Druckausgleichselement

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpeinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Wasserpumpen weisen häufig Gleichstrommotoren auf. Die

Gleichstrommotoren umfassen einen Rotor, der mit einer Motorwelle verbunden ist und in einem Gehäuse drehbar gelagert ist. Der Rotor ist mit Permanentmagneten versehen. In dem Rotor ist ein Stator angeordnet, der auf einem Eisenkern eine Anzahl von Wicklungen trägt. Bei geeigneter

Ansteuerung erzeugen die Wicklungen ein Magnetfeld, das den Rotor zur Rotation antreibt. Die Wicklungen werden üblicherweise dreiphasig gewickelt und werden dementsprechend mit drei elektrischen Anschlüssen versehen, über die die Wicklungen mit einer Steuereinheit (ECU) verbunden werden können. Diese Steuergeräte werden insbesondere im Motorraum eingesetzt und sind dort erheblichen Temperaturschwankungen ausgesetzt, die zu größeren Druckschwankungen im Inneren des Gehäuses führen können. Zum Ausgleich dieser Druckschwankungen sind aus dem Stand der Technik semipermeable Membranen bekannt, die über eine Entlüftungsöffnung angeordnet Luft und auch Wasserdampf nach außen und innen über die Membran passieren lassen jedoch Wasser in flüssiger Form nicht. Bei

Wasserpumpen, die im Motorraum von Straßenfahrzeugen eingesetzt werden, besteht außerdem die Forderung zum Schutz der Pumpen vor von

Dampfdruckstrahlern erzeugtem Dampfdruck. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pumpeinheit mit einem möglichst einfachen Steckverbinder und mit einem möglichst einfachen Entlüftungselement bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird von einer Pumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Demnach ist eine Pumpeinheit aufweisend einen Elektromotor mit einer eine Steuereinheit tragenden Leiterplatte, eine mittels des Elektromotors

angetriebene Pumpe, ein die Leiterplatte umgebendes Gehäuse, und einen Steckverbinder, der auf der Außenseite des Gehäuses, insbesondere auf dem Gehäusedeckel, mit einem Flansch befestigt ist, der eine Öffnung des

Gehäuses, insbesondere des Gehäusedeckels, überdeckt und der Kontakte zur unmittelbaren elektrischen Kontaktierung der Leiterplatte aufweist, die die Öffnung des Gehäuses durchsetzen, vorgesehen, wobei der Steckverbinder im Flansch ein Druckausgleichselement aufweist. Durch Integration des

Druckausgleichelementes in den Steckverbinder, wird der Herstellungsprozess deutlich vereinfacht. Der Steckverbinder weist bevorzugt einen außerhalb des Gehäuses liegenden Verbindungsbereich für einen Anschlussstecker auf.

Vorzugsweise umfasst das Druckausgleichselement eine wasserundurchlässige Membran, die in eine den Flansch durchsetzende Öffnung eingesetzt ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Steckverbinder ein

Grundgehäuse, in dem die Kontakte verlaufen und das sich dem Flansch anschließt, wobei die Öffnung außerhalb der Anbindung des Flanschs an das Grundgehäuse angeordnet ist. Dabei ist es bevorzugt, wenn das

Grundgehäuse abgewinkelt, insbesondere gekröpft ist und ein flanschferner Endbereich des Grundgehäuses, insbesondere die Kröpfung, oberhalb der Öffnung des Flanschs liegt. Das Grundgehäuse selbst schützt somit die

Öffnung vor Eindringen von Wasser und Staub und vor Beschädigung der Membran.

Vorzugsweise ist die Membran durch Ultraschallschweißen,

Laserstrahlschweißen oder Kleben mit dem Steckverbinder verbunden. Es ist vorteilhaft, wenn das Druckausgleichselement, insbesondere die

Membran, von einer Schutzgeometrie auf der gehäusefernen Seite zumindest teilweise überdeckt ist. Diese Schutzgeometrie schützt die Membran vor Beschädigung durch Wasserdampf. Die Schutzgeometrie kann beispielsweise einen Kasten umfassen, der über der Öffnung des Flansches angeordnet ist und Öffnungen in den Seiten und/oder dem Boden zur Entlüftung des

Gehäuses aufweist.

Die Schutzgeometrie kann aber auch eine topfförmige Abdeckung umfassen, die Öffnungen zur Entlüftung des Gehäuses im Rand aufweist.

