Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere für einen Flüssigkeitskreislauf in ei nem Fahrzeug, zum Beispiel eine Kühlmittelpumpe mit einem mehrteiligen Gehäuse, das einen Einlass, eine Pumpenkammer, einen Auslass und eine Motorkammer auf weist, wobei in der Pumpenkammer ein Laufrad angeordnet ist, das von einem Rotor, der in der Motorkammer angeordnet ist, angetrieben wird.

Aus dem Dokument DE 10 2011 055 599 A1 und aus der deutschen Patentanmel dung mit dem amtlichen Aktenzeichen DE 102018 125 031 sind solche Pumpen be kannt. Diese weisen ein mehrteiliges Gehäuse mit einer Pumpenkammer, einer Mo torkammer und einer Elektronikkammer auf. In der Pumpenkammer ist ein Laufrad angeordnet, dass von einem Motor, der in der Motorkammer angeordnet ist, angetrie ben wird. In der Elektronikkammer ist eine elektrische Schaltung vorgesehen, mit wel cher der Motor gesteuert und/oder geregelt werden kann.

Das Laufrad und ein Rotor des Motors sind über eine Welle miteinander verbunden. Die Welle ist durch eine Wand des Gehäuses geführt, durch welche die Pumpen kammer und die Motorkammer voneinander getrennt sind. In der Wand ist eine La gerbüchse vorgesehen, in welcher die Welle und auch der Rotor und das Laufrad drehbar gelagert sind.

Für die Verbesserung der Lagerung hat es aus der Fachliteratur bekannte Lösungen gegeben, auf der dem Einlass zugewandten Seite des Laufrades einen Kranz vorzu sehen, der in den im Querschnitt kreisförmigen Einlass hineinragt, der koaxial zur Welle vorgesehen ist. Der Kranz könnte eine verbesserte Führung der rotierenden Teile, nämlich des Rotors, der Welle und des Laufrades bewirken. Diese Idee hat im Betrieb der Pumpe aber den Nachteil, dass die über den Einlass in die Pumpenkam mer einströmende Flüssigkeit durch den am Laufrad vorgesehenen Kranz in Rotation versetzt wird. Diese Rotation führt jedoch zu einer Herabsetzung des hydraulischen Wirkungsgrads, da die Erhöhung des Dralls durch das Laufrad bei einer bereits vor Eintritt in die Laufradkanäle in Rotation versetzten Flüssigkeit geringer ist als bei einer nicht rotierenden oder fast nicht rotierenden Flüssigkeit.

Ein weiterer Nachteil bekannter Dichtung ist ein Flüssigkeitsstrom, der durch einen Spalt zwischen dem Laufrad und dem Gehäuse von der Pumpenkammer zum Einlass fließen kann und so die Effizienz der Pumpe beeinträchtigt.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die Lagerung der rotierenden Teile einer Pumpe eingangs genannter Art ohne Herabsetzung des hydraulischen Wir kungsgrades zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Laufrad koaxial zu seiner Drehachse auf einer dem Einlass zugewandten Seite wenigstens einen den Einlass umschließenden Kranz und das Gehäuse einer der Pumpenkammer zuge wandten Seite und koaxial zur Drehachse des Laufrades wenigstens eine Ringnut aufweist, in die der Kranz eingreift, oder dass das Laufrad koaxial zu seiner Drehach se auf einer dem Einlass zugewandten Seite und koaxial zur Drehachse des Laufra des wenigstens eine den Einlass umschließende Ringnut und das Gehäuse wenigs tens einen der Pumpenkammer zugewandten Kranz aufweist, der in die Ringnut ein greift.

Durch das Ineinandergreifen des Kranzes des Laufrades und der Ringnut des Gehäu ses bzw. des Kranzes des Gehäuses und der Ringnut des Laufrades wird eine Dich tung zwischen dem Einlass und der Pumpenkammer hergestellt. Die Dichtung kann eine Labyrinthdichtung sein oder einer Labyrinthdichtung ähnlich sein. Durch diese Dichtung wird ein Flüssigkeitsstrom zwischen der Pumpenkammer und dem Einlass reduziert und der Wirkungsgrad der Pumpe erhöht.

