WO2016193262A1 - Elektrisch angetriebene flüssigkeits-filterpumpe und elektrisch angetriebene flüssigkeits-verdrängerpumpe zur verwendung in der flüssigkeits-filterpumpe - Google Patents

Elektrisch angetriebene flüssigkeits-filterpumpe und elektrisch angetriebene flüssigkeits-verdrängerpumpe zur verwendung in der flüssigkeits-filterpumpe Download PDF

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Franz Pawellek
Conrad Nickel
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Definitions

  • the present invention relates to an electrically driven liquid filter pump for conveying a liquid medium in a delivery circuit such as a lubricating oil circuit of an internal combustion engine, or in a conveying path such as a fuel line, and an electrically driven liquid positive displacement pump for use in the liquid filter pump.
  • the modules are a Pump and a filter system mostly installed separately according to aspects of operation.
  • the filter system is placed in an easily accessible position for easy maintenance.
  • Mechanical pumps are placed at positions where there is a favorable coupling to an output of rotating machine elements.
  • Electric pumps such as oil pumps offer here due to their own drive unit greater freedom of design for arranging the same in the construction of an internal combustion engine or in any other system to be integrated, and thus can be integrated in space cramped conditions regardless of mechanical drive sources at a position optimized in terms of space in the circuit become.
  • a further constructive measure for optimizing the construction space was created by the realization of highly integrated electric pumps, in which a spatial separation of the pump mechanism and the electric drive is canceled by the design of shared components with a dual function.
  • FIG. 1 An example of such a small scale, highly integrated electric pump is a vane oil pump described in US 2012/0051955 A1.
  • the pump assembly and the electric drive share a common rotor.
  • the rotor has, on the one hand, radially movable vanes for forming vanes, and on the other hand, permanent magnets for the electric drive.
  • the stator is received radially outside the rotor in a cylindrical housing.
  • the housing has small dimensions, which only have to satisfy an enclosure of the stator.
  • turbomachine which is suitable as a liquid pump, vacuum pump or compressor or blower is described in the prior art with reference to DE 10 2012 023 000 AI.
  • the turbomachine has a housing, a stator, a rotor cam ring, a fixed axis and a rotary valve in a groove in the fixed axis. Between the rotor cam ring, the fixed axis and the rotary valve, a fluid chamber is formed, which is larger or smaller in a rotational movement of the rotor cam ring.
  • the rotor cam ring has cam curves on the inside and magnets on the outside.
  • Internal combustion engine as an example, including a sufficient heat dissipation of the electric drive, if necessary passages and seals a cable route for electrical power supply, as well as a reasonable in the context of maintenance work accessible accessibility of the installation area. Furthermore, interfaces and seals between the circuit and the pump must be provided on the part of the relevant housing, which are designed for low flow resistance and to be customized to the type of pump used.
  • An object of the present invention is therefore to provide an electrically driven fluid pump with a compact design that allows further simplification of the design part of a filtered delivery circuit and further savings in space requirements.
  • the electrically driven liquid displacement pump and the electrically driven liquid displacement pump for conveying a liquid medium in a delivery circuit or a conveyor line comprise: a pump housing with a hollow cylindrical pump chamber and at least one inlet and at least one outlet, each at an end face of the hollow cylindrical pump chamber are trained; a cylindrical journal extending concentrically with the central axis of the hollow cylindrical pump chamber over the axial length thereof, and having at least one guide slot extending along at least a portion of the diameter of the journal in which at least one stopper is slidably received in the longitudinal direction thereof; a rotor disposed concentric with the central axis of the hollow cylindrical pump chamber and extending along the axial length thereof with an inboard cam profile, the cam profile having radially inwardly directed arcuate segments through which the rotor is rotatably mounted thereabout on a peripheral surface of the cylindrical journal is, and radially outwardly directed cam curves, which rise from the peripheral surface and cam chambers between the end faces of the hollow cylindrical Form pump chamber; a stator
  • the electrically driven liquid displacement pump for use in the liquid displacement pump according to the invention is characterized in particular in that the at least one inlet and the at least one outlet at opposite end faces of the hollow cylindrical pump chamber emerge from the pump housing; and a channel extends through the pump housing and the journal through which a portion of the delivery circuit or conveyor line is drivable.
  • the electrically driven liquid filter pump with liquid filter is also characterized in particular by the fact that the channel, on one side of the pump housing, one end of a filter circuit which passes through the liquid filter, and, on the opposite side of the pump housing, one end of the delivery circuit or the conveyor line connects with each other; wherein the other end of the filter circuit and the other end of the delivery circuit or the conveying path are each connected to one of the at least one inlet and the at least one outlet.
  • the electrically driven liquid filter pump and the electrically driven liquid positive displacement pump for use in the liquid filter pump according to the invention, since the electrically driven liquid filter pump without a liquid filter, in particular a commercial filter cartridge or a filter element, as a separately tradeable product is worthy of protection.
  • the invention provides for the first time to arrange an electrically driven pump with a compact design at the interface of a spatial separation between a filter circuit which passes through a liquid filter, and a delivery circuit or a conveyor line. This arrangement takes place on the one hand by the combination of the filter circuit and the pump in an assembly, and on the other hand by the provision of a channel, which serves to connect a delivery circuit or a conveyor line to the filter circuit, which respectively run on separate sides of the pump.
  • the electrically driven liquid filter pump according to the invention and the electrically driven liquid displacement pump achieve several advantages as explained below.
  • Filter pump is therefore now sufficient to provide a common connection and space for the filter and the pump.
  • the invention is further based on the finding that a blocking-vane pump hitherto unknown in the present technical field with a cam rotor arranged coaxially in the pump chamber is particularly suitable for the set task.
