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Title:
ELECTRIC MOTOR FOR USE AS A PUMP MOTOR AND CORRESPONDING PUMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/098778
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a pump comprising an electric motor which is used as a pump motor. The electric motor comprises a stator, provided with at least one winding, an external rotor enclosing the stator, and a hub that is non-rotationally linked with the external rotor and that is provided with an impeller wheel. The external rotor and the hub are rotationally mounted via a bearing unit on a shaft that holds the stator. Said bearing unit comprises an impeller wheel proximal first bearing and an impeller wheel distal second bearing. The electric motor is associated with a motor housing that forms part of the hub and that is configured in such a manner that it encapsulates, together with the impeller wheel, the stator and the external rotor especially in the form of a bottle, thereby sealing them off.

Inventors:
WYSK HANS-JOACHIM (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/003748
Publication Date:
November 27, 2003
Filing Date:
April 10, 2003
Export Citation:
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Assignee:
MINEBEA CO LTD (JP)
WYSK HANS-JOACHIM (DE)
International Classes:
F04D13/06; H02K5/10; H02K5/167; H02K5/173; H02K7/14; (IPC1-7): H02K5/128; F04D13/06; H02K7/06
Foreign References:
EP1079112A22001-02-28
US5478222A1995-12-26
DE876643C1953-05-15
DE19948972A12001-04-19
GB1279135A1972-06-28
Attorney, Agent or Firm:
Liesegang, Eva (Pettenkoferstrasse 20-22, München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Elektromotor (18) zur Verwendung als Pumpenmotor mit : einem mit wenigstens einer Wicklung (42) versehenen Stator (40), einem den Stator (40) umgreifenden Außenrotor (50) und einer drehfest mit dem Außenrotor (50) verbundenen Nabe, die mit einem Pumpenrad (20) versehen ist, wobei der Außenrotor (50) und die Nabe über eine Lageranordnung (32,54) drehbar auf einem den Stator (40) haltenden Schaft (38) oder Welle gelagert sind, die Lageranordnung (32,54) ein pumpenradnahes erstes Lager (32) sowie ein pumpenradfernes zweites Lager (54) umfasst, und dem Elektromotor (18) ein Motorgehäuse (48) zugeordnet ist, das einen ersten Nabenteil bildet und das derart ausgebildet ist, dass es zusammen mit dem Pumpenrad (20) den Stator (40) sowie den Außenrotor (50) abgedichtet kapselt, wobei das Pumpenrad (20) einen zweiten Nabenteil bildet.
2. Elektromotor (18a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (48a) dichtend an das Pumpenrad (20a) angeflanscht ist.
3. Elektromotor (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (48) dichtend in dem Pumpenrad (20) aufgenommen ist.
4. Elektromotor (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (48) aus einem weichmagnetischen Material hergestellt ist.
5. Elektromotor (18a) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (48a) aus einem nicht magnetischen Material hergestellt ist und dass zwischen dem Außenrotor (50a) und der Nabe (30a, 48a) ein weichmagnetisches Joch (92a) vorgesehen ist.
6. Elektromotor (18c) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lager (100c) als Gleitlager ausgebildet ist, das auf dem Schaft (38c) axial gesichert ist.
7. Elektromotor (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lager (32) als Wälzlager, insbesondere als Kugellager (32), ausgebildet ist.
8. Elektromotor (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lager (32) in einer in dem Pumpenrad (20) ausgebildeten Lageraufnahme aufgenommen ist.
9. Elektromotor (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung, insbesondere im Bereich des ersten Lagers (32), axial verspannt ist.
10. Elektromotor (18) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur axialen Verspannung der Lageranordnung zwischen dem Schaft (38) und dem Pumpenrad (20) ein in Achsrichtung (A) vorgespanntes Federelement (36), insbesondere ein Elastomerfederelement (36), und eine an dem Federelement (36) angreifende Kugel (56) angeordnet sind.
11. Elektromotor (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lager (54) als Gleitlager, insbesondere als kompaktes Sinterlager, Kunststofflager, Keramiklager oder Kalottenlager, ausgebildet ist.
12. Elektromotor (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lager (54) in einer in dem Motorgehäuse (48) ausgebildeten Lageraufnahme (52) aufgenommen ist.
13. Elektromotor (18c) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schaft (38e) und dem Motorgehäuse (48e) im Bereich des zweiten Lagers (54e) wenigstens eine Radialdichtung (64e), insbesondere wenigstens eine Gleitringdichtung oder wenigstens ein ORing (118e), vorgesehen ist.
14. Elektromotor (18a) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Welle (38a) und dem Motorgehäuse (48a) im Bereich des zweiten Lagers wenigstens eine federnde Axialdichtung (98a) vorgesehen ist.
15. Elektromotor (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Welle (38) und dem Motorgehäuse (48) im Bereich des zweiten Lagers (54) wenigstens eine Rückführungsgewindedichtung (64) vorgesehen ist, wobei das Rückführungsgewinde entweder an dem Schaft oder an dem Motorgehäuse (48) oder an einer Dichtungsbuchse (64) zwischen Schaft (38) und Motorgehäuse (48) ausgebildet ist.
16. Elektromotor (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (38) mit einer Bohrung (46) zur Aufnahme von Zuleitungen (44) zu dem Stator (40) versehen ist.
17. Pumpe (10) zum Fördern von Fluiden, ausgeführt mit einem Elektromotor (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Pumpe (10) ein den Elektromotor (18) aufnehmendes Pumpengehäuse (12) mit einem Zulauf (66) und einem Ablauf (80) zum Zuführen und Abführen des Fluids aufweist.
18. Pumpe (10) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Pumpengehäuse (12) und der Nabe (20,48) ein dünner Spalt (R) vorgesehen ist.
19. Pumpe (10) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass in einem pumpenradnahen Bereich an dem Pumpengehäuse (12) oder/und an der Nabe (20,48) zum Abdichten des Spaltes (R) eine Spaltdichtung (60,62), insbesondere ein Dichtring (60) oder/und eine Rückführungsgewindedichtung (62), vorgesehen ist.
20. Pumpe (10) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass in einem pumpenradfernen Bereich der Nabe (20,48) nahe dem zweiten Lager (54) eine weitere Spaltdichtung (64) zum Abdichten des Spaltes (R) vorgesehen ist.
21. Pumpe (10) nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Spaltdichtung (64) eine Labyrinthdichtung (106c, 108c, 110c, 112c) oder/und eine Ringdichtung, insbesondere einen ORing, oder/und eine Gewinderückführungsdichtung (64) umfasst.
22. Pumpe (10) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführungsgewindedichtung (64) mit einer in axialer oder/und in radialer Richtung orientierten Gewindesteigung ausgebildet ist.
23. Pumpe (10) nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (R) mit einem Überlauf (84,86, 88) zum Abführen oder Rückführen von überschüssigem Fluid verbunden ist.
24. Pumpe (10) nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Axialpumpe ausgebildet ist, bei welcher das zu fördernde Fluid in axialer Richtung abgeführt wird.
Description:
Elektromotor zur Verwendung als Pumpenmotor und Pumpe Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere einen Außenläufenmotor, zur Ver- wendung als Pumpenmotor.

Elektromotoren, insbesondere Außenläufermotoren, werden in verschiedenen technischen Bereichen eingesetzt. Ein Anwendungsfall liegt darin, eine Pumpe zur Förderung von Flui- den, insbesondere Flüssigkeiten, mit einem Elektromotor anzutreiben. Je nach Art und Eigen- schaften des zu fördernden Fluids kann dabei vorgesehen sein, dass die Komponenten des Elektromotors mit diesem in Kontakt treten oder dass ein Kontakt zwischen den Komponen- ten des Elektromotors und dem Fluid verhindert werden soll, beispielsweise deshalb, weil es sich um agressive, korrosive Fluide handelt, die einzelne Motorkomponenten angreifen und deren Lebensdauer verkürzen können, oder deshalb, weil eine Kontamination hochsensibler Fluide unterbleiben soll.

