FLUIDPUMPE MIT VERBESSERTER ANTRIEBSKÜHLUNG

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Fluidpumpe mit einem elektrischen Antriebsaggregat (2) und einem Fluid-Pumpenmodul (3), wobei das elektrische Antriebsaggregat (2) zum Antrieb des Fluid-Pumpenmoduls (3) mit dem Fluid-Pumpenmodul (3) gekoppelt ist, wobei ein Innenraum (8) des Antriebsaggregats (2) fluidisch mit einem Pumpenraum (4) des Fluid-Pumpenmoduls (3) in Verbindung steht, sodass im Betrieb der Fluidpumpe (1) zu pumpendes Fluid (16) als Kühlmedium (10) für das Antriebsaggregat (2) wirkend entlang wenigstens eines Strömungspfades (SP) den Innenraum (8) des Antriebsaggregats (2) durchströmt, wobei ein in einer Axialrichtung (A) gesehen von dem Pumpenmodul (3) abgewandtes Ende (13) eines Rotors (6) eines im elektrischen Antriebsaggregat (2) angeordneten Elektromotors (7) mit Schaufeln (14), welche eine endseitige Beschaufelung (15) des Rotors (6) bilden, versehen ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Fluidpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Eine gattungsgemäße Fluidpumpe ist aus der DE 10 2018 104 770 A1 bekannt.

[0003] Eine solche Fluidpumpe hat sich bewährt, jedoch besteht weiterhin das Bedürfnis, eine Wärmeabfuhr von Elektronikkomponenten einer Pumpensteuerung zu verbessern, wobei möglichst kein oder nur ein sehr geringer Wirkungsgradverlust eintreten soll.

[0004] Diese Aufgaben werden mit einer Fluidpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0005] Eine erfindungsgemäße Fluidpumpe hat ein elektrisches Antriebsaggregat und wenigstens ein Fluid-Pumpenmodul , wobei das elektrische Antriebsaggregat zum Antrieb des Fluid-Pumpenmoduls mit dem Fluid-Pumpenmodul gekoppelt ist, wobei ein Innenraum des Antriebsaggregats fluidisch mit einem Pumpenraum des Fluid-Pumpenmoduls in Verbindung steht, sodass im Betrieb der Fluidpumpe zu pumpendes Fluid als Kühlmedium für das Antriebsaggregat wirkend entlang wenigstens eines Strömungspfades SP den Innenraum des Antriebsaggregats durchströmt,
wobei ein in einer Axialrichtung A gesehen von dem Pumpenmodul abgewandtes Ende eines Rotors eines im elektrischen Antriebsaggregat angeordneten Elektromotors mit Schaufeln, welche eine endseitige Beschaufelung des Rotors bilden, versehen ist.

[0006] Mit einer solchen Fluidpumpe gelingt es, in einem Bereich zwischen dem abgewandten Ende des Rotors und einem axial dahinter angeordneten Elektronikmodul eine relativ starke Ringströmung des Fluids, welches sich im Innenraum des Antriebsaggregats befindet, zu erzeugen, wodurch eine direkte Umspülung von Komponenten, die auf dem Elektronikmodul angeordnet sind, erfolgt und somit eine verbesserte Wärmeabfuhr, die in den Komponenten des Elektronikmoduls erzeugt wird, stattfindet. Die Beschaufelung des Rotors sorgt für eine freiströmende Ringströmung, sodass die Komponenten des Elektronikmoduls aktiv umspült werden. Die Beschaufelung sorgt somit für eine lokale Strömungsgeschwindigkeitserhöhung, ist aber nicht dafür verantwortlich, dass das Fluid, welches sich im Innenraum des Antriebsaggregats befindet-wie weiter unten beschrieben-von einem Fluidzulauf zu einem Fluidrücklauf transportiert wird. Ein solcher genereller Transport des Fluides durch den Innenraum des Antriebsaggregats wird durch einen Druckunterschied zwischen einem Zulauf und einem Ablauf aus dem Innenraum, also durch ein außenanliegendes Druckgefälle gewährleistet.