Vorzugsweise ist die Schutzgeometrie dem Steckverbinder zugeordnet.

Insbesondere ist der Steckverbinder mit der Schutzgeometrie einteilig, bevorzugt im Spritzgussverfahren, ausgebildet.

Das Gehäuse ist ein Metallgehäuse. Das Gehäuse ist bevorzugt das Pumpen- und/oder Motorgehäuse. Die Pumpeinheit ist vorzugsweise eine

Wasserpumpeinheit bzw. Wasserpumpe, die in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Gleichartige oder gleichwirkende Bauteile werden in den Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Es

zeigen :

Fig. 1 : eine Draufsicht auf eine herkömmliche Wasserpumpe mit

Steckverbinder und Druckausgleichselement,

Fig. 2: zwei räumliche Ansichten eines Steckverbinders,

Fig. 3: einen Längsschnitt durch den Steckverbinder aus Figur 2,

Fig. 4: eine räumliche Ansicht eines zweiten Steckverbinders,

Fig. 5: einen Längsschnitt durch den Steckverbinder aus Figur 4,

Fig. 6: eine räumliche Ansicht eines weiteren Steckverbinders, sowie Fig. 7: einen Längsschnitt durch den Steckverbinder aus Figur 6.

Figur 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Wasserpumpeinheit 1 mit einem Gehäuse 2. Im Inneren des Gehäuses 2 ist ein Elektromotor, eine Steuereinheit tragende Leiterplatte und eine Pumpe angeordnet. Der

Gehäusedeckel des Gehäuses 2 weist an der leiterplattennahen Stirnseite zwei Öffnungen 3,4 auf. In eine erste Öffnung 3 ist eine Membran mit Clip zur Ausbildung eines Druckausgleichselementes 5 eingesetzt. Die zweite Öffnung 4 wird von einem Steckverbinder 6 verschlossen. Der Steckverbinder 6 kontaktiert unmittelbar mit seinen Kontakten die im Inneren des Gehäuses 2 befindliche Leiterplatte. Zum Anschluss des Steuergerätes weist der

Steckverbinder 6 einen Verbindungsbereich 7 für einen nicht dargestellten Anschlussstecker auf, der außerhalb des Gehäuses 2 liegt.

Die Figuren 2 bis 7 zeigen Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Steckverbinders 6, der wie zuvor beschrieben, die Leiterplatte einer Pumpe elektrisch kontaktiert und einen außerhalb des Gehäuses liegenden

Verbindungsbereich 7 für einen Anschlussstecker aufweist. Der Steckverbinder 6 weist ein zylindrisches und rechtwinkliges, gekröpftes Grundgehäuse 8 auf.

In dem Grundgehäuse 8 verlaufen die Kontakte 9. Die Kontakte 9 stellen eine Leitungsstruktur dar, die bevorzugt durch Stanzen aus Kupferblech hergestellt ist. Die Kontakte 9 sind etwa um 90° gebogen und verlaufen in einem pumpengehäusefernen Endbereich, radial nach außen, parallel zur Oberfläche des Gehäuses 2. An dem Grundgehäuse 8 schließt auf der gehäusenahen Seite ein Flansch 10 zur Befestigung des Steckverbinders 6 mit dem Gehäusedeckel des Gehäuses 2 an. Das Grundgehäuse 8 sitzt mit seinem gehäusenahen Endbereich etwa senkrecht auf dem Flansch 10. Der Flansch 10 weist an seiner Unterseite eine geschlossene Nut 11 zum Einlegen einer Dichtung auf. Aus der Unterseite ragen die Kontaktenden 12 zur unmittelbaren elektrischen Kontaktierung mit der die Steuereinheit aufweisenden Leiterplatte. Die

Kontaktenden 12 sind bauchig ausgeformte Pins. Sie sind insbesondere als Ein pressstifte zur Press-Fit-Kontaktierung ausgebildet. Der gehäuseferne Endbereich des Grundgehäuses 8 ist als Verbindungsbereich 7 für einen Anschlussstecker ausgebildet. Der Flansch 10 weist außerhalb der Anbindung an das Grundgehäuse 8 eine durchsetzende Öffnung 13 auf. Diese Ausnehmung 13 ist von einer wasserundurchlässigen Membran 14 zum