Figur 11 zeigt eine Längsschnittansicht einer Pumpe mit einem Elektromotor gemäß dem Stand der Technik, bei dem das zu fördernde Fluid nicht mit den elektrisch wirksamen Kom- ponenten des Elektromotors in Kontakt treten kann. Die Pumpe nach Figur 11 ist allgemein mit dem Bezugszeichen 10'bezeichnet und als Radialpumpe ausgeführt, d. h. das zu fördernde Fluid fließt entsprechend dem Pfeil P, in einen Pumpenzulauf ein und strömt gemäß Pfeil P2 radial aus der Pumpe 10'aus. Die Pumpe 10'ist mit einem Impellerrad 12'versehen, das nach radial außen gerichtete Strömungskanäle aufweist. Das Impellerrad 12'ist auf einer Welle 14' gelagert. Die Welle 14'ist über eine Lageranordnung mit einem ersten Kugellager 16'und einem zweiten Kugellager 18'drehbar in einem Gehäuse 20'gelagert. Auf der Welle 14'ist ferner drehfest ein Ring 22'aus weichmagnetischem Material angebracht, der an seinem Au- ßenumfang Rotormagnete 24'trägt. Der Ring 22'und die Rotormagnete 24'bilden den auf der Welle 14'gelagerten Rotor 26'. Um den Rotor 26'herum ist ein Stator 28'angeordnet, der ein Blechpaket 30'und Wicklungen 32'umfasst. Der Stator 28'ist drehfest mit dem Gehäuse 20'

und einem mit diesem verbundenen Topf 34'verbunden. Bei üblicher Erregung der Wicklun- gen 32'dreht sich der Rotor 26'innerhalb des Stators 28'und treibt somit die über die Lager 16', 18'in dem Gehäuse 20'drehbar gelagerte Welle 14'an. Dabei wird das Impellerrad 12' mit angetrieben, so dass es das in seinen Förderkanälen befindliche Fluid aufgrund der bei der Drehung entstehenden Zentrifugalkraft entsprechend Pfeil P3 nach außen drückt. Auf der Saugseite bei Pfeil Pi entsteht ein Unterdruck, wohingegen auf der Druckseite bei Pfeil P2 ein Überdruck entsteht, was zu einer Förderbewegung des Fluids führt.

Die mit Bezug auf Figur 11 beschriebene, bekannte Pumpe weist erhebliche Nachteile auf.

Zum einen ist es verhältnismäßig schwierig, im Bereich des Impellerrads 12'ein Eindringen von zu förderndem Fluid über die Lager 16', 18'zu den elektrisch wirksamen Komponenten des Motors zu verhindern. Hierzu sind bei dem gezeigten Motor aufwendige Vorkehrungen getroffen worden, wie beispielsweise eine labyrinthartige Ausbildung des Impellerrads 12'an der dem Gehäuse 20'zugewandten Seite, derart, dass zwei Ringvorsprünge in entsprechende Ringnuten eingreifen und somit eine Labyrinthdichtung bilden. Zusätzlich ist das Lager 16'an seiner dem Impellerrad 12'zugewandten Seite mit einem Abdichtring 36'versehen. Trotz die- ser Vorkehrungen lässt es sich aufgrund des durch das Impellerrad 12'erzeugten hohen Drucks nicht verhindern, dass durch die Labyrinthdichtung und die zwischen der drehenden Welle 14'und dem feststehenden Gehäuse 20'angeordnete Ringdichtung 36'zu förderndes Fluid hindurchdringt und in den Bereich der elektrisch wirksamen Komponenten gelangt.

Dies kann insbesondere bei aggressiven zu fördernden Fluiden zu Korrosionsbildung an den Komponenten des elektrischen Antriebs führen und unter Umständen sogar ein Versagen des Elektromotors nach sich ziehen. Darüber hinaus führt die räumliche Trennung der elektrisch wirksamen Komponenten insbesondere Stator 28'und Rotor 26'von den fluidfördernden Komponenten, insbesondere von dem Impellerrad 12', zu einem verhältnismäßig großvolumi- gen Aufbau der Pumpe 10', was für verschiedene Anwendungsfälle, in denen eine kleinvolu- mige leichte Pumpe gefordert ist, nachteilig sein kann. Die großvolumige Bauform der Pumpe 10'rührt nicht zuletzt auch daher, dass der Elektromotor nach dem Innenläuferprinzip, d. h. mit drehender Welle, aufgebaut ist, was sowohl eine aufwendige Lagerung mit zwei Kugella- gern 16'und 18'als auch einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau des Stators insbesonde- re bezüglich der Anordnung der Wicklungen als Einzugswicklung erfordert.

Eine Pumpe ähnlichen Aufbaus, wie vorstehend beschrieben, ist auch aus der DE 199 43 862 bekannt. Jedoch werden bei dieser Pumpe lediglich die elektrisch aktiven Teile des motori- schen Antriebs von dem zu fördernden Fluid abgekapselt, wohingegen das zu fördernde Fluid mit dem als Innenläufer ausgebildeten Rotor in Kontakt tritt. Diese Ausgestaltung hat zum einen den Nachteil, dass der in dem zu fördernden Fluid rotierende Rotor"Walkarbeit"leisten muss, so dass es zu sogenannten Pansch-oder Planschverlusten kommen kann, d. h. zu Verlu- sten, die aufgrund des durch das zu fördernde Fluid hervorgerufenen strömungsdynamischen Widerstands entstehen. Darüber hinaus ist es bei dieser bekannten Pumpe zur Verhinderung eines Kontakts des zu fördernden Fluids mit den elektrisch wirksamen Teilen des Stators er- forderlich, zwischen Rotor und Stator eine Trennwand vorzusehen. Dies bedeutet jedoch, dass der magnetische Spalt zwischen Rotor und Stator vergrößert werden muss, was wiederum die magnetische Induktion B erniedrigt und damit den Motorwirkungsgrad herabsetzt. Schließlich kann es in Abhängigkeit von dem zu fördernden Fluid auch zu Korrosionseffekten an dem von dem zu förderndem Fluid umspülten Rotor und damit zu einer Verkürzung der Lebens- dauer des motorischen Antriebs kommen.

Auch bei der in der DE 100 25 190 AI gezeigten Lösung kommt der als Innenläufer ausgebil- dete Rotor mit dem zu fördernden Fluid in Kontakt, so dass die vorstehend dargelegten nach- teiligen Effekte, wie Panschverluste, Verringerung des Motorwirkungsgrads aufgrund einer Vergrößerung des Magnetspalts, und Korrosionsgefahr auftreten können.

Ferner zeigt die DE 100 24 953 AI eine Pumpe ähnlichen Aufbaus, bei welcher ebenfalls das zu fördernde Fluid in den Bereich des motorischen Antriebs eindringen kann.

Im Gegensatz zu den vorstehend diskutierten Motor-bzw. Pumpenvarianten gemäß dem Stand der Technik zeigt die DE 36 35 297 eine Motorvariante, die als Außenläufermotor aus- gebildet ist. Bei dieser Motorvariante rotiert ein als Ring ausgebildeter Rotor um einen auf einer feststehenden Welle drehfest angebrachten Stator. Darüber hinaus ist bei diesem Au- ßenläufermotor ein Kühlfluid im Bereich von Rotor und Stator zur Kühlung vorgesehen.