[0007] Vorteilhaft kann sein, dass axial gegenüberliegend zum Ende des Rotors im Innenraum des Antriebsaggregats ein Elektronikmodul angeordnet ist, wobei insbesondere Bestückungskomponenten des Elektronikmoduls auf das Ende des Rotors hinweisen.

[0008] Mit einer solchen Anordnung gelingt es, die vom Rotor zusammen mit der Beschaufelung erzeugte Ringströmung des Fluids im Innenraum des Antriebsaggregats möglichst direkt an den wärmeerzeugenden bzw. wärmeabgebenden Komponenten des Elektronikmodul vorbei zu leiten und somit einen hohen Wärmeübergang zu gewährleisten.

[0009] Weiterhin ist es zweckmäßig, dass zur fluidischen Verbindung des Innenraums des Antriebsaggregats mit dem Pumpenraum des Fluid-Pumpenmoduls Überströmöffnungen vorhanden sind, die einendig in einen Überdruckbereich des Pumpenraumes des Fluid-Pumpenmoduls münden und anderendig in den Innenraum des Antriebsaggregats münden.

[0010] Mit dieser Maßnahme kann zweckmäßigerweise ein Druckgefälle innerhalb des Pumpenraumes genutzt werden, um eine Durchströmung des Innenraums des Antriebsaggregats ohne zusätzliche Pumpeinrichtungen oder Fördereinrichtungen für das zu pumpende Fluid innerhalb des Antriebsaggregats zu gewährleisten.

[0011] Zur Ausgestaltung der Überströmöffnungen kann es zweckmäßig sein, dass die Überströmöffnungen parallel zur Axialrichtung (A) oder windschief zur Axialrichtung (A) ausgerichtet sind, wobei im Falle einer windschiefen Ausrichtung wenigstens ein pumpenraumseitiges Ende der Überströmöffnungen zu einer lokal im Einmündungsbereich ankommenden Fluidströmung hinweisend angeordnet ist.

[0012] Im Falle einer parallelen Ausrichtung zur Axialrichtung A ist von Vorteil, dass die Herstellung solcher Überströmöffnungen besonders einfach ist, beispielsweise durch Bohren parallel zur Axialrichtung A. Im Falle einer windschiefen Anordnung der Überströmöffnungen ist zwar ein etwas höherer Herstellungsaufwand für die Überströmöffnungen erforderlich, jedoch kann das Einströmen des Fluids in den Innenraum des Antriebsaggregats erleichtert werden, da eine geringere winklige Ablenkung des Fluids aus dem Pumpenraum zum Hindurchgelangen durch die Überströmöffnungen notwendig ist.

[0013] Zur Zurückführung von angewandtem Fluid aus dem Innenraum des Antriebsaggregats kann es zweckmäßig sein, dass zur fluidischen Verbindung des Innenraums des Antriebsaggregats mit dem Pumpenraum des Fluid-Pumpenmoduls Rückströmöffnungen vorhanden sind, welche pumpenraumseitig in einen Bereich münden, der gegenüber dem Überdruckbereich des Pumpenraums einen niedrigeren Druck aufweist.

[0014] Diese Maßnahme stellt eine betriebssichere Durchströmung des Antriebsaggregats sicher.

[0015] Eine besonders einfache Bereitstellung von Rückströmöffnungen kann dadurch erreicht werden, dass die Rückströmöffnungen durch ein durchströmtes Kombinationslager, welches zum Beispiel als Wälzlager ausgebildet ist, gebildet werden.

[0016] Eine mögliche Anordnungsvariante der Schaufeln am Ende des Rotors kann so ausgebildet sein, dass die Schaufeln der endseitigen Beschaufelung des Rotors radial zu einer Rotationsachse RA des Rotors, welche sich entlang der Axialrichtung A erstreckt, angeordnet sind.

[0017] Eine alternative Anordnungsvariante der Schaufeln am Ende des Rotors besteht darin, dass die Schaufeln 14 der endseitigen Beschaufelung des Rotors winklig zu der Radialrichtung RA angeordnet sind.

