf als die Wicklungen und/oder die Dichtung ist in die Dichthülle integriert. Bei einer Integration der Dichtung, z. B. eines Dichtringes, ist die Dichtung nicht in die Funktionsgeometrie eingelegt und mit der Dichthülle formschlüssig verbunden, sondern mit der Dichthülle stoffschlüssig verbunden, z. B. in dem die Dichtung von der Dichthülle umspritzt wird bzw. ist oder an die Dichthülle angeklebt ist.

In einer weiteren Ausgestaltung ist mit der wenigstens einen Dichtung, insbesondere einem Dichtring, an der Dichthülle das Gehäuse vollständig abgedichtet oder die Dichtung an der Dichthülle ist nur an dem Steckkragen ausgebildet und zwischen dem Gehäusetopf und einem Gehäusedeckel ist eine weitere Dichtung angeordnet. Bei einer vollständigen Abdichtung des Gehäuses mit der wenigstens einen Dichtung ist die Dichtung vorzugsweise als wenigstens ein Dichtring ausgebildet, so dass der Dichtring das Gehäuse vollständig abdichten kann. Dabei können zwei Dichtringe gegenüberliegend an der Dichthülle vorhanden sein. Bei einer Anordnung der Dichtung im Bereich oder an der Dichthülle nur an dem Steckkragen (als Bestandteil der Dichthülle) ist eine zusätzliche Dichtung zwischen zwei Teilen des Gehäuses erforderlich, um im übrigen Bereich das Gehäuse abzudichten.

In einer ergänzenden Ausführungsform sind in das Laufrad Permanentmagnete integriert, so dass der Rotor von dem Laufrad gebildet ist.

In einer weiteren Ausgestaltung sind die Förderelemente Schaufeln oder Zähne eines Zahnrades.

In einer ergänzenden Variante ist die Pumpe eine Zahnradpumpe, insbesondere Innenzahnradpumpe.

In einer zusätzlichen Ausgestaltung sind der weichmagnetische Kern und/oder die Wicklungen als Elektromagnete wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von der Dichthülle umschlossen und die elektrischen

Kontaktelemente sind teilweise von der Dichthülle als Steckkragen umschlossen, so dass ein Teil der Kontaktelemente außerhalb der Dichthülle als Steckkragen angeordnet ist.

In einer ergänzenden Ausführungsform sind der Stator, insbesondere der weichmagnetische Kern, die Wicklungen und teilweise die elektrischen

Kontaktelemente, fluiddicht von der Dichthülle eingeschlossen.

Erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Pumpe, insbesondere einer in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Pumpe mit Elektromotor, zum Fördern eines Fluides, mit den Schritten: zur Verfügung stellen eines Laufrades mit Förderelementen, zur Verfügung stellen eines Gehäuses, zur Verfügung stellen eines Elektromotors mit einem Stator und einem Rotor zum Antrieb der Pumpe, wobei das Laufrad mit den Förderelementen und der Elektromotor innerhalb des Gehäuses angeordnet wird, Montieren des Laufrades mit

Förderelementen und des Elektromotors innerhalb des Gehäuses zu der Pumpe mit Elektromotor, wobei die elektrischen Kontaktelemente von einem

Steckkragen als Dichthülle umschlossen werden und mit einer Dichtung an dem Steckkragen der Steckkragen bezüglich des Gehäuses abgedichtet wird. In einer zusätzlichen Ausführungsform wird der Stator in Ergänzung zu dem Steckkragen wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von der Dichthülle umschlossen und/oder der Stator wird mit Spritzgießen oder Schrumpfen mit der Dichthülle umschlossen.

Vorzugsweise wird die Dichthülle mit einem, vorzugsweise thermoplastischen, Kunststoff hergestellt und/oder der Stator wird von der Dichthülle fluiddicht, insbesondere vollständig, umschlossen.