Durch den Kranz des Laufrades, der nicht in den Einlass, sondern in eine Ringnut des Gehäuses, die den Einlass umschließt, oder alternativ dazu durch den den Einlass umschließenden Kranz des Gehäuses, der in eine Ringnut des Laufrades eingreift, kann eine erfindungsgemäße Pumpe ein zweites Lager für die rotierenden Teile der Pumpe aufweisen, welches die Lagerung der rotierenden Teile der Pumpe unterstützt. Dieses zweite Lager führt zu einer größeren Laufruhe der rotierenden Teile und führt auch dadurch zu einer Verbesserung im akustischen Verhalten der Pumpe. Die von der Pumpe in deren Betrieb erzeugten Schallemissionen sind durch das zweite Lager geringer und/oder angenehmer.

Auch das Gehäuse einer erfindungsgemäßen Pumpe kann eine Wand aufweisen, die die Pumpenkammer und die Motorkammer voneinander trennt. Der Rotor oder das Laufrad einer erfindungsgemäßen Pumpe kann eine Welle umfassen. Die Welle kann in einer Buchse in der die Pumpenkammer und die Motorkammer trennenden Wand des Gehäuses drehbar gelagert sein, die Buchse und die Welle können das erste La ger einer erfindungsgemäßen Pumpe bilden. Weitere Lager können vorgesehen sein.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Pumpe,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Pumpe aus Fig. 1 und

Fig. 3 den Längsschnitt wie in Fig. 2, jedoch mit durch Pfeile gekennzeichnetem

Weg der Flüssigkeit durch die Pumpe.

Die erste Pumpe weist ein mehrteiliges Gehäuse auf, das ein Pumpengehäuse 10, ein Motorgehäuse 20, ein Elektronikgehäuse 30 und einen Deckel 40 aufweist, wobei in dem Elektronikgehäuse 30 ein Stator 50 eines Motors der Pumpe vorgesehen ist. Der Motor der Pumpe wird durch einen Rotor 60 vervollständigt, der an dem Motorgehäu se 20 drehbar gelagert ist und in den der Stator 50 eintaucht. Der Stator 50 wiederum taucht in das Motorgehäuse 20 ein. Ferner ist ein Schaltungsträger 70 vorgesehen, auf dem eine elektronische Schaltung 80 vorgesehen ist, über die der Motor mit elektrischer Energie versorgt wird und gesteuert wird. Eine Elektronikkammer E, in der der Schaltungsträger 70 und die Schaltung 80 angeordnet sind, wird von dem Elektro nikgehäuse 30 und dem Deckel 40 des Gehäuses begrenzt.

Die Gehäuseteile können aus Kunststoff hergestellt sein, zum Beispiel aus Vyncolit. Der Stator 50 ist in dem Elektronikgehäuse 30, vorzugsweise in einer ersten Wand 301 eingegossen, die von einer Schürze des Elektronikgehäuses 30 gebildet ist.

Durch nicht dargestellte Schrauben sind das Pumpengehäuse 10 und das Motorge häuse 20 miteinander verbunden. Durch ebenfalls nicht dargestellte Schrauben sind der Deckel 40 und das Elektronikgehäuse 30 und das Elektronikgehäuse 30 und das Motorgehäuse 20 miteinander verbunden.

Um eine druckfestere Verbindung zwischen dem Pumpengehäuse 10 und dem Mo torgehäuse 20 zu erzielen, weist ein Flansch 101 des Pumpengehäuses 10 einen um laufenden Steg 102 auf, der in eine Ringnut 203 des Motorgehäuses formschlüssig eingreift, die in einem ersten Flansch 201 des Motorgehäuses 20 vorgesehen ist.

Dadurch kann eine Aufdehnung des Pumpengehäuses 10 und des Motorgehäuses 20 im Betrieb der Pumpe aufgrund des dort herrschenden Druckes vermieden oder zu mindest reduziert werden.

Das Pumpengehäuse 10 und eine Wand 204 des Motorgehäuses, nämlich eine zwei te Wand, die von einer Motorwelle 601 durchragt wird, schließen eine Pumpenkam mer P ein, in der sich das Laufrad 90 befindet. Die Pumpenkammer P ist über einen Ansaugstutzen 103 des Pumpengehäuses 10 mit einer Leitung verbindbar, über die die zu pumpende Flüssigkeit angesaugt wird. Der Ansaugstutzen 103 ist koaxial zu einer Rotationsachse des Rotors 60 angeordnet.