[0018] Zur Ausbildung eines Rückströmpfades und somit zur gezielten Hinführung von zurückzuführendem Fluid auf die Rückströmöffnungen zu ist es zweckmäßig, dass der Rotor 6 des Elektromotors Rückströmkanäle besitzt, welche einendig an dem vom Pumpenmodul abgewandten Ende des Rotors in einen Bereich zwischen dem vom Pumpenmodul abgewandten Ende des Rotors und dem Elektronikmodul münden und anderendig fluidisch mit den Rückstromöffnungen kommunizieren.

[0019] Hierdurch kann erreicht werden, dass in einem Längsschnitt durch eine Fluidpumpe gesehen eine Umwälzströmung erzeugt wird, wobei frisches, kühles Fluid aus dem Pumpenraum radial etwas weiter draußen von der Eintrittsstelle in den Innenraum des Antriebsaggregats bis in einen Bereich vor das Elektronikmodul strömen kann, wohingegen die Rückströmung radial weiter innen durch radial weiter innen liegende Rücklauföffnungen im Rotor geführt wird, welche in etwa mit den Stromöffnungen zum Beispiel ausgebildet durch die durchströmbaren Kompaktlager, fluchten.

[0020] Als radial etwas weiter außen liegender Zuströmpfad kann es rechtmäßig sein, dass ein Spalt zwischen dem Rotor und einem den Rotor umgebenden Stator einen Zulaufkanal bildet. Jedoch kann auch in hohem Maße Wärme, welche im Bereich des Ringspalts zwischen dem Rotor und dem Stator entsteht, durch das Fluid aufgenommen werden.

[0021] Zur Ausbildung radial sehr weit außen liegender Zuströmpfade kann es zweckmäßig sein, dass eine Außenumfangsfläche des Stators zusammen mit einer Innenfläche eines Antriebsgehäuses wenigstens einen weiteren Zulaufkanal bildet, wobei der wenigstens eine weitere Zulaufkanal parallel zur Axialrichtung A oder windschief zur Axialrichtung A oder schraubenförmig entlang der Außenumfangsfläche des Stators verläuft.

[0022] Zum Zwecke einer möglichst ungehinderten Zuführung von kühlem Fluid aus dem Pumpenraum möglichst direkt zum Elektronikmodul kann es außerdem zweckmäßig sein, dass die Fluidpumpe einen zweiten Strömungskanal umfasst, welcher getrennt vom Innenraum des Antriebsaggregats geführt ist und einendig in einen Hochdruckbereich, bevorzugt hinter einem Pumpenlaufrad des Pumpenmoduls , des Innenraums des Pumpenmoduls mündet und anderendig in einen Umgebungsbereich um ein hochwärmebelastetes Bauteil , zum Beispiel einer ECU mündet, sodass diese direkt anströmbar ist.

[0023] Fluidpumpe nach einer der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln der Beschaufelung durch Stege, insbesondere durch in Axialrichtung A hervorstehende Stege, oder durch in einer Umfangsrichtung U gesehenes Rampenmuster gebildet sind.

[0024] Zur Verbesserung der Anströmung einzelner Komponenten des Elektronikmoduls und somit zur Verbesserung des Wärmeabtransports dieser Komponenten kann es zweckmäßig sein, dass eine Bestückung des Elektronikmoduls mit Komponenten des Elektronikmoduls an eine durch die Beschaufelung des Rotors entstehende Ringströmung angepasst ist.

[0025] Zur Optimierung der Wärmeabfuhr ist es vorteilhaft, dass der gesamte Innenraum des Antriebsaggregats mit Fluid gefüllt ist, sodass sowohl der Stator und der Rotor des Elektromotors wie auch das Elektronikmodul bis auf deren Anlageflächen an benachbarten Bauteilen vollständig benetzt sind.

[0026] Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielhaft erläutert. Es zeigen:

Figur 1:

einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Fluidpumpe in der Ausbildung als Kreiselpumpe;

Figur 2 A:

eine perspektivische Ansicht auf ein vom Pumpenmodul abgewandtes Ende eines Rotors einer erfindungsgemäßen Fluidpumpe aufweisend eine endseitige Radialbeschaufelung in einer ersten Ausführungsform;

Figur 2 B:

eine perspektivische Ansicht auf ein vom Pumpenmodul abgewandtes Ende eines Rotors einer erfindungsgemäßen Fluidpumpe aufweisend eine endseitige Radialbeschaufelung in einer zweiten Ausführungsform;