In einer weiteren Ausgestaltung wird wenigstens eine Dichtung, insbesondere ein Dichtring, an der Dichthülle angeordnet und mit der wenigstens einen Dichtung an der Dichthülle wird das Gehäuse vollständig, auch an dem Steckkragen, abgedichtet oder an der Dichthülle wird die Dichtung nur an dem Steckkragen angeordnet und zwischen dem Gehäusetopf und dem Gehäusedeckel wird eine weitere Dichtung angeordnet wird zur Abdichtung des übrigen Gehäuses. Mit der weiteren Dichtung wird somit das Gehäuse außerhalb der Aussparrung oder Öffnung des Gehäuses abgedichtet.

In einer ergänzenden Ausgestaltung werden ein weichmagnetische Kern und Wicklungen als Elektromagnete des Stators vollständig von der Dichthülle umschlossen und die elektrischen Kontaktelemente werden teilweise von der Dichthülle umschlossen.

Erfindungsgemäßes Hochdruck-Einspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Hochdruckpumpe, ein Hochdruck-Rail, eine elektrische Vorförderpumpe zum Fördern eines Kraftstoffes von einem Kraftstofftank zu der Hochdruckpumpe, wobei die elektrische

Vorförderpumpe als eine in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Pumpe ausgebildet ist.

In einer weiteren Ausgestaltung bildet das Laufrad den Rotor und/oder an oder in dem Laufrad sind die Permanentmagnete angeordnet oder integriert, d. h.

vorzugsweise ist die Pumpe in den Elektromotor integriert oder umgekehrt. In einer weiteren Ausführungsform ist die Pumpe in den Elektromotor oder umgekehrt integriert, vorzugsweise stellen die Pumpe und der Elektromotor untrennbare Baueinheiten dar.

In einer weiteren Ausgestaltung besteht der Rotor teilweise aus Blechplatten. Vorzugsweise sind die Blechplatten mit einer Isolierschicht umgegeben. Die Isolierung um die Blechplatten sowie die Ausbildung des übrigen Rotors aus Blechplatten hat die Aufgabe, dass im Rotor keine oder nur sehr geringe Wirbelströme auftreten.

In einer weiteren Ausgestaltung besteht der Rotor wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Sinterstahl.

Zweckmäßig ist die wenigstens eine Dichtung elastisch, z. B. als Elastomer, und/oder besteht aus Kunststoff.

In einer weiteren Variante umfasst die Pumpe mit Elektromotor eine

Einlassöffnung und eine Auslassöffnung für das Fluid, die in den Arbeitsraum münden.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Pumpe eine Außenzahnradpumpe oder eine Kreiselpumpe oder eine Flügelzellenpumpe.

Zweckmäßig umfasst die Pumpe mit, vorzugsweise integriertem, Elektromotor eine, vorzugsweise elektronische, Steuerungseinheit zur Steuerung der Bestromung der Elektromagnete.

In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist die Pumpe eine Strömungsmaschine.

Zweckmäßig besteht das Gehäuse der Vorförderpumpe und/oder das Gehäuse der Hochdruckpumpe und/oder das Innen- und/oder Außenzahnrad wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Metall, z. B. Stahl oder Aluminium.

Insbesondere ist die Förderleistung der elektrischen Vorförderpumpe steuerbar und/oder regelbar. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter

Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine stark schematisierte Ansicht eines Hochdruckeinspritzsystems,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Vorförderpumpe ohne Gehäuse und eines Stators ohne Dichthülle,

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung der Vorförderpumpe mit dem Gehäuse in einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 einen Schnitt des Stators mit Dichthülle in einem ersten

Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 eine Explosionsdarstellung der Vorförderpumpe mit dem Gehäuse in einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 6 eine erste perspektivische Ansicht des Stators mit Dichthülle

in einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 7 eine zweite perspektivische Ansicht des Stators mit Dichthülle

in dem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des Stators mit Dichthülle

in einem dritten Ausführungsbeispiel und

Fig. 9 eine Ansicht eines Kraftfahrzeuges.