Auch in der Pumpe gemäß DE 199 48 972 AI rotieren ein Außenrotor, eine damit verbundene Nabe sowie ein Pumpenrad um eine Welle, wobei die entsprechende Lageranordnung ein

pumpenradnahes erstes Lager und ein pumpenradfernes zweites Lager umfaßt. Um den Sta- torraum von dem Rotorraum zu trennen, wird eine dünne separate Hülse verwendet.

Die in DE 44 11 960 C2 und US 2001/0033800 AI beschriebenen Pumpen weisen eine ähnli- che Anordnung auf.

Schließlich weist die DE 26 55 317 auf die Verwendung eines Außenläufermotors mit einem Verdichterflügel hin.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Elektromotor zur Verwendung als Pum- penmotor und eine entsprechende Pumpe bereitzustellen, die bei hohem Motorwirkungsgrad und einfachem kleinvolumigen Aufbau eine Verwendung unabhängig von Einflüssen und Eigenschaften des zu fördernden Fluids ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch einen Elektromotor, insbesondere einen Außenläufermotor, zur Verwendung als Pumpenmotor gelöst, mit einem mit wenigstens einer Wicklung versehenen Stator, einem den Stator umgreifenden Außenrotor und einer drehfest mit dem Außenrotor verbundenen Nabe, die mit einem Pumpenrad, oder speziellem Impellerrad, versehen ist, wo- bei der Außenrotor und die Nabe über eine Lageranordnung drehbar auf einem den Stator haltenden Schaft oder Welle gelagert sind, die Lageranordnung ein pumpenradnahes erstes Lager und ein pumpenradfernes zweites Lager umfasst sowie dem Motor ein Motorgehäuse zugeordnet ist, das einen Teil der Nabe bildet und das derart ausgebildet ist, dass es zusam- men mit dem Pumpenrad den Stator sowie den Außenrotor abgedichtet kapselt. Dabei kann das Motorgehäuse eine Flaschenform aufweisen, wobei eine radiale und axiale Dichtung am Flaschenhals vorgesehen sein kann.

Die Ausbildung des Elektromotors als Außenläufermotor ermöglicht eine verhältnismäßig kompakte Bauweise des Motors. Durch die Kapselung von Stator und Außenrotor in dem Motorgehäuse kann trotz des verhältnismäßig kleinvolumigen Aufbaus ein Kontakt des zu fördernden Fluids mit den elektrisch wirksamen Teilen Stator und Außenrotor wirksam ver- hindert werden. Dadurch ist es möglich, den Elektromotor in einer Pumpe einzusetzen, mit welcher aggressive Medien oder hochsensible Medien gefördert werden können.

Hinsichtlich der Kapselung von Stator und Außenrotor in der Nabe kann vorgesehen sein, dass das Motorgehäuse einen ersten Nabenteil und das Pumpenrad einen zweiten Nabenteil bilden. Dadurch wird die Nabe schalenartig aus zwei Nabenteilen hergestellt, nämlich aus dem Motorgehäuse und dem Pumpenrad, so dass die Kapselung unter Verwendung von ohne- hin erforderlichen Teilen effektiv erreicht werden kann und gleichzeitig eine Baugrößenredu- zierung des Motors, eine Verringerung seiner Teilezahl und eine damit einhergehende Ko- stenreduzierung möglich sind. Bei dieser Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Motorgehäuse dichtend an das Pumpenrad angeflanscht ist. Beispielsweise können korrespondierende Stirnflächen von Motorgehäuse und Pumpenrad durch Verklebung oder Verpreßung miteinander verbunden werden. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass das Motorgehäuse dichtend in dem Pumpenrad aufgenommen ist. Hierzu ist es erforderlich, in dem Pumpenrad eine Ringnut oder einen Ringvorsprung vorzusehen, welcher zur Aufnahme des Motorgehäuses dient.

Zur Herstellung eines magnetischen Rückschlusses an dem Außenrotor ist es möglich, das Motorgehäuse aus einem weichmagnetischen Material herzustellen. Damit wirkt das Motor- gehäuse selbst als Joch zur Herstellung des magnetischen Rückschlusses, so dass kein zusätz- liches Bauteil zwischen Motorgehäuse und Rotor vorzusehen ist. Diese Maßnahme trägt zur weiteren Reduzierung der Teilezahl und zur Verringerung des Bauvolumens des Elektromo- tors bei. Sollte jedoch aufgrund von insbesondere korrodierenden Eigenschaften des zu för- dernden Fluids oder aus Gründen der Gewichtsersparnis die Ausbildung des Motorgehäuses aus einem weichmagnetischen Material ungünstig sein, so kann alternativ vorgesehen sein, das Motorgehäuse aus einem nicht magnetischen Material herzustellen und zwischen dem Außenrotor und der Nabe ein weichmagnetisches Joch vorzusehen. Bei dieser Ausführungs- variante der Erfindung kann das Joch aus weichmagnetischem Material zur Herstellung des magnetischen Rückschlusses in dem gekapselten Bereich angeordnet werden, so dass ein ge- genseitiger Kontakt von Joch und zu förderndem Fluid ausgeschlossen ist. Das Motorgehäuse kann dann beispielsweise aus Aluminium oder inertem Kunststoffmaterial oder dgl. herge- stellt sein.

Zusätzlich zu den vorstehend bereits diskutierten erfindungsgemäßen Ansätzen zur Reduzie- rung der Teilezahl und Baugröße des Elektromotors ist es auch möglich, zu diesem Zwecke entsprechende Vorkehrungen an der Lageranordnung vorzunehmen. Beispielsweise kann das

pumpenradnahe erste Lager als Gleitlager ausgebildet und axial auf der Welle gesichert sein.

Die Verwendung eines Gleitlagers bietet den Vorteil einer verhältnismäßig geringen radialen Ausdehnung bei geringem Gewicht und somit die Möglichkeit zur weiteren Baugrößenredu- zierung. Alternativ ist es jedoch auch möglich, das erste Lager als Wälzlager, insbesondere als Kugellager, auszubilden. Hierdurch können verbesserte Laufeigenschaften, insbesondere eine geringere Reibung, und eine längere Lagerlebensdauer erreicht werden. Unabhängig von der Wahl des Lagers als Gleitlager oder Wälzlager kann zur weiteren Einsparung von Bauraum vorgesehen sein, das erste Lager in einer in dem Pumpenrad ausgebildeten Lageraufnahme anzuordnen. Dadurch lässt sich axialer Bauraum einsparen, so dass der Elektromotor kom- pakter gestaltet werden kann.

Bei Ausbildung des Pumpenrads als Radialfördermittel, dem das zu fördernde Fluid axial zu- fließt und nach radial außen gefördert wird-das also auch in axialer Richtung unter Last steht-, ist es erforderlich, die Lageranordnung auch zur Aufnahme von Axialkräften auszu- bilden. Hierzu ist diese axial zu verspannen. Es bietet sich an, die axiale Verspannung insbe- sondere im Bereich des ersten Lagers vorzunehmen, weil gerade in dessen Nähe, nämlich am Pumpenrad, die Axialkräfte angreifen. Hierfür kann in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass zur axialen Verspannung der Lageranordnung zwischen der Welle und dem Pumpenrad ein in Achsrichtung vorgespanntes Federelement, insbesondere ein Elasto- merfederelement, und eine an dem Federelement angreifende Kugel angeordnet sind. Die an dem Pumpenrad auftretenden Axialkräfte werden von der Kugellageranordnung aufgenom- men und spielfrei über die an dem Federelement angreifende Kugel auf die feststehende Welle abgeleitet. Es sind jedoch auch andere Maßnahmen zur axialen Verspannung denkbar, wie beispielsweise das Anbringen von Tellerfedern an dem ersten Lager oder dergleichen, die auch mit einer axialen Ringdichtung zwischen Motor und Gehäuse zusammenwirken können.