Figur 3:

eine schematische, perspektivische Ansicht auf einen Rotor gegenüberliegend angeordnet zu einem Elektronikmodul und schematische Darstellung einer von der Beschaufelung des Rotors erzeugten Ringströmung (verdeutlicht anhand von Strömungslinien)

[0027] Eine erfindungsgemäße Fluidpumpe 1 (Figur 1) besitzt ein elektrisches Antriebsaggregat 2 und ein Fluidpumpenmodul 3, in dem in einem Pumpenraum 4 ein Pumpenrad 5 angeordnet ist. Das Pumpenrad 5 steht mit einem Rotor 6 eines Elektromotors 7 drehfest in Verbindung. Der Elektromotors 7 ist in einem Innenraum 8 eines Antriebsgehäuses 9 des Antriebsaggregat 2 angeordnet.

[0028] Der Rotor 6 bildet zusammen mit einem diesen umgebenden Stator 10 den Elektromotor 7, welcher elektrische Anschlusseinrichtungen 11A besitzt, die mit korrespondierenden elektrischen Gegen-Anschlusseinrichtungen 11 B verbunden sind. Die korrespondierenden elektrischen Gegen-Anschlusseinrichtungen 11 B sitzen auf einem Elektronikmodul 12, welches in der Axialrichtung A gesehen unmittelbar, d. h. ohne Zwischenschaltung von Trennwandungen, benachbart zu einem vom Pumpenrad 4 abgewandten Ende 13 des Rotors 6 im Innenraum 8 des Antriebsaggregat 2 angeordnet ist. Das Elektronikmodul 12 besitzt im Wesentlichen eine Trägerplatine 12 A deren flächige Ausdehnung sich im Wesentlichen senkrecht zur Axialrichtung A erstreckt. Auf einer dem Rotor 6 zugewandten Seite 12 B der Trägerplatine 12 A sind Bestückungskomponenten 12 C , zum Beispiel aktive und/oder passive Elektronik-Bauelemente, angeordnet. Die Bestückungskomponenten ragen dabei von der Seite 12 B ein Stück in Richtung auf das abgewandte Ende 13 des Rotors 6 zu.

[0029] Der Rotor 6 weist an seinem vom Pumpenrad 4 abgewandten Ende 13 in Axialrichtung A vom abgewandten Ende 13 in Richtung auf das Elektronikmodul 12 zu weisende Schaufeln 14, insbesondere eine Vielzahl von Schaufeln 14, die in einer Umfangsrichtung U von einer Stirnseite am abgewandten Ende 13 des Rotors 6 vorstehen, auf.

[0030] Die Mehrzahl von Schaufeln 14 bilden somit eine stirnseitige Beschaufelung 15 des Rotors 6. Die Schaufeln 14 sind starr mit dem Rotor 6 verbunden und rotieren somit im Betrieb der Fluidpumpe 1 mit dem Rotor 6 mit.

[0031] Wenigstens ein Teil, bevorzugt der gesamte Innenraum 8 des Antriebsaggregat 2 ist mit einer Teilmenge eines von der Fluidpumpe 1 zu pumpenden Fluids 16 gefüllt und wirkt innerhalb des Antriebsaggregat 2 als Kühlmedium 17 für Komponenten, die im Innenraum 8 des Antriebsaggregats 2 angeordnet sind. Axial einseitig ist das Antriebsaggregat 2 bzw. dessen Antriebsgehäuse 9 mit einem Verschlussdeckel 20 verschlossen, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Verschlussdeckel 20 auf seiner dem Innenraum 8 zugewandten Seite das Elektronikmodul 12 mechanisch trägt. Der Verschlussdeckel 20 weist außerdem eine mechanische Aufnahme 21 für ein Steckermodul 22 auf. Das Steckermodul 22 umhaust Anschlusspins 23, welche einendig mit der Trägerplatine 12A des Elektronikmoduls 12 elektrisch verbunden sind und anderendig für eine Kontaktierung mit einem Gegensteckermodul (nicht gezeigt) eingerichtet und ausgebildet sind.