Die Pumpenkammer P ist über einen Auslassstutzen 104 mit einer Leitung verbindbar, in die die gepumpte Flüssigkeit gedrückt wird. Eine Außenwand des Pumpengehäu ses 10 und das Laufrad 90 begrenzen einen Spiralraum S, der sich zu dem Auslass der Pumpenkammer spiralartig erweitert. Das Laufrad 90 ist auf an sich bekannte Art ausgebildet, zum Beispiel auf eine in dem Dokument DE 10 2011 055 599 A1 , Fig. 2, 3 oder 5 dargestellte Art, auf die zur näheren Erläuterung eines für eine erfindungs gemäße Pumpe in Frage kommenden Laufrades 90 verwiesen wird.

Die Pumpe weist ein Laufrad 90 auf, das in dem Pumpengehäuse 10 drehbar ange ordnet und dazu auf einer Welle 601 des Rotors 60 befestigt ist, die in das Pumpen gehäuse 10 hineinragt.

Das Laufrad 90 weist auf einer dem Motorgehäuse 20 abgewandten Seite einen Kranz 903 auf. Der Kranz 903 greift in eine Ringnut 106 in dem Pumpengehäuse 10 ein. Die Ringnut 106 und der Kranz 903 haben einen größeren Durchmesser als der freie Querschnitt des Einlassstutzens 103. Der Kranz 903 behindert einen Flüssig keitsstrom aus dem Einlassstutzen 103 in die Pumpenkammer P daher nicht. Da der Kranz 903 in die Ringnut 106 eintaucht, kommt der Kranz 903 auch nicht mit der ein strömenden Flüssigkeit in Kontakt. Eine Bewegung des Kranzes 903 hat daher keinen Einfluss auf die einströmende Flüssigkeit.

Der Kranz 903 des Laufrades 90 ist in der Ringnut 106 des Pumpengehäuses 10 ge führt.

Zwischen dem Kranz 903 und einer inneren Wand 108 der Ringnut 104 und zwischen dem Kranz 903 und einer äußeren Wand 107 der Ringnut 106 liegt ein innerer bzw. ein äußerer Ringspalt vor. Der in die Ringnut 106 eintauchende Kranz 903 verhindert einen Flüssigkeitsstrom an dem Laufrad 90 vorbei vom Ansaugstutzen 103 zum Aus lass. Allenfalls ein kleiner Leckstrom ist über die Ringspalte möglich.

Das Laufrad 90 hat eine Buchse 901 , vorzugsweise aus Metall, mit einem zentralen Durchgangsloch, in das die Rotorwelle 601 eingesteckt ist, so dass das Laufrad 90 mit der Buchse 901 drehfest, vorzugsweise im Presssitz, auf der Rotorwelle 601 sitzt. Pa rallel zu dem zentralen Durchgangsloch der Buchse 901 weist der Rotor Durchgangs löcher 902 auf, durch die eine Flüssigkeit von einer dem Motorgehäuse 20 zugewand ten Seite des Laufrades 90 auf eine dem Einlass zugewandten Seite des Laufrades 90 strömen kann. In der bereits erwähnten Wand 204, die von der Rotorwelle 601 durchragt wird, ist eine Buchse 206 vorgesehen, die als Lager der Rotorwelle 601 dient. Die Buchse 206 zur Lagerung der Rotorwelle ist in die bereits erwähnte Wand 204 eingesetzt und fest mit dem übrigen Motorgehäuse 20 verbunden. Die Buchse 206 hat ein Durchgangs loch, dessen Querschnitt der Rotorwelle 601 angepasst ist. Axial können in der Wand des Durchgangslochs eine oder mehrere Nuten (nicht dargestellt) vorgesehen sein, durch die bei eingesetzter Rotorwelle 601 eine Flüssigkeit zwischen der Pumpen kammer P und einer vom Motorgehäuse 20 und der Schürze 301 begrenzten Motor kammer M und umgekehrt fließen kann. Kleine Mengen der durch die Nuten 207 ge führten Flüssigkeit werden bei Rotation des Rotors von der Welle 601 mitgenommen und sorgen für eine Schmierung zwischen der Rotorwelle 601 und der Buchse 206.