Hinsichtlich des zweiten Lagers kann vorgesehen sein, dass dieses als Gleitlager, insbesonde- re als kompaktes Sinterlager, Kunststofflager oder Keramiklager, ausgebildet ist. Eine derar- tige Ausbildung des pumpenradfernen zweiten Lagers bietet sich insbesondere dann an, wenn das erste Lager als Wälzlager ausgebildet ist und im Bereich des ersten Lagers die vorstehend angesprochene axiale Verspannung über das vorgespannte Federelement und die Kugel vor- gesehen ist. Zur montagefreundlichen sowie einfachen Anordnung des zweiten Lagers kann

in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass dieses in einer in dem Motorge- häuse ausgebildeten Lageraufnahme aufgenommen ist.

Vorstehend ist mehrfach erwähnt, dass das Motorgehäuse zusammen mit dem Pumpenrad den Stator sowie den Außenrotor abgedichtet kapselt. Hierfür sind verschiedene Dichtungen vor- gesehen, die im Folgenden näher spezifiziert werden sollen. So kann in einer erfindungsge- mäßen Ausführungsform zwischen der Welle und dem Motorgehäuse im Bereich des zweiten Lagers wenigstens eine Radialdichtung, insbesondere wenigstens eine Gleitringdichtung oder wenigstens ein O-Ring, vorgesehen sein. Da dieser Bereich des Motorgehäuses relativ weit von dem Pumpenrad entfernt liegt und dort allenfalls geringe Fluiddrücke herrschen, sind die in diesem Bereich zu treffenden Vorkehrungen für eine ausreichende Dichtung weniger auf- wendig. Alternativ oder zusätzlich zu Gleitringdichtung oder O-Ring kann vorgesehen sein, dass zwischen der Welle und dem Motorgehäuse im Bereich des zweiten Lagers wenigstens eine federnd vorgespannte Radial-/Axialdichtung angeordnet ist. Ferner kann alternativ oder zusätzlich hierzu vorgesehen sein, dass zwischen der Welle und dem Motorgehäuse im Be- reich des zweiten Lagers wenigstens eine Rückführdichtung, insbesondere Rückführungsge- windedichtung, vorgesehen ist. Insbesondere das Rückführungsgewinde kann entweder an dem Schaft oder an dem Motorgehäuse oder an einem Dichtungsring zwischen Schaft und Motorgehäuse ausgebildet sein. Die Besonderheit von Rückführungsgewindedichtungen liegt darin, dass diese zwar im Wesentlichen berührungslos und damit reibungsfrei zwischen den zueinander abzudichtenden Teilen angeordnet sind, allerdings bei fehlender Relativdrehung zwischen diesen Teilen nur unzureichend abdichten. Im dynamischen Betrieb, d. h. bei Rela- tivdrehung zwischen den beiden zueinander abzudichtenden Teilen, kommt es unter Vermei- dung von Reibungsverlusten und damit verbundenen unerwünschten Verschleiss-sowie Ab- riebeffekten aufgrund des Gewindes der Rückführungsgewindedichtung dazu, dass zwischen den beiden zueinander abzudichtenden Teilen vorhandenes Fluid über die Gewindetäler der Rückführungsgewindedichtung von dem abzudichtenden Bereich weg gefördert wird. Es ist zu beachten, dass die Orientierung des Rückführungsgewindes, d. h. die Ausbildung als Rechts-oder Linksgewinde, auf die Drehrichtung abgestimmt sein muss, um einen Rückfüh- reffekt zu erreichen.

Die Ausbildung des Elektromotors als Außenläufermotor mit feststehender Welle bietet den weiteren Vorteil, die Zuleitungen für den Stator über den Schaft zu führen. Dies kann bei-

spielsweise dadurch erreicht werden, dass die Welle mit einer Bohrung zur Aufnahme von Zuleitungen zu dem Stator versehen ist. Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, dass die Zuleitungen und die abzudichtenden Bereiche vollkommen voneinander getrennt werden können und somit die Zuleitungen die ohnehin aufwendige Abdichtung von zueinander be- wegten Teilen unbeeinflusst lassen. Diese konstruktive Maßnahme führt auch zu einer ko- stengünstigen soliden und kompakten Pumpenmotorausführung.

Vorstehend wurden die erfindungsgemäßen Maßnahmen hinsichtlich der Ausbildung des Elektromotors analysiert. Wie eingangs bereits angedeutet, betrifft die Erfindung ferner eine Pumpe zum Fördern von Fluiden, die mit einem Elektromotor der vorstehend beschriebenen Art ausgeführt ist, wobei die Pumpe ein den Elektromotor aufnehmendes Pumpengehäuse mit einem Zulauf und einem Ablauf zum Zuführen und Abführen des Fluids aufweist. Insofern wird ein integrierter Motor ohne zusätzliche Kupplung, Lager, Dichtungen und Bauraum ge- schaffen.

Eine derartige Pumpe eignet sich beispielsweise für den Einsatz in einem Kühlkreislauf eines Kraftfahrzeugs. Die Verwendung einer mit gesondertem motorischen Antrieb ausgebildeten Pumpe hat den Vorteil, dass die Pumpe lediglich im Bedarfsfall zugeschaltet werden kann.

Die Pumpe ist also nicht wie eine herkömmliche über einen Zahnriemen von dem Verbren- nungsmotor des Kfz angetriebene Pumpe permanent aktiv, sondern nur dann, wenn eine Kühlung tatsächlich erforderlich ist. Dadurch kann der Gesamtkraftstoffverbrauch des Kfz reduziert und die Lebensdauer der Pumpe verlängert werden. Auch ein Vorheizen des Motors, Katalysators oder auch der Standheizung wird dadurch ermöglicht.

Bei dieser Pumpe kann das Pumpengehäuse derart ausgebildet sein, dass zwischen diesem und der Nabe lediglich ein dünner Spalt vorgesehen ist. Dieser dünne Spalt kann sich durch- aus mit zu förderndem Fluid füllen. Dadurch lässt sich einerseits eine gewisse Geräuschdämp- fung erreichen, so dass die von dem Elektromotor verursachten und durch das Pumpengehäu- se austretenden Antriebsgeräusche aufgrund fluidischer Schalldämpfung in ihrer Intensität reduziert werden. Ferner bietet ein mit Fluid gefüllter dünner Spalt den weiteren Vorteil einer verbesserten thermischen Übertragung, so dass die im Motor im Antriebsfall entstehende Dis- sipationswärme leichter von dem Motorgehäuse bzw. der Nabe über die Flüssigkeit an das Pumpegehäuse übertragen und von diesem an die Umgebung abgegeben werden kann. In die-

sem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass bei einer Weiterbildung der Erfindung das Pumpengehäuse an seiner von der Nabe abgewandten Oberfläche zusätzlich mit Kühlrippen ausgebildet sein kann. Dies führt zu einer Oberflächenvergrößerung und zu einer besseren Wärmeabfuhr von dem Pumpengehäuse.