[0032] Im Folgenden wird das Kühlsystem zur verbesserten Kühlung der Fluidpumpe 1 näher erläutert. Hierbei zeigen in der Figur 1 erste Pfeile 24 mit einer einzigen Spitze einen Strömungspfad SP für das Fluid 16 zur Erläuterung der generellen Durchströmung des Antriebsaggregat 2 an. Des Weiteren sind in der Figur 1 dünnere zweite Pfeile 25 mit einer Doppelspitze eingetragen, welche einen Wärmeabtransport bzw. einen Wärmefluss darstellen sollen.

[0033] Des Weiteren sei erläutert, dass in einem Bereich zwischen dem Pumpenrad 4 und dem Antriebsgehäuse 9 bzw. dessen Stirnwand 9 A ein räumlicher Teilbereich des Pumpenraums 5 existiert, in dem im Betrieb der Fluidpumpen 1 in einer Radialrichtung R radial weiter innen liegend ein Bereich mit einem relativ niedrigen Fluiddruck vorliegt und radial weiter außen liegend ein Bereich mit relativ höherem Fluiddruck (Überdruckbereich 60) vorliegt. In anderen Worten bedeutet dies, dass in dem Zwischenraum zwischen dem Pumpenrad 5 und der Stirnwand 9 der Druck im dort vorliegenden Fluid 16 radial nach außen zunimmt.

[0034] In einem radial äußeren Bereich befinden sich daher Überströmöffnungen 30, welche die Stirnwand 9A durchdringen und somit den Pumpenraum 4 mit dem Innenraum 8 des Antriebsaggregats 2 fluidisch verbinden. Radial relativ zu den Überströmöffnungen 30 weiter innen liegend ist eine Lagerung, insbesondere ein Kombinationslager 31 vorhanden, welches den Rotor 6 des Elektromotors 7 radial und axial führt. Die Lagerung, insbesondere das Kombinationslager 31 ist dabei in der Axialrichtung A fluiddurchlässig ausgebildet, sodass beispielsweise zwischen Wälzkörpern des Kombinationslagers Rückstromöffnungen 32 gebildet sind, durch die Fluid 16 aus dem Innenraum 8 des Antriebsaggregats 2 in einen Bereich mit niedrigerem Fluiddruck, also radial gegenüber den Überströmöffnungen 30 weiter innen liegend zurück in den Pumpenraum 4, insbesondere in den Bereich zwischen dem Pumpenrad 4 und der Stirnwand 9A gelangen kann. In üblicher Art und Weise ist zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 10 des Elektromotors 7 ein Spalt 33 vorhanden, durch den Fluid, welches über die Überströmöffnungen 30 in den Innenraum 8 des Antriebsaggregats 2 gelangt, axial in Richtung auf den Verschlussdeckel 20 in den Zwischenbereich zwischen dem abgewandten Ende 13 des Rotors 6 und dem Elektronikmodul 12 strömen kann. Für eine Rückführung des Fluids aus diesem Bereich besitzt der Rotor 6 in Axialrichtung A verlaufende Rückströmungskanäle 35, welche mit dem Rotor 6 im Betrieb der Fluidpumpe 1 in Umfangsrichtung U rotieren. In Axialrichtung A gesehen münden die Rückströmungskanäle 35 näherungsweise in die Rückstromöffnungen 32 des Kombinationslagers 31, sodass das Fluid 16 aus den Rückströmungskanälen 35 des Rotors 6 leicht in die Rückstromöffnungen 32 und somit leicht zurück in den Pumpenraum 4 strömen kann.

[0035] Optional können zwischen einer Außenseite des Stators 10 und dem Antriebsgehäuse 9 weitere in Axialrichtung A verlaufende Kanäle vorhanden sein, sodass radial ganz außen Fluid von den Überströmöffnungen 30 in den Bereich zwischen dem Rotor 6 und dem Elektronikmodul 12 strömen kann. Im Ergebnis wird somit von den Überströmöffnungen 30 über den Spalt 23 bzw. über weite Bereiche, radial außen liegender Kanäle, die zwischen dem Stator 10 und dem Gehäuse 9 gebildet werden, ein Teilpfad des Strömungspfades SP gebildet, in dem das Fluid 16 in den Bereich zwischen dem Rotor 6 und dem Elektronikmodul 12 strömt. Eine Rückströmung erfolgt aus dem Bereich zwischen dem Rotor 6 und dem Elektronikmodul 12 über die Rückströmungskanäle 35 und die Rückstromöffnungen 32 zurück in den Pumpenraum 4.