Ausführungsformen der Erfindung

In Fig. 1 ist eine Pumpenanordnung 1 eines Hochdruckeinspritzsystems 2 dargestellt. Eine elektrische Vorförderpumpe 3 fördert aus einem Kraftstofftank 41 durch eine Kraftstoff leitung 35 Kraftstoff. Anschließend wird der Kraftstoff von der elektrischen Vorförderpumpe 3 zu einer Hochdruckpumpe 7 gefördert. Die Hochdruckpumpe 7 ist von einem Verbrennungsmotor 39 mittels einer

Antriebswelle 44 angetrieben.

Die elektrische Vorförderpumpe 3 weist einen Elektromotor 4 und eine Pumpe 5 auf (Fig. 2 und 3). Dabei ist der Elektromotor 4 der Pumpe 5 in die Pumpe 5 integriert und ferner ist die elektrische Vorförderpumpe 3 an der

Hochdruckpumpe 7 unmittelbar angeordnet. Die Hochdruckpumpe 7 fördert Kraftstoff unter Hochdruck, beispielsweise einem Druck von 1000, 3000 oder

4000 bar, durch eine Hochdruckkraftstoffleitung 36 zu einem Hochdruck-Rail 42. Von dem Hochdruck-Rail 42 wird der Kraftstoff unter Hochdruck von einem Injektor 43 einem nicht dargestellten Verbrennungsraum des

Verbrennungsmotors 39 zugeführt. Der nicht für die Verbrennung benötigte Kraftstoff wird mittels einer Rücklaufkraftstoffleitung 37 wieder zu dem

Kraftstofftank 41 zurückgeführt. Die Portingöffnungen 28 (Fig. 2) der elektrischen Vorförderpumpe 3 sind ohne eine externe Verbindung mit der Hochdruckpumpe 7 verbunden. Die Anbauposition der elektrischen Vorförderpumpe 3 an der Hochdruckpumpe 7 ist dabei dahingehend gewählt, dass durch kurze

hydraulische Verbindungen der Kraftstoff von der Druckseite der Vorförderpumpe

3 zu der Saugseite der Hochdruckpumpe 7 geleitet werden kann. In der

Kraftstoffleitung 35 von dem Kraftstofftank 41 zu der elektrischen

Vorförderpumpe 3 ist ein Kraftstofffilter 38 eingebaut. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Kraftstoff leitung 35 vom Kraftstofftank 41 zu der elektrischen Vorförderpumpe 3 kostengünstig ausgebildet werden, da sie keinem

Überdruck standhalten muss. Der Elektromotor 4 (Fig. 2 und 3) der elektrischen Vorförderpumpe 3 wird mit Drehstrom bzw. Wechselstrom betrieben und ist in der Leistung steuerbar und/oder regelbar. Der Drehstrom bzw. Wechselstrom für den Elektromotor 4 wird von einer nicht dargestellten Leistungselektronik aus einem Gleichspannungsnetz eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges 40 zur

Verfügung gestellt. Die elektrische Vorförderpumpe 3 ist damit eine elektronisch kummutierte Vorförderpumpe 3.

Die elektrische Vorförderpumpe 3 weist ein Gehäuse 8 mit einem Gehäusetopf 10 und einem Gehäusedeckel 9 auf (Fig. 3 und 5). Innerhalb des Gehäuses 8 der Vorförderpumpe 3 sind die Pumpe 5 als Innenzahnradpumpe 6 bzw. Zahnradpumpe 26 und der Elektromotor 4 angeordnet. Der Gehäusetopf 10 ist mit einer Aussparung 57 (Fig. 5) bzw. einer Öffnung 58 (Fig. 3) versehen. Der Elektromotor 4 weist einen Stator 13 mit Wicklungen 14 als Elektromagnete 15 und einen Weicheisenkern 45 als weichmagnetischen Kern 32 auf, der als ein Blechpaket 33 ausgebildet ist. Innerhalb des Stators 13 ist die Pumpe 5 als