Obgleich, wie vorstehend dargelegt, ein gewisses Eintreten von Leckagefluid in den dünnen Spalt zwischen Pumpengehäuse und Nabe durchaus erwünscht sein kann, kann eine Ausfüh- rungsvariante der Erfindung auch vorsehen, dass in einem pumpenradnahen Bereich an dem Pumpengehäuse oder/und an der Nabe zum Abdichten des Spaltes eine Spaltdichtung, insbe- sondere ein Dichtring oder/und eine Rückführungsgewindedichtung, angeordnet ist. Die Be- reitstellung einer derartigen Spaltdichtung soll zumindest die Menge des in den dünnen Spalt zwischen Pumpengehäuse und Nabe eintretenden Leckagefluids beschränken und damit einen unerwünscht hohen Verlust von zu förderndem Fluid durch Leckage vermeiden. Hinsichtlich der Verwendung einer Rückführungsgewindedichtung ist zu beachten, dass sich im dynami- schen Betrieb, d. h. bei Drehung des Pumpenrads, die Nabe relativ zu dem Pumpengehäuse mit der Drehzahl des Pumpenrads mitdreht, so dass die an diesem vorgesehene Rückfüh- rungsgewindedichtung ihre Wirkung gerade dann entfalten kann, wenn hohe Drücke auf der Druckseite der Pumpe auftreten. Es läßt sich also im dynamischen Betrieb eine Ausbreitung dieser hohen Drücke in den dünnen Spalt zwischen Pumpengehäuse und Nabe aufgrund der Fluid-Rückführungswirkung der Rückführungsgewindedichtung wirksam vermeiden. Im statischen Fall, d. h. wenn die Pumpe außer Betrieb ist, ist der Druck des zu fördernden Fluids relativ gering, so dass das in den dünnen Spalt zwischen Pumpengehäuse und Nabe eintreten- de Leckagefluid nur mit geringem Druck zu dem zweiten Lager vordringen kann und an die- sem bereits mit verhältnismäßig einfachen Vorkehrungen ein Eindringen von Leckagefluid zu den Motorkomponenten Außenrotor und Stator verhindert werden kann.

Um ein derartiges Vordringen von Leckagefluid zu dem zweiten Lager weiter einzudämmen, kann in einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass in einem pumpenradfer- nen Bereich der Nabe nahe dem zweiten Lager eine weitere Spaltdichtung zum Abdichten des Spaltes vorgesehen ist. Diese zweite Spaltdichtung kann eine Labyrinthdichtung oder/und eine Ringdichtung, insbesondere einen O-Ring, oder/und eine Gewinderückführungsdichtung umfassen. Bei Verwendung einer Gewinderückführungsdichtung kann vorgesehen sein, dass diese mit einer in axialer oder/und in radialer Richtung orientierten Gewindesteigung ausge-

bildet ist. Hierzu können bei Konturstufen verschiedene Flächen des Motorgehäuses mit Ge- windeformationen versehen und dazu ausgenutzt werden, die Dichtwirkung der Rückfüh- rungsgewindedichtung weiter zu verbessern.

Um trotz wenigstens einer der vorstehend beschriebenen Dichtungen in den dünnen Spalt eingedrungenes Leckagefluid an einem weiteren Vordringen zu dem zweiten Lager hin zu hindern, kann in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Spalt mit einem Überlauf zum Abführen von überschüssigem Fluid-oder auch zum Rückführen in den Fluid- kreislauf-verbunden ist.

Zur elektronischen Überwachung des Pumpenbetriebs sowie zur Ansteuerung des Antriebs des in der Pumpe integrierten Elektromotor kann in einer Weiterbildung der Erfindung vorge- sehen sein, dass an der Nabe wenigstens eine erste Sensorkomponente und an dem Pumpen- gehäuse wenigstens eine zweite Sensorkomponente vorgesehen sind, wobei die erste Sensor- komponente und die zweite Sensorkomponente eine Erfassung einer Relativdrehung der Nabe relativ zum Gehäuse erlauben. Eine derartige aus den beiden Sensorkomponenten bestehende Sensorik lässt sich unter verhältnismäßig geringem Aufwand an einem pumpenradfernen Be- reich der Pumpe unterbringen.

Obgleich vorstehend in Bezug auf den Stand der Technik Radialpumpen diskutiert wurden, soll dies nicht implizieren, dass es sich bei der erindungsgemäßen Pumpe ausschließlich um eine Radialpumpe handelt. Vielmehr kann die erfindungsgemäße Pumpe entweder als Radial- pumpe, bei der das zu fördernde Fluid in radialer Richtung abgeführt wird, oder als Axial- pumpe ausgebildet sein, bei der das zu fördernde Fluid in axialer Richtung abgeführt wird.

Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es stellen dar : Figur 1 eine Längsschnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsge- mäßen Pumpe ; Figur 2 eine Explosionsdarstellung der in Figur 1 gezeigten Pumpe ;

Figur 3 eine Explosionsdarstellung des bei der Pumpe gemäß Figur 1 eingesetzten Pum- penmotors ; Figur 4 eine Längsschnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsge- mäßen Pumpe ; Figur 5 eine Längsschnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsge- mäßen Pumpe ; Figur 6 eine Längsschnittansicht eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsge- mäßen Pumpe ; Figur 7 eine Längsschnittansicht eines fünften Ausführungsbeispiels einer erfindungsge- mäßen Pumpe ; Figur 8 eine Längsschnittansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels einer erfindungs- gemäßen Pumpe ; Figur 9 eine Längsschnittansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels einer erfindungs- gemäßen Pumpe ; Figur 10 eine Querschnittansicht der Pumpe gemäß Figur 9 und Figur 11 eine Längsschnittansicht einer Pumpe gemäß dem Stand der Technik.

In den Figuren 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pumpe gezeigt, die mit 10 bezeichnet ist. Die Pumpe 10 umfasst ein Pumpengehäuse 12, das aus ei- nem ersten Gehäuseteil 14 und einem zweiten Gehäuseteil 16 besteht. In dem Pumpengehäuse 12 ist ein Pumpenmotor 18 aufgenommen, an dessen in Figur 1 und 2 linkem Ende ein Pum- penrad, oder spezielles Impellerrad 20 ausgebildet ist.

In dem Impellerrad 20 sind Kanäle 22 vorgesehen, die sich in einem radial inneren Bereich bei 24 in Richtung einer Längsachse A öffnen und die sich in einem radial äußeren Bereich bei 26 bezogen auf die Längsachse A in im Wesentlichen radialer Richtung öffnen.

Auf einer von der axialen Öffnung 24 abgewandten Seite des Impellerrads 20 ist ein Ringvor- sprung 28 ausgebildet. Ferner weist das Impellerrad 20 auf dieser Seite einen radial weiter innen liegenden Ringvorsprung 30 auf, in welchem formschlüssig ein Kugellager 32 aufge- nommen ist. Radial innerhalb des Ringvorsprungs 30 ist eine Ausnehmung 34 mit abgestuf- tem Durchmesser ausgebildet, in deren tiefsten Bereich ein elastomeres Federelement 36 ein- gelegt ist. Die Ausnehmung 34 dient zur Aufnahme einer Welle 38 des Motors 10.

Auf der Welle 38 ist ein Blechpaket 40 fixiert, das mit Wicklungen 42 versehen ist. Die Wicklungen 42 können über Zuleitungen 44 elektrisch angesteuert werden, wobei die Zulei- tungen 44 über eine Radialbohrung und eine mit dieser kommunizierende Axialbohrung 46 durch die Welle 38 hindurchgeführt werden können. Die Zuleitungen 44 sind beispielsweise mittels eines eingegossenen und ausgehärteten Kunstharzmaterials in der Axialbohrung 46 fixiert.

Auf der in den Figuren 1 bis 3 rechten Seite ist ein topfartiges Motorgehäuse 48 ausgebildet.

Im Inneren des Motorgehäuses 48 ist ein als Außenrotor dienender Magnetring 50 mit einzel- nen in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Magnetelementen drehfest angebracht. An dem in den Figuren 1 bis 3 rechten Ende des Motorgehäuses 48 ist dieses mit einer Durch- messerstufe 52 ausgebildet, die als Aufnahme für eine Gleitlagerbuchse 54 dient.