[0036] Somit wird also im Längsschnitt gemäß Figur 1 eine Umwälzströmung erzeugt die radial außen vom Pumpenraum 4 zum Zwischenraum zwischen dem Rotor 7 und dem Elektronikmodul 12 strömt und radial innen vom Zwischenraum zwischen dem Rotor 6 und dem Elektronikmodul 12 zurück in den Pumpenraum 4 strömt.

[0037] In dem Zwischenraum zwischen dem Rotor 6 und dem Elektronikmodul wird der vorgeschriebenen Umwälzströmung im Betrieb der Fluidpumpe 1 durch die Rotationsbewegung des Rotors 6 in Umfangsrichtung U eine Ringströmung überlagert, die dem Fluid 16, welches sich im Zwischenraum zwischen dem Rotor 6 und dem Elektronikmodul 12 befindet, aufgezwungen wird. Eine solche Ringströmung ist beispielsweise in Figur 3 mittels dünner Strömungslinien 40 angedeutet. Das in der Ansicht gemäß Figur 3 unten dargestellte Elektronikmodul 12 trägt dabei die Bestückungskomponenten 12C auf der Seite 12B, die dem Rotor 6 zugewandt ist. Der Rotor 6 besitzt stirnseitig, also auf derjenigen Stirnseite, die dem Elektronikmodul 12 zugewandt ist, die Schaufeln 14 (nicht gezeigt in Figur 3, vergleiche Figur 2 A, 2 B und Figur 1) welche die Ringströmung/Strömungslinien 40 der Umwälzströmung überlagern und/oder lokal im Bereich zwischen dem Elektronikmodul 12 und dem abgewandten Ende 13 des Rotors 6 aufprägen.

[0038] Durch die Ringströmung/Strömungslinien 40 wird somit lokal eine beschleunigte Fluidströmung erzeugt, welche die Bestückungskomponenten 12C welche von der Stirnseite 12B der Trägerplatine 12A in Richtung zum Rotor 6 vorstehen besonders intensiv umspült und somit einen guten Wärmeübergang zwischen den Bestückungskomponenten 12C und dem Fluid 16, welches in diesem Bereich als Kühlmedium 17 wirkt, gewährleistet.

[0039] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Bestückungskomponenten 12C an die Ringströmung 40 bzw an die Strömungslinien 41 der Ringströmung 40 angepasst auf der Trägerplatine 12A angeordnet, sodass sich beispielsweise bevorzugt Strömungsgassen zwischen den Bestückungskomponenten 12C bilden und so eine besonders intensive Umströmung der Bestückungskomponenten 12C gewährleistet ist. Sofern die Bestückungskomponenten 12C beispielsweise mit passiven Kühlkörpern (nicht gezeigt) ausgestattet sind, empfiehlt es sich, gegebenenfalls Rippenstrukturen von Kühlkörpern strömungsoptimiert zu den Strömungslinien 40 bzw. zu der Ringströmung 40 auszurichten.

[0040] Die Figuren 2 A und 2 B zeigen zwei unterschiedliche Ausführungsformen von Rotoren 6 des Elektromotors 7, welche beide die Beschaufelung 15 mit Schaufeln 14 in Form von Radialstegen aufweisen. Der Rotor 6 in der Ausführungsform gemäß Figur 2 A ist dabei außenseitig in Umfangsrichtung U nicht zylindrisch ausgebildet, sondern weist lokale Vertiefungen 50 zwischen Blech-Paketen auf. Derartige Vertiefungen 50 können beispielsweise lokal vergrößerte Spaltquerschnitte des Spaltes 33 bewirken, sind allerdings eher von Nachteil, da der Strömungswiderstand des Rotors 6 in Umfangsrichtung U eingebettet in Fluid 16 gegenüber einer Ausführungsform gemäß Figur 2 B leicht erhöht ist. Die Ausführungsform gemäß Figur 2 B zeigt einen Rotor 6 mit einer zylindrischen, in Umfangsrichtung ohne lokale Vertiefungen verlaufenden Außenfläche, welche von Fluid, welches sich im Spalt 33 befindet, benetzt ist. Eine solche Ausführungsform des Rotors ist in Umfangsrichtung U gesehen strömungsgünstiger ausgebildet als die Ausführungsform gemäß Figur 2 A. Die Beschaufelung 15 des abgewandten Endes 13 der Rotoren 6 gemäß den Ausführungsformen gemäß Figur 2 A, 2 B, kann alternativ oder ergänzend auch durch Radialstege gebildet werden, die sich zur Radialrichtung R abgewinkelt erstrecken.