Innenzahnradpumpe 6 mit einem Innenzahnrad 22 mit einem Innenzahnring 23 und ein Außenzahnrad 24 mit einem Außenzahnring 25 positioniert. Das Innen- und Außenzahnrad 22, 24 stellt damit ein Zahnrad 20 und ein Laufrad 18 dar und der Innen- und Außenzahnring 23, 25 weisen Zähne 21 als Förderelemente 19 auf. Zwischen dem Innen- und Außenzahnrad 22, 24 bildet sich ein Arbeitsraum

47 aus. In das Außenzahnrad 24 sind Permanentmagnete 17 eingebaut, so dass das Außenzahnrad 24 auch einen Rotor 16 des Elektromotors 4 bildet. Der Elektromotor 4 ist damit in die Pumpe 5 integriert bzw. umgekehrt. Die

Elektromagnete 15 des Stators 13 werden abwechselnd bestromt, so dass aufgrund des sich an den Elektromagneten 15 entstehenden Magnetfeldes der

Rotor 16 bzw. das Außenzahnrad 24 in eine Rotationsbewegung um eine Rotationsachse 27 versetzt wird.

Der Gehäusedeckel 9 dient als Lager 1 1 bzw. Axiallager 1 1 bzw. Gleitlager 1 1 für das Innen- bzw. Außenzahnrad 22, 24. Ferner sind in den Gehäusedeckel 9 eine

Saug-Portingöffnung 29 und eine Druck-Portingöffnung 30, jeweils als

Portingöffnungen 28, eingearbeitet. Durch die Saug-Portingöffnung 29 strömt das zu fördernde Fluid, nämlich Kraftstoff, in die Vorförderpumpe 3 ein aus der Druck-Portingöffnung 30 strömt der Kraftstoff wieder aus der Vorförderpumpe 3 aus. Außerdem weist der Gehäusetopf 9 und der Gehäusedeckel 10 jeweils drei

Bohrungen 46 auf, in denen nicht dargestellte Schrauben zum

Zusammenschrauben des Gehäusetopfes 9 und des Gehäusedeckels 10 positioniert sind. In Fig. 3 und 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Stators 13 dargestellt, welcher von einer Dichthülle 31 als Kapselung im Wesentlichen vollständig umschlossen ist. Ansonsten entspricht die elektrische Vorförderpumpe 3 dem Aufbau in Fig. 2. Der Stator 13 ist dabei nur zur Hälfte in der Darstellung gemäß Fig. 4 geschnitten. Die Dichthülle 31 stellt dabei eine Umspritzung 31 oder eine Aufspritzung 31 dar und ist mittels Spritzgießen in einem Spritzgusswerkzeug hergestellt und dabei mit dem Stator 13 stoffschlüssig verbunden. Dabei sind von der Dichthülle 31 als Komponenten des Stators 13 sowohl die Elektromagnete 15 als auch der Weicheisenkern 45 des Stators 13 von der Dichthülle 31 vollständig umschlossen. Das elektrische Kontaktelement 34 als weitere Komponente des Stators 13 umfasst das Kontaktpin 48 und die Kontaktleitung 49. An dem Stator 13 sind dabei mehrere Kontaktpins 48 mit zugeordneten Kontaktleitungen 49 vorhanden, sodass der Stator 13 damit auch mehrere elektrische

Kontaktelemente 34 aufweist. In Fig. 4 ist nur ein elektrisches Kontaktelement 34 dargestellt. Mittels der elektrischen Kontaktelemente 34 werden die Wicklungen 14 des Stators 13 bestromt. Die Kontaktpins 48 sind dabei teilweise nicht von der Dichthülle 31 aus thermoplastischem Kunststoff umschlossen, sodass an diesem, nicht von der Dichthülle 31 umschlossenen Teil der elektrischen