Bei einer Montage des in Figur 3 in Explosionsdarstellung gezeigten Pumpenmotors wird die Welle 38 in die Ausnehmung 34 eingesetzt, so dass das Impellerrad 20 über das Kugellager 32 auf der Welle 38 um die Achse A drehbar gelagert ist. Ferner wird unter Hindurchführung der Zuleitungen 44 durch die Lagerbuchse 54 und unter Einführen des in Figur 3 rechten En- des der Welle 38 in die Lagerbuchse 54 das Motorgehäuse 48 auf den Ringvorsprung 28 auf- gesetzt, so dass der in Figur 3 linke Bereich des Motorgehäuses 48 den radial äußeren Bereich des Ringvorsprungs 28 umgreift. Der Ringvorsprung 28 und das Motorgehäuse 48 sind in den zusammenwirkenden Bereichen in ihrem Durchmesser aufeinander abgestimmt. Nach dem

Aufsetzen werden das Impellerrad 20 an seinem Ringvorsprung 28 mit dem Motorgehäuse 48, beispielsweise durch Verkleben oder dgl., dichtend verbunden.

Es sei darauf hingewiesen, dass zur axialen Verspannung des Lagers 32 zwischen dem linken Ende der Welle 38 und dem elastomeren Federelement 36 eine Kugel 56 eingesetzt ist, die in eine zylindrische Ausnehmung 58 in der Welle 38 eingreift. Die Kugel 46 sorgt zusammen mit dem elastomeren Federelement 36 dafür, dass die Welle 38 in Richtung in den Figuren 1- 3 nach rechts vorgespannt ist und dass somit auf das Impellerrad 20 wirkende Axiallasten über das Lager 32 spielfrei auf die Welle 38 übergeleitet werden können.

Auf den derart montierten Pumpenmotor 18 werden dann in einem impellerradnahen Bereich ein Dichtungsring 60 und ein Außengewindering 62 aufgesetzt, wie in Figur 2 gezeigt. Ferner wird auf den durchmesserreduzierten Bereich 52 des Motorgehäuses 48 eine Dichtungsbuchse 64 aufgesetzt. Die Dichtungsbuchse 64 ist, wie insbesondere aus der vergrößerten Darstellung gemäß Figur 1 ersichtlich, an ihren dem zweiten Gehäuseteil 16 zugewandten Seiten mit Ge- windeformationen versehen. Des Weiteren ist in der der Welle 38 zugewandten Fläche der Gewindebuchse 64 ebenfalls eine Gewindeformation ausgebildet. Auf die Wirkungsweise dieser Gewindeformationen wird später im Detail eingegangen.

Wendet man sich dem Gehäuse 12 zu, so erkennt man aus Figur 2, dass das erste Gehäuseteil 14 eine axiale Öffnung 66 aufweist, durch die Fluid zufließen kann. Es erstreckt sich ausge- hend von dieser axialen Öffnung 66 abgerundet nach radial außen, wo es eine um die Achse A in Umfangsrichtung herum verlaufende Wanne 68 bildet, die in einem Flansch 70 ausläuft.

Die Wanne 68 weist eine Rundkontur mit sich in Umfangsrichtung stetig veränderndem In- nenradius r auf.

Das zweite Gehäuseteil 16 ist ebenfalls topfförmig ausgebildet und weist einen abgestuften Innenraum 72 auf. An seiner Außenoberfläche sind Kühlrippen 74 vorgesehen, die die für eine Wärmeabfuhr wirksame Oberfläche in dem den Elektromotor 18 aufnehmenden Bereich vergrößern. Die Kühlrippen 74 laufen in einer in Umfangsrichtung um die Achse A verlau- fenden Wanne 76 aus, die ihrerseits wiederum in einen Flansch 78 ausläuft. Auch die Wanne 76 weist eine Rundkontur mit sich in Umfangsrichtung stetig veränderndem Innenradius p

auf. Im Bereich des grössten Innenradius p ist ein Auslaufstutzen 80 an der Wanne 76 vorge- sehen.

Zur weiteren Montage der Pumpe 10 wird der Elektromotor mit seiner Welle 38, wie in Figur 2 gezeigt, in den abgestuften Innenraum 72 des zweiten Gehäuseteils 16 eingeführt, so dass die Welle 38 in den durchmesserkleinsten Teil des Hohlraums 72 und die Dichtungsbuchse 64 in den Bereich des Hohlraums 72 mit nächstgrößerem Durchmesser eingreift. Impellerradsei- tig wird dann das erste Gehäuseteil 14 mit seinem Flansch 70 an den Flansch 78 des Gehäu- seteils 16 angelegt und mit diesem über Verbindungsmittel, wie beispielsweise Schrauben, Nieten, oder durch Verkleben verbunden. Dadurch definieren die beiden Wannen 68 und 76 einen in Umfangsrichtung um die Achse A verlaufenden Kanal 82, wobei die Wannendurch- messer r und p derart gewählt sind, dass sich die Querschnittsfläche des Kanals 82 in Umlauf- richtung des Impellerrads 20 zum Auslaufstutzen 80 hin stetig vergrößert. Dadurch kann im Betrieb erreicht werden, dass durch das Impellerrad 20 in den Kanal 82 gefördertes Fluid zu dem Auslaufstutzen 80 hin gedrückt wird.

Nach einer derartigen Montage der Pumpe 10 hat diese die Gestalt wie in Figur 1 im Längs- schnitt gezeigt. Bei diesem Aufbau sind folgende Merkmale besonders hervorzuheben. Die Komponenten des Elektromotors 18, nämlich Magnetring 50 sowie Blechpaket 40 und Wicklungen 42, sind innerhalb des topfartigen Motorgehäuses 48 aufgenommen und durch die dichte Verbindung von Motorgehäuse 48 und Impellerrad 20 gegenüber der Umgebung gekapselt. Mit dieser Gestaltung des Elektromotors 18 ist es möglich, zwischen der Innenum- fangsfläche des Magnetrings 50 und der Außenumfangsfläche des Blechpakets 40 einen sehr schmalen magnetischen Spalt S vorzusehen, wodurch die magnetische Induktion B im Spalt steigt und letztendlich der Motorwirkungsgrad erhöht werden kann. Ferner bietet diese Ge- staltung des Pumpen-Elektromotors 18 einige Vorteile gegenüber der oben beschriebenen Pumpe gemäß der DE 199 43 862 Al, weil aufgrund des durch die Erfindung möglichen Wegfalls des in der Regel metallischen Spalttopfes aus dem magnetischen Motorluftspalt sehr kleine Luftspalte realisierbar werden, die einen hohen Motorwirkungsgrad bewirken.

Zudem werden die dort auftretenden Wirbelstromverluste minimiert. Ferner sind Armierungs- schutzkappen um die Magneten, die ebenfalls einen hohen Platzbedarf fordern, insofern un- nötig, als der Magnetring innen im Rückschlußtopf umläuft und deswegen weniger empfind- lich auf die auf ihn wirkenden Fliehkräfte reagiert.

In der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform ist das Motorgehäuse 48 aus einem weichmagnetischen Material hergestellt, so dass es den magnetischen Rückschluss zu dem Magnetring 50 bilden kann.

Das zweite Gehäuseteil 16 nimmt den Pumpenmotor 18 mit einem ebenfalls verhältnismäßig dünnen Spalt R zwischen der den Hohlraum 72 begrenzenden Innenoberfläche und der Au- ßenoberfläche des Motorgehäuses 48 auf. Um diesen Spalt R gegenüber den für die Fluidför- derung vorgesehenen impellerradnahen Bereichen der Pumpe 10 abzudichten, sind der Dich- tungsring 60 und der Außengewindering 62 vorgesehen. Der Dichtungsring 60 sorgt für eine statische Abdichtung, indem er sowohl an dem Motorgehäuse 48 als auch an der Innenober- fläche des zweiten Gehäuseteils 16 anliegt. Der Außengewindering 62 hat lediglich dynami- sche Dichtungswirkung, nämlich derart, dass durch die an ihm ausgebildete Gewindeformati- on bei einer Rotation des Motorgehäuses 48 und damit des Außengewinderings 62 Strö- mungseffekte in den Tälern der Gewindeformation entstehen, die darin enthaltenes Fluid von dem Spalt R weg zum Impellerrad hin fördern. Im statischen Fall, d. h. bei Stillstand des Mo- torgehäuses 48 relativ zu dem Pumpengehäuse 12 entfaltet der Außengewindering 62 kaum Dichtwirkung, da er den ihm gegenüberliegenden Oberflächenabschnitt des zweiten Gehäu- seteils 16 nicht berührt.