[0041] Weiterhin besteht die Möglichkeit, in abgeänderter Ausführungsform die Beschaufelung 15 durch ein in Umfangsrichtung U verlaufendes stirnseitiges Rampenmuster (nicht gezeigt), beispielsweise mit keilförmigen Rampen (nicht gezeigt), die am abgewandten Ende 13 stirnseitig angeordnet sind, auszubilden.

Bezugszeichenliste

[0042] 

1

Fluidpumpe

2

elektrisches Antriebsaggregat

3

Fluidpumpenmodul

4

Pumpenraum

5

Pumpenrad

6

Rotor

7

Elektromotor

8

Innenraum des Antriebsaggregats

9

Antriebsgehäuse

9A

Stirnwand

10

Stator

11A

elektrische Anschlusseinrichtungen

11B

korrespondierende elektrische Gegen-Anschlusseinrichtungen

12

Elektronikmodul

12A

Trägerplatine

12B

dem Rotor 6 zugewandte Seite der Trägerplatine 12 A

12C

Bestückungskomponenten

13

abgewandtes Ende

14

Schaufeln

15

Beschaufelung

16

zu pumpendes Fluid

17

Kühlmedium

20

Verschlussdeckel

21

mechanische Aufnahme

22

Anschlussmodul

23

Anschlusspins

24

erste Pfeile mit einfacher Spitze

25

zweite Pfeile mit doppelter Spitze

30

Überströmöffnungen

31

Kombinationslager

32

Rückströmöffnungen

33

Spalt

35

Rückströmungskanäle

40

Ringströmung

41

Strömungslinien

50

lokale Vertiefungen

SP

Strömungspfad

A

Axialrichtung

RA

Rotationsachse

R

Radialrichtung

U

Umfangsrichtung

UB

Überdruckbereich

Ansprüche

1. Fluidpumpe mit einem elektrischen Antriebsaggregat (2) und einem Fluid-Pumpenmodul (3), wobei das elektrische Antriebsaggregat (2) zum Antrieb des Fluid-Pumpenmoduls (3) mit dem Fluid-Pumpenmodul (3) gekoppelt ist, wobei ein Innenraum (8) des Antriebsaggregats (2) fluidisch mit einem Pumpenraum (4) des Fluid-Pumpenmoduls (3) in Verbindung steht, sodass im Betrieb der Fluidpumpe (1) zu pumpendes Fluid (16) als Kühlmedium (10) für das Antriebsaggregat (2) wirkend entlang wenigstens eines Strömungspfades (SP) den Innenraum (8) des Antriebsaggregats (2) durchströmt,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein in einer Axialrichtung (A) gesehen von dem Pumpenmodul (3) abgewandtes Ende (13) eines Rotors (6) eines im elektrischen Antriebsaggregat (2) angeordneten Elektromotors (7) mit Schaufeln (14), welche eine endseitige Beschaufelung (15) des Rotors (6) bilden, versehen ist.

2. Fluidpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass axial gegenüberliegend zum Ende (13) des Rotors (6) im Innenraum (8) des Antriebsaggregats (2) ein Elektronikmodul (12) angeordnet ist, wobei insbesondere Bestückungskomponenten (12C) des Elektronikmoduls (12) auf das Ende (13) des Rotors (6) hin weisen.