Kontaktelemente 34 diese mit nicht dargestellten Gegenkontaktelementen in mechanische und elektrische Verbindung gebracht werden können zur

Bestromung der Wicklungen 14 mit Wicklungsdrähten 56 des Stators 13 und somit der Steckkragen 55 mit den Kontaktpins 55 einen Stecker bildet. Die

Dichthülle 31 weist dabei ferner einen Steckkragen 55 auf. Der Steckkragen 55 (Fig. 3 und 4) ist dabei nach der Montage der elektrischen Vorförderpumpe 3 in der Öffnung 58 als Bohrung mit einem beliebigen Querschnitt des

Gehäusestopfes 10 angeordnet (nicht dargestellt). Der Steckkragen 55 ist ferner mit einer Funktionsgeometrie 50 versehen. Die Funktionsgeometrie 50 kann beim Spritzgießen einfach nur aufgrund der Form des Spritzgusswerkzeuges hergestellt werden. In dem in Fig. 4 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Stators 13 mit der Dichthülle 31 weist nur der Steckkragen 55 eine Nut 51 als Funktionsgeometrie 50 zur Aufnahme je eines Dichtrings 54 auf. Mittels des den Steckkragen 55 vollständig umlaufenden Dichtringes 54 als Dichtung 53 und den

Nuten 51 kann der Steckkragen 55 bezüglich des Gehäusetopfes 10 und des Gehäusedeckels 9 am der Öffnung 58 fluiddicht abgedichtet werden. Ferner ist zwischen dem Gehäusetopf 10 und dem Gehäusedeckel 9 eine zusätzliche Dichtung 53 als Dichtring 54 (nicht dargestellt), um das übrige Gehäuse 8 außerhalb der Öffnung 58 abzudichten. Die Dichtringe 54 verhindern somit einerseits ein Eindringen von schädigenden Medien in den von dem Gehäuse 8 eingeschlossenen Innenraum und andererseits kann das von der

Innenzahnradpumpe 6 geförderte Fluid, nämlich Kraftstoff, nicht nach außerhalb des Gehäuses 8 gelangen. An der Dichthülle 31 ist das Außenzahnrad 24 (nicht in Fig. 4 dargestellt) unmittelbar an einer Gleitlagerung 52 der Dichthülle 31 gelagert. Aufgrund des Teilschnittes des Stators 13 in Fig. 4 ist die kreisförmige Gleitlagerung 52 nur ein Mal geschnitten und damit in Fig. 4 nur ein Mal sichtbar.

In den Fig. 5 bis 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Gehäuses 8 und des Stators 13 dargestellt. Ansonsten entspricht die elektrische Vorförderpumpe 3 dem Aufbau in Fig. 2. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 und 4

beschrieben. Der Stator 13 ist nur teilweise von der mit Spritzgießen

hergestellten Dichthülle 31 als Kapselung umschlossen. Der Steckkragen 55 ist in einer Aussparung 57 des Gehäusetopfes 10 angeordnet. Dabei sind an der

Dichthülle 31 gegenüberliegend zwei vollständig umlaufende Nuten 51 vorhanden, in denen je ein Dichtring 54 angeordnet ist. Die Dichtringe 54 liegen dabei jeweils auf dem Gehäusetopf 10 und dem Gehäusedeckel 9 auf und dichten damit das Gehäuse 8 vollständig ab. Die Funktionsgeometrien 50, nämlich die Nuten 51 , weist dabei zu der Rotationsachse 27 einen größeren

Abstand auf als die Wicklungen 14. Die Nuten 51 sind dabei dadurch an einem Außendurchmesser des Stators 13 bzw. der Dichthülle 31 angeordnet, sodass dadurch für die Nuten 51 kein zusätzlicher radialer Bauraum zwischen den Wicklungen 14 und dem Außenzahnrad 24 benötigt wird.