Trotz Dichtungsring 60 und Außengewindering 62 kommt es bei Förderung von Fluid über das Impellerrad 20 aufgrund relativ hoher Fluiddrücke in dem um die Achse A umlaufenden Kanal 82 zu in den Spalt R überströmendem und diesen füllendem Leckagefluid. Dieses Leckagefluid hat zwar den Vorteil, dass es Motorgeräusche fluidisch dämpft und dass es zu einer schnellen thermischen Übertragung von in dem Motor 18 erzeugter Wärme zu den Kühlrippen 74 beiträgt. Es soll jedoch verhindert werden, dass das in den Spalt R vorgedrun- gene Leckagefluid über das Gleitlager 54 in den gekapselten Innenraum des Motorgehäuses 48 vordringt. Hierzu entfaltet im dynamischen Betrieb, d. h. bei vorhandener Relativdrehung zwischen Motorgehäuse 18-und damit verbundener Dichtungsbuchse 64-und zweitem Ge- häuseteil 16, die Dichtungsbuchse 64 mit ihren Rückführungsgewindeformationen Dichtwir- kung. Die Gewindeformationen auf der Dichtungsbuchse 64 sind so ausgebildet, dass bei Rotation in den Tälern der Gewindeformationen Strömungseffekte auftreten, die das dort be- findliche Leckagefluid zu einem in Umfangsrichtung verlaufenden Leckagekanal 84 fördern,

welcher dann über eine Abflussbohrung 86 und ein Kugelventil 88 zur Ableitung von über- schüssigem Leckagefluid mit der Umgebung verbunden ist. Falls die Leckage quantitativ zu groß werden sollte, kann eine Rückführung (nicht näher dargestellt) in das Kühlkreislauf vor- gesehen sein.

Die mit Bezug auf Figuren 1 bis 3 beschriebene Pumpe kann also bei einer Förderung von Fluid von der axialen Öffnung 66 durch die Kanäle 22 des Impellerrads 20 zu dem Umfangs- kanal 82 und aus diesem heraus über den Auslaufstutzen 80 verhindern, dass große Leckage- fluidmengen in den Spalt R eindringen und über diesen in den Innenraum des topfartigen Motorgehäuses 48 vordringen. Dies ist gerade dann vorteilhaft, wenn einerseits ein uner- wünschter Kontakt zwischen den Motorkomponenten-Magnetring 50, Blechpaket 40 und Wicklungen 42-verhindert werden soll, beispielsweise in einem Fall, in dem mit der Pumpe auch aggressive Medien, die die Motorkomponenten angreifen oder gar beschädigen könnten, gefördert werden sollen. Auch sensible Medien, bei denen ein Kontakt zwischen Motorkom- ponenten und Fluid zur Vermeidung von Kontaminationen unterbleiben soll, können mit einer derart gekapselten Pumpe gefördert werden.

Ferner können mit der in Figur 1 gezeigten Pumpenanordnung auch unerwünschte "Panschverluste"vermieden werden, die beispielsweise bei Pumpen auftreten, in denen die rotierenden Motorkomponenten unmittelbar in dem zu fördernden Fluid liegen und gegen dessen fluidischen Widerstand rotieren.

Der in Figur 1 gezeigte Pumpenaufbau hat den weiteren Vorteil, dass der Elektromotor 18 aufgrund seiner Gestaltung als Außenläufermotor kompakt ausgeführt werden kann und somit der insgesamt von der Pumpe 10 eingenommene Bauraum gegenüber herkömmlichen Pum- pen stark reduziert werden kann. Dies rührt auch daher, dass der gezeigte Aufbau eine redu- zierte Teilezahl aufweist, insbesondere deshalb weil das Impellerrad 20 zugleich in Kombina- tion mit dem topfförmigen oder flaschenförmigen Motorgehäuse 48 zur Kapselung verwendet wird, ferner deshalb, weil mit dem Kugellager 32 und dem kleindimensionierten Gleitlager 54 eine kleinbauende Lageranordnung eingesetzt wird, und auch deshalb, weil das topfförmige Motorgehäuse 48 gleichzeitig als magnetisches Joch (Yoke) zur Bereitstellung eines magneti- schen Rückschlusses ausgebildet ist.

Im Folgenden sollen weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Es ist darauf hinzuweisen, dass für gleichartige oder gleichwirkende Komponenten jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet werden, wie bei der Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels gemäß den Figuren 1 bis 3 geschehen, jedoch ergänzt mit Kleinbuch- staben zur Unterscheidung der einzelnen Ausführungsbeispiele.

In Figur 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Pumpe gezeigt, die allgemein mit dem Bezugszeichen 10a bezeichnet ist. Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 3 insbesondere in den folgenden Punkten : Das Impellerrad 20a ist in seinem radial äußeren Bereich mit einem in axialer Richtung langgezogenen Rand 90a versehen. An der zur Achse A orthogonalen Stirn- fläche des Randes 90a stößt dieser mit einer korrespondierenden Stirnfläche des in axialer Richtung gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel verkürzten Motorgehäuses 48a zusam- men. Die beiden Stirnflächen sind miteinander verklebt oder verschweißt, jedenfalls dichtend verbunden. Das Motorgehäuse 48a ebenso wie das Impellerrad 20a sind aus einem leichtge- wichtigen Kunststoffmaterial oder Aluminium hergestellt, die sehr korrosionsumempfindlich, leicht und gut bearbeitbar sind sowie gute Wärmleiteigenschaften aufweisen. Dadurch kann die Kombination aus Motorgehäuse 48a und Impellerrad 20a nicht mehr als magnetischer Rückschluss für den Magnetring 50a dienen, so dass zwischen den Komponenten Motorge- häuse 48a sowie Rand 90a des Impellerrads 20a und dem Magnetring 50a zusätzlich ein Rin- gelement 92a vorgesehen ist, das für einen magnetischen Rückschluss sorgt.

Ferner weist das Impellerrad 20a an seinem radial äußeren Bereich eine Gewindeformation 94a auf, die als dynamische Dichtung nach Art einer Rückführungsgewindedichtung wirkt und das Eindringen von zu förderndem Fluid in den Spalt R zwischen dem zweiten Gehäuse- teil 16a und den Komponenten Motorgehäuse 48a bzw. Rand 90a einschränkt. Durch diese Maßname können im Vergleich zu der ersten Ausführungsform gemäß Figuren 1 bis 3 der Dichtungsring 60 und der Außengewindering 62 weggelassen werden. Gleichermaßen sind an dem impellerradfernen Bereich des Motorgehäuses 48a Gewindeformationen 96a vorgesehen, die analog zu der Dichtungsbuchse 64 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nach Figuren 1 bis 3 orientiert sind und zusammen mit dem Leckagekanal 84a, der Abflussbohrung 86a und dem Kugelventil 88a für eine Abfuhr von Leckagefluid aus dem Spalt R sorgen. Als weiterer Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß

Figur 4 die Gleitlagerbuchse 54 durch eine Kalottenringdichtung 98a ersetzt. Der Kalottenring 98a übernimmt zum einen Lagerfunktion, zum anderen aber auch Dichtungsfunktion, so dass ein Eindringen von Leckagefluid zu den Motorkomponenten Magnetring 50a, Bleckpaket 40a und Wicklungen 42a verhindert werden kann.