3. Fluidpumpe nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass zur fluidischen Verbindung des Innenraums (8) des Antriebsaggregats (2) mit dem Pumpenraum (4) des Fluid-Pumpenmoduls (3) Überströmöffnungen (30) vorhanden sind, die einendig in einen Überdruckbereich (UB) des Pumpenraumes (4) des Fluid-Pumpenmoduls (2) münden und anderendig in den Innenraum (8) des Antriebsaggregats (2) münden.

4. Fluidpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmöffnungen (30) parallel zur Axialrichtung (A) oder windschief zur Axialrichtung (A) ausgerichtet sind, wobei im Falle einer windschiefen Ausrichtung wenigstens ein pumpenraumseitiges Ende der Überströmöffnungen (30) zu einer lokal im Einmündungsbereich ankommenden Fluidströmung hin weisend angeordnet ist.

5. Fluidpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur fluidischen Verbindung des Innenraums (8) des Antriebsaggregats (2) mit dem Pumpenraum (4) des Fluid-Pumpenmoduls (2) Rückströmöffnungen (32) vorhanden sind, welche pumpenraumseitig in einen Bereich münden, der gegenüber dem Überdruckbereich (UB) des Pumpenraums (4) einen niedrigeren Druck aufweist.

6. Fluidpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückströmöffnungen (32) durch ein durchströmtes Kombinationslager (31), welches als Wälzlager ausgebildet ist, gebildet werden.

7. Fluidpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (14) der endseitigen Beschaufelung (15) des Rotors (6) radial zu einer Rotationsachse (RA) des Rotors (6), welche sich entlang der Axialrichtung (A) erstreckt, angeordnet sind.

8. Fluidpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (14) der endseitigen Beschaufelung (15) des Rotors (6) winklig zu einer Radialrichtung (R) angeordnet sind.

9. Fluidpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (6) des Elektromotors (7) Rückströmkanäle (35) besitzt, welche einendig an dem vom Pumpenmodul (2) abgewandten Ende (13) des Rotors (6) in einen Bereich zwischen dem vom Pumpenmodul (2) abgewandten Ende (13) des Rotors (6) und dem Elektronikmodul (12) münden und anderendig fluidisch mit den Rückstromöffnungen (32) kommunizieren.

10. Fluidpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spalt (33) zwischen dem Rotor (6) und einem den Rotor (6) umgebenden Stator (10) einen ersten Zulaufkanal des Strömungspfades (SP) bildet.

11. Fluidpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenumfangsfläche des Stators (10) zusammen mit einer Innenfläche eines Antriebsgehäuses (9) wenigstens einen weiteren Zulaufkanal des Strömungspfades (SP) bildet, wobei der wenigstens eine weitere Zulaufkanal parallel zur Axialrichtung (A) oder windschief zur Axialrichtung (A) oder schraubenförmig entlang der Außenumfangsfläche des Stators (10) verläuft.

12. Fluidpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidpumpe (1) einen zweiten Strömungskanal umfasst, welcher getrennt vom Innenraum (8) des Antriebsaggregats (2) geführt ist und einendig in einen Überdruckbereich (UB), des Pumpenraums (4), bevorzugt hinter einem Pumpenlaufrad (5) des Pumpenmoduls (2), mündet und anderendig in einen Umgebungsbereich um ein wärmebelastetes Bauteil, zum Beispiel eines Elektronikmoduls (12) mündet, sodass das Elektronikmodul (12) und/oder Bestückungskomponenten (12C) des Elektronikmoduls (12) direkt anströmbar sind.

13. Fluidpumpe nach einer der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (14) der Beschaufelung (15) durch Stege oder durchentlang einer Umfangsrichtung (U) verlaufendes Rampenmuster gebildet sind.

14. Fluidpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bestückung des Elektronikmoduls (12) mit Bestückungskomponenten (12C) des Elektronikmoduls (12) an eine durch die Beschaufelung (15) des Rotors (6) überlagerte oder ausgeprägte Ringströmung (40) angepasst ist.

15. Fluidpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Innenraum (8) des Antriebsaggregats (2) mit Fluid (16) gefüllt ist, sodass sowohl der Stator (6) und der Rotor (10) des Elektromotors (7) wie auch das Elektronikmodul (12) bis auf deren Anlageflächen an benachbarten Bauteilen vollständig fluidbenetzt sind.

Zeichnung