In der Wand 204, die von der Rotorwelle 601 durchragt wird, sind im Bereich des Spi ralraums S ein oder mehrere Durchgangslöcher 208 vorgesehen, die eine Verbindung zwischen dem Spiralraum S und einem von dem Motorgehäuse 20, der Schürze 301 und einer Stirnwand 303 des Elektronikgehäuses 30 begrenzten Ringkammer R schafft bzw. schaffen. Eine Flüssigkeit kann durch die Durchgangslöcher 208 aus dem Spiralraum, der auf der Hochdruckseite des Laufrades 90 liegt, in die Ringkammer R gefördert werden.

Die Ringkammer R ist durch ein oder mehrere radiale Durchgangslöcher 304 in der Schürze 301 mit der Motorkammer M verbunden. Die Durchgangslöcher 304 sind in der Nachbarschaft zu der Stirnwand 303 vorgesehen. Eine Flüssigkeit, die aus der Ringkammer R in die Motorkammer M Übertritt, kann durch die Motorkammer M, zum Beispiel durch einen Spalt zwischen dem Rotor 60 und der Schürze 301 zu der bezo gen auf den Rotor 60 der Pumpenkammer P zugewandten Seite der Motorkammer M gefördert werden.

Bei der Pumpe sind in einem Bereich des Rotors 60 zwischen der Welle und dem Permanentmagneten erste Durchgangslöcher 603 und zweite Durchgangslöcher 604 vorgesehen. Die ersten Durchgangslöcher 603 erstrecken sich parallel zur Welle 601 in einem Bereich unmittelbar benachbart zur Welle 601. Die zweiten Durchgangslö cher 603 sind radial weiter von der Rotorwelle 601 entfernt und damit näher an einem Permanentmagneten, der im Rotor eingebettet ist. Beide Durchgangslöcher verbinden einen Raum der Motorkammer auf einer ersten Seite des Rotors und einen Raum der Motorkammer auf einer zweiten Seite des Rotors.

Durch die Durchgangslöcher 603, 604 im Rotor 60, die bereits erwähnten und optional vorgesehenen Nuten in der Lagerbüchse 206 der Rotorwelle 601 , Durchgangslöcher 209 in der Wand 204 und die Durchgangslöcher 902 im Laufrad 90 kann die Flüssig keit auf die Einlassseite des Laufrades 90, also auf die Niederdruckseite des Laufra des 90 gefördert werden (siehe Fig. 3). Es besteht damit eine durchgehende Verbin dung von dem Spiralraum S, also der Hochdruckseite der Pumpenkammer P, über die Durchgangslöcher 208 zwischen dem Spiralraum S und der Ringkammer R in die Ringkammer R, von dort aus über die Durchgangslöcher 304 zwischen der Ringkam mer R und der Motorkammer M in die Motorkammer M und von der Motorkammer M über die Durchgangslöcher 603, 604 und ggf. über die Nuten 207 in der Lagerbüchse 206, die Durchgangslöcher 209 und die Durchgangslöcher 902 in der Buchse 901 des Laufrades 90 zur Einlassseite des Laufrades 90, der Niederdruckseite der Pumpen kammer P. Im Betrieb der Pumpe stellt sich entlang diesen Weges ein Flüssigkeits strom ein, der zwar deutlich kleiner ist als der von der Pumpe in den Auslass geförder te Strom, aber so groß ist, um bei einem Nennbetrieb eine ausreichende Kühlung der Pumpe zu erreichen.

Bezugszeichenliste

10 Pumpengehäuse

101 Flansch

102 Steg

103 Ansaugstutzen

104 Auslassstutzen

106 Ringnut

107 äußere Wand

108 innere Wand

20 Motorgehäuse

201 erste Flansch

203 Ringnut

204 zweite Wand

206 Buchse

207 Nuten

208 Durchgangslöcher

209 Durchgangslöcher

30 Elektronikgehäuse 301 Schürze, erste Wand

303 Stirnwand

304 Durchgangslöcher

40 Deckel

50 Stator

60 Rotor

601 Rotorwelle

603 erste Durchgangslöcher 04 zweite Durchgangslöcher 0 Schaltungsträger

80 Schaltung

90 Laufrad

901 Buchse

902 Durchgangslöcher

903 Kranz

E Elektronikkammer P Pumpenkammer

S Spiralraum