Druckausgleich verschlossen. Die Membran 14 wird durch

Ultraschallschweißen, Laserstrahlschweißen oder Kleben mit dem

Steckverbinder 6 bzw. der Öffnung 13 verbunden. Die Membran 14 ist von einer Schutzgeometrie 15 auf der gehäusefernen Seite zumindest teilweise überdeckt. Diese Schutzgeometrie 15 dient zum Schutz der Membran 14 vor Dampfdruck. Durch die Integration des Druckausgleichselementes in den Steckverbinder 6 werden mögliche Leckstellen reduziert, zudem werden die Kosten reduziert, da weniger Dichtstellen vorhanden sind. Außerdem kann die Einbaulage der Pumpeinheit beliebig gewählt werden, da das

Druckausgleichselement von einer geeigneten Schutzgeometrie 15 umgeben ist. Der Steckverbinder 6 ist bevorzugt in einem einzigen Spritzgussteil gefertigt. Die Kontakte 9 werden bei der Herstellung mit Kunststoff umspritzt und somit integriert ausgebildet. Das Gehäuse der Pumpeinheit ist bevorzugt ein Metallgehäuse. Das Gehäuse kann das Pumpengehäuse und/oder das Motorgehäuse sein.

Im Folgenden werden die einzelnen beispielhaften Ausführungsformen detailliert beschrieben.

Die Figuren 2 und 3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel. Das

Druckausgleichselement bzw. die Öffnung 13 ist unterhalb des gehäusefernen Endbereichs des Grundgehäuses 8 angeordnet. Die Membran 14 ist von einem rechteckigen Kasten 15 zum Schutz vor Dampfdruck abgedeckt. Die Membran 14 ist bevorzugt, wie dargestellt, schräg liegend zu den Wänden des Kastens angeordnet, um auf der Membran stehendes Wasser bei beliebiger Einbaulage zu vermeiden. Der Boden 18 des Kastens ist dabei beanstandet zur Oberfläche des Flansches 10 angeordnet. Der Deckel des Kastens 15 wird somit durch den Flansch 10 selbst gebildet. Der Kasten 15 schließt sich unmittelbar an das Grundgehäuse 8 an, so dass die Wandung des Grundgehäuses eine Längsseite ausbildet. Der Steckverbinder 6 ist mit der Schutzgeometrie einteilig im

Spritzgussverfahren ausgebildet. Der Kasten weist in seinen senkrecht auf der Außenseite des Grundgehäuses stehenden Querseiten mittig angeordnete Öffnung 16 auf. Eine weitere Öffnung 17 ist auf der grundgehäusefernen Längsseite vorgesehen. Durch die Öffnungen 16,17 findet eine Entlüftung des Gehäuses statt und in die Schutzgeometrie 15 eingedrungenes Wasser kann ablaufen.

Eine weitere Ausführungsform ist in den Figuren 4 und 5 dargestellt. Der gezeigte Steckverbinder 6 entspricht im Wesentlichen dem zuvor

Beschriebenen, bis auf die Öffnungen in dem Kasten der Schutzgeometrie 15. Der Kasten 15 weist in seinem Boden 18 eine mittige, kreisrunde Öffnung 19 auf. Eine weitere Öffnung 17 ist auf der grundgehäusefernen Längsseite vorgesehen. Durch diese Anordnung der Öffnungen 17,19 kann sichergestellt werden, dass bei beliebiger Einbaulage in die Schutzgeometrie eingedrungenes Wasser abläuft.

Eine dritte Ausführungsform ist in den Figuren 6 und 7 gezeigt. Die

Schutzgeometrie 15 umfasst eine topfförmige Abdeckung mit einer

kreisrunden Grundfläche 20. Die Grundfläche 20 ist beabstandet zur

Oberfläche des Flansches 10 angeordnet und überdeckt die Öffnung 13 im Flansch 10. Der Rand 21 der Abdeckung steht auf der Oberfläche des

Flansches 10 und weist eine Vielzahl an Öffnungen 22 auf, durch die eine Entlüftung des unter der Abdeckung 15 angeordneten

Druckausgleichselementes stattfindet. Der Rand 21 der Abdeckung weist eine geringe Höhe auf. Die Abdeckung 15 ist ein vorgefertigtes Element und wird bevorzugt aufgeklebt oder eingeclipst.