In den Fig. 8 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des Gehäuses 8 und des Stators 13 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 bis 7 beschrieben. Die Dichthülle 31 ist mit einer Dichtung 53 in einer Nut 51 versehen, wobei aufgrund der Geometrie der Dichtung 53 das Gehäuse 8 vollständig, auch an dem

Steckkragen 55, abgedichtet werden kann. Die Dichtung 53 umläuft den

Steckkragen 55 vollständig und aufgrund der Anordnung der Dichtung 53 an einem Auflagebereich als eine vollständig umlaufende Dichtlinie zwischen dem Gehäusetopf 9 und dem Gehäusedeckel 10 kann auch das übrige Gehäuse 8 mit der Dichtung 53 vollständig abgedichtet werden.

Insgesamt betrachtet sind mit der erfindungsgemäßen Pumpe 5 mit Elektromotor 4 wesentliche Vorteile verbunden. Mit der Dichtung 53 an dem Steckkragen 55 kann der Steckkragen 53 als Teil der Dichthülle 31 zuverlässig mit einem geringen Aufwand abgedichtet werden, weil beim Spritzgießen der Dichthülle 31 mit Steckkragen 55 die Nut 51 einfach ohne zusätzliche Kosten lediglich aufgrund der Form des Spritzgusswerkzeuges hergestellt werden kann.

Claims

Ansprüche

1 . Pumpe (5) mit Elektromotor (4), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (40), zum Fördern eines Fluides, umfassend

- ein Laufrad (18) mit Förderelementen (19), von dem um eine

Rotationsachse (27) eine Rotationsbewegung ausführbar ist,

- einen an dem Laufrad (18) vorhandenen Arbeitsraum (47),

- einen Elektromotor (4) mit einem Stator (13) und einem Rotor (16), wobei der Stator (13) einen weichmagnetischen Kern (32), insbesondere ein Blechpaket (33), Wicklungen (14) als

Elektromagnete (15) und elektrische Kontaktelemente (34) umfasst,

- ein Gehäuse (8),

- wobei das Laufrad (18) mit den Förderelementen (19) und der

Elektromotor (4) innerhalb des Gehäuses (8) angeordnet sind und

- vorzugsweise die Pumpe (5) in den Elektromotor (4) integriert ist oder umgekehrt, indem der Rotor (16) von dem Laufrad (18) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Kontaktelemente (34) von einem Steckkragen (55) als Dichthülle (31 ) umschlossen sind und mit wenigstens einer Dichtung (53) an dem Steckkragen (55) der Steckkragen (55) bezüglich des Gehäuses (8) abgedichtet ist.

2. Pumpe mit Elektromotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (13) zusätzlich in Ergänzung zu dem Steckkragen (55) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von der Dichthülle (31 ) umschlossen ist

und/oder die Dichthülle (31 ) als eine Umspritzung (31 ) oder Aufschrumpfung (31 ) ausgebildet ist

und/oder

die Dichthülle (31 ) stoffschlüssig mit dem Stator (13) verbunden ist. Pumpe mit Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichthülle (31 ) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus einem, vorzugsweise thermoplastischen, Kunststoff besteht

und/oder

der Steckkragen (55) in einer Aussparung (57) oder einer Öffnung (58) des Gehäuses (8), insbesondere eines Gehäusetopfes (10), angeordnet ist.

Pumpe mit Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichthülle (31 ) wenigstens eine Funktionsgeometrie (50), z. B. eine Nut (51 ), zur Aufnahme wenigstens einer Dichtung (53) aufweist und/oder

die Dichtung (53) in die Dichthülle (54) integriert ist.

Pumpe mit Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der wenigstens einen Dichtung (53), insbesondere einem Dichtring (54), an der Dichthülle (31 ) das Gehäuse (8) vollständig abgedichtet ist oder

die Dichtung (53) an der Dichthülle (31 ) nur an dem Steckkragen (55) ausgebildet ist und zwischen dem Gehäusetopf (10) und einem

Gehäusedeckel (9) eine weitere Dichtung (53) angeordnet ist.