Figur 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Pumpe, die allgemein mit dem Bezugszeichen 1 Ob bezeichnet ist. Diese Ausführungsform ergibt sich aus einer Kombination der beiden ersten Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 1 bis 4 der vorlie- genden Erfindung. Dabei ist am Außenumfang des Impellerrads 20b wiederum eine Gewinde- formation 94b vorgesehen, die für eine dynamische Abdichtung des Spalts R sorgt. Das Mo- torgehäuse 48b ist entsprechend dem Motorgehäuse 48 aus Figur 1 aus weichmagnetischem Material hergestellt und sorgt somit für einen magnetischen Rückschluss zu dem Magnetring 50b. Das Motorgehäuse 48b wird von dem Impellerrad 20b umgriffen und in diesem aufge- nommen. Im Übrigen entspricht der Aufbau gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel nach Figur 5 im Wesentlichen dem Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels nach Figur 1.

Figur 6 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Pumpe, die allgemein mit dem Bezugszeichen 10c bezeichnet ist. Dieses vierte Ausführungsbeispiel wird im Fol- genden hinsichtlich seiner Unterschiede zu dem mit Bezug auf Figur 4 vorstehend beschrie- benen zweiten Ausführungsbeispiel erläutert.

Der wesentliche Unterschied des vierten Ausführungsbeispiels gemäß Figur 6 zu dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 liegt darin, dass das Kugellager 32a durch ein Gleitlager 100c ersetzt wurde, das über eine Ringanordnung 102c und 104c auf der Welle 38c axial ge- sichert ist. Durch die Verwendung des Gleitlagers 100c kann einerseits ein in der Anschaf- fung kostenintensiveres Kugellager ersetzt werden, andererseits kann dadurch Bauraum im impellerradnahen Bereich der Pumpe 10c eingespart werden. Ein weiterer Unterschied des vierten Ausführungsbeispiels gemäß Figur 6 zu dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fi- gur 4 liegt darin, dass in dem Spalt R zwischen dem Pumpengehäuse 48c und dem zweiten Gehäuseteil 16c eine Labyrinthdichtung ausgebildet ist. Die Labyrinthdichtung ist dadurch realisiert, dass Ringvorsprünge 106c und 108c in korrespondierende Ringausnehmungen 1 lOc und 112c eingreifen. Der Spalt R besitzt dadurch labyrinthartigen Verlauf, was eine Passage von Leckagefluid erschwert. Zudem weist die vierte Ausführungsform gemäß Figur 6 im Be-

reich des impellerradfernen Endes des Motorgehäuses 48c eine Dichtungsbuchse 64c mit Gewindeformationen auf, die als Gewinderückführungsdichtung Leckagefluid über die Ab- flussbohrung 86c ableiten, wie dies auch schon für das erste Ausführungsbeispiel gemäß Fi- guren 1-3 beschrieben wurde.

Figur 7 zeigt eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe, die allgemein mit dem Bezugszeichen 10d bezeichnet ist. Diese fünfte Ausführungsform gleicht in ihrem Auf- bau im impellerradnahen Bereich sowie bei der Gestaltung des Pumpenmotors 18d im We- sentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4. Die fünfte Ausführungsform weist eine gegenüber der zweiten Ausführungsform gemäß Figur 4 abgewandelte impellerrad- ferne Lager-und Dichtungsanordnung auf. Das Motorgehäuse 48d ist nämlich mit seinem Ansatz 52d in einer Gleitlagerbuchse oder einer Abdichtbuchse 114d gelagert, wobei diese Gleitlagerbuchse 114d, insbesondere eine Keramikbuchse, über einen in das zweite Gehäuse- teil 16d eingeschraubten Gewindebolzen 116d drehfest fixiert ist. Ferner kann in diesem Be- reich eine Kalottendichtung 98d vorgesehen sein, die über eine mit Gewinden versehene Dichtungsbuchse 64d in dem Motorgehäuse 48d gehalten wird. Die Kalottendichtung 98d übernimmt Dichtungs-und Lagerfunktion. Die Dichtungsbuchse 64d ist mit Gewindeforma- tionen versehen, um dynamisch Leckagefluid zu der Abflussbohrung 86d und über diese an die Umgebung zu fördern.

Figur 8 zeigt eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe, die allgemein mit 10e bezeichnet ist. Diese sechste Ausführungsform der Erfindung ist in ihrem dem Impeller- rad 20e nahen Bereich im Wesentlichen so wie das erste Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ausgebildet, wobei lediglich ein Dichtungsring 60e vorgesehen ist, um einem Eindringen von Leckagefluid in den Spalt R zwischen dem zweiten Gehäuseteil 16e und dem Motorgehäuse 48e entgegenzuwirken. In dem impellerradfernen Bereich ist an der Gleitlagerbuchse 54e ein O-Ring 118e vorgesehen, der ein Vordringen von Leckagefluid zu der Lagerbuchse 54e ver- hindern soll. Die wesentliche Besonderheit der in Figur 8 gezeigten sechsten Ausführungs- form gegenüber den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen liegt darin, dass diese mit einer Sensorik zur Erfassung der Motordrehung versehen ist. Diese Sensorik umfasst an dem Motorgehäuse 48e angebrachte Magnetelemente 120e, die sich mit dem Motorgehäuse 48e entsprechend einer Motordrehung mitdrehen. Korrespondierend zu den Magnetelementen 120e sind Sensoren 122e an dem zweiten Gehäuseteil 16e des Pumpengehäuses 12e vorgese-

hen. Mittels der Magnetelemente 120e und der Sensoren 122e lässt sich eine Relativdrehung zwischen Motorgehäuse 48e und Pumpengehäuse 12e erfassen. Mit anderen Worten lässt sich über die Sensorik, umfassend die Magnetelemente 120e und die Sensoren 122e, der aktuelle Drehzustand der Pumpe, d. h. die Drehzahl, ermitteln, so dass die Pumpe 10e leicht in eine Regelung eingebunden werden kann. Die über die Sensorik erfassten Signale werden über Zuleitungen 124e zu einer nicht gezeigten Auswerteelektronik geleitet.

Figuren 9 und 10 zeigen ein siebtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das sich hinsichtlich der Gestaltung des Motors, der Vorkehrungen zur Abdichtung und hinsichtlich der Lagerung im Wesentlichen am ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 3 orien- tiert. Der Unterschied liegt jedoch darin, dass das über die Öffnung 66f axial zuströmende Fluid die Pumpe auch wieder in axialer Richtung über einen Ausströmstutzen 126f verlässt, im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, in welchen das Fluid im Wesentlichen in radialer Richtung ausströmte-in Figur 1 über den Auslaufstutzen 80. Das axiale Abführen des Fluids wird dadurch erreicht, dass, wie in Figur 10 gezeigt, radial um das zweite Gehäuseteil 16f herum eine Vielzahl von halbzylindrischen Kanälen 128f ausgebildet sind, die durch ein nunmehr ebenfalls topfförmig ausgebildetes erstes Gehäuseteil 14f nach radial außen hin abgedichtet sind. Auf der in Figur 9 rechten Seite ist dann eine Verschluss- haube 130f vorgesehen.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen verschiedene Möglichkeiten auf, wie mit einem gekapselten Elektromotor mit hohem Motorwirkungsgrad einfach aufgebaute Pumpen kleiner Baugröße erhalten werden können, die unabhängig von der Sensibilität und den Eigenschaften des zu fördernden Fluids eingesetzt werden können.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merk- male können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Er- findung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.