6. Pumpe mit Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Laufrad (18) Permanentmagnete (17) integriert sind, so dass der Rotor (16) von dem Laufrad (18) gebildet ist.

7. Pumpe mit Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderelemente (19) Zähne (21 ) eines Zahnrades (20) sind.

8. Pumpe mit Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (5) eine Zahnradpumpe (26), insbesondere

Innenzahnradpumpe (6), ist.

9. Pumpe mit Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der weichmagnetische Kern (32) und/oder die Wicklungen (14) als Elektromagnete (15) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, von der Dichthülle (31 ) umschlossen sind und die elektrischen

Kontaktelemente (34) teilweise von der Dichthülle (31 ) als Steckkragen (55) umschlossen sind, so dass ein Teil der Kontaktelemente (34) außerhalb der Dichthülle (31 ) als Steckkragen (55) angeordnet ist.

10. Pumpe mit Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (13), insbesondere der weichmagnetische Kern (32), die Wicklungen (14) und teilweise die elektrischen Kontaktelemente (34), fluiddicht von der Dichthülle (31 ) eingeschlossen sind.

1 1 . Verfahren zur Herstellung einer Pumpe (5) mit Elektromotor (4),

insbesondere einer Pumpe (5) mit Elektromotor (4) gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, zum Fördern eines Fluides, mit den Schritten:

- zur Verfügung stellen eines Laufrades (18) mit Förderelementen (19),

- zur Verfügung stellen eines Gehäuses (8),

- zur Verfügung stellen eines Elektromotors (4) mit einem Stator (13) und einem Rotor (16) zum Antrieb der Pumpe (5), wobei der Stator (13) einen weichmagnetischen Kern (32), insbesondere ein

Blechpaket (33), Wicklungen (14) als Elektromagnete (15) und elektrische Kontaktelemente (34) umfasst,

- wobei das Laufrad (18) mit den Förderelementen (19) und der

Elektromotor (4) innerhalb des Gehäuses (8) angeordnet wird,

- Montieren des Laufrades (18) mit Förderelementen (19) und des Elektromotors (4) innerhalb des Gehäuses (8) zu der Pumpe (5) mit Elektromotor (4), dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Kontaktelemente (34) von einem Steckkragen (55) als Dichthülle (31 ) umschlossen werden und mit einer Dichtung (53) an dem Steckkragen (55) der Steckkragen (55) bezüglich des Gehäuses (8) abgedichtet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (13) zusätzlich in Ergänzung zu dem Steckkragen (55) von der Dichthülle (31 ) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, umschlossen wird

und/oder

der Stator (13) mit Spritzgießen oder Schrumpfen mit der Dichthülle (31 ) umschlossen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichthülle (31 ) mit einem, vorzugsweise thermoplastischen, Kunststoff hergestellt wird

und/oder

der Stator (13) von der Dichthülle (31 ) fluiddicht, insbesondere

vollständig, umschlossen wird.

14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Dichtung (53), insbesondere ein Dichtring (54), an der Dichthülle (31 ) angeordnet wird und mit der wenigstens einen Dichtung (53) an der Dichthülle (31 ) das Gehäuse (8) vollständig, auch an dem Steckkragen (55), abgedichtet wird

oder

an der Dichthülle (31 ) die Dichtung (53) nur an dem Steckkragen (55) angeordnet wird und zwischen dem Gehäusetopf (10) und dem

Gehäusedeckel (9) eine weitere Dichtung (53) angeordnet wird zur Abdichtung des übrigen Gehäuses (8).

15. Hochdruckeinspritzsystem (2) für einen Verbrennungsmotor (39), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (40), umfassend

- eine Hochdruckpumpe (7),

- ein Hochdruck-Rail (42),

- eine elektrische Vorförderpumpe (3) zum Fördern eines Kraftstoffes von einem Kraftstofftank (41 ) zu der Hochdruckpumpe (7), dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Vorförderpumpe (3) als eine Pumpe (5) gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.