  • the conversions according to the invention further realize an electrically driven liquid filter pump with extraordinary dimensional ratios.
  • the invention radially separate guidance of the respective inlet and return between the circuits within the pump, in particular by a central portion in which a shaft is arranged in conventional pump types, at the same time a guidance of the circuits within the diameter of the pump housing is achieved.
  • the compact design creates an electrically driven liquid filter pump whose diameter does not exceed that of a cylindrical, radially flowed through liquid filter such as an oil filter. Due to the small axial space requirement, which is also achieved, the electrically driven liquid filter pump can be advantageously mounted in the manner of a disc-shaped adapter element easily between a liquid filter and a corresponding housing-side flange. Compared to an oil filter for an internal combustion engine as
  • the filter pump according to the invention essentially requires no expansion of a contzustel loin space. Accordingly, the electrically driven liquid filter pump can be installed in the same space, which is provided for a commercial oil filter type, and which is designed in the design of a surrounding system generally with good accessibility for installation and maintenance.
  • the filter pump according to the invention not only allows a saving of a separate space in the construction of a machine assembly, it could also be retrofitted to existing systems such as vehicles, construction machinery, agricultural machinery, other machinery such as compressors and industrial equipment.
  • the electrically driven liquid filter pump can be fitted, for example, to internal combustion engines of vehicles instead of an oil filter.
  • the liquid filter may have a radially outwardly inwardly flowed through filter medium having an annular cross section, a radially outer side and a raw inner clean side, which is fixed to the end face with the pump housing, wherein the at least one outlet the pump housing forms an inlet from a delivery circuit to the raw side of the filter medium, and the channel provides a return of the clean side of the filter medium to a delivery circuit.
  • the channel may have an extension that protrudes from the pump housing.
  • the extension can thus be used as a fixing element by the inner circumference of the clean side of a liquid filter is pushed onto the outer circumference of the extension.
  • the channel or extension may have a threaded portion.
  • designed as a filter cartridge liquid filter can be fixed via a screw connection between the channel of the pump and an opening of the clean side of the liquid filter to the pump.
  • Filter chamber may be formed in which a liquid filter is receivable, wherein the at least one outlet and the channel open into the filter chamber, and this through a filter cover is completed.
  • Filter cover have a threaded portion for mutual fixation. In this way, the flushed through with the liquid medium filter chamber is securely closed and an axial clamping of the filter element used is possible.
  • a pin is formed on the filter cover, which axially opposes the extension of the channel in the filter chamber. By the pin an interior of the clean side of the filter element is separated from the raw side, and the filter element is fixed against the pressures occurring in the filter chamber in the radial direction.
  • a disc-shaped spring plate with a compression spring which supports the spring plate against the pump housing, be arranged in the filter chamber.
  • the rotor can be made of a soft magnetic material in one piece, and have circumferential segments divided by radial gaps on their outer circumference than rotor poles, wherein the rotor and the stator form a reluctance motor.
  • the elimination of permanent magnets for the rotor material costs and manufacturing costs can be saved.
  • the liquid medium is in contact with the stator and the outer circumference of the rotor. The absence of permanent magnets creates the advantage, especially when used in lubricating oil circuits, that metallic particles, which originate from the abrasion of the machine parts during service wear, do not deposit on the rotor.
  • the bearing pin may be disc-shaped, wherein the axial length of the journal is half or less, preferably one third of the diameter of the journal.
  • the journal is a relevant component for the dimensioning of the dimension ratio sses the Sperrwügelpumpe. As mentioned above, special advantages of this structure are the low axial height. With a small axial length of the journal in relation to the diameter of a pump can be realized with a particularly flat, disc-shaped.
  • the cam chambers can through
  • Gasket seals are sealed, which are formed between the peripheral surface of the journal and the circular arc segments of the cam profile, and / or front side between the rotor and axially opposite surfaces of the pump chamber, and / or end surfaces of the blocking wing and the continuous contour of the cam profile.
  • a gap of a gap seal less than 50 ⁇ , preferably less than 40 ⁇ , more preferably less than 30 ⁇ , or at a delivery pressure up to or 10 bar preferably less than 20 ⁇ . Since the setting of a smaller gap size in particular affects the production costs and thus the production costs, the gap size can be selected depending on the field of application of the filter pump according to the invention. In the case of a lubricating oil pump with a delivery pressure of 2 to 5 bar provides a gap of up to 30 ⁇ sufficient gap sealing of the rotating cam chambers ready.
  • the bearing pin and the rotor may be formed of a hardened sintered part.
  • a hardened sintered part offers a particularly suitable starting body for producing a dimensionally stable and wear-resistant pump element, since this enables a dimensionally accurate production with a tolerance of up to ⁇ 2 ⁇ using grinding tools.
  • a soft magnetic metallurgical powder as the starting material of the sintered part, a cam rotor for a reluctance motor can be realized.
  • the electrically driven liquid positive displacement pump may be operated in a control system that further controls a drive device that controls a power supply to the individual stator coils in accordance with a ratio of a torque of the drive and a rotational angle of the rotor, and a pressure sensor which detects a pressure on the output side of the channel in the delivery circuit, and outputs to the drive device comprises; wherein the drive device regulates a torque curve over a rotor revolution as a function of an output pressure curve over a rotor revolution.
  • a pressure sensor in the delivery circuit a pulsation of the pump pressure can be detected and incorporated into a control function.
  • the steps of sintering bodies for the journal and the rotor, respectively, hardening the sintered bodies, and grinding the hardened bodies to the dimension of the trunnion, respectively, are performed to manufacture the electrically driven fluid displacement pump and the rotor and the extent of the contour of the cam profile.
  • the bodies of the trunnion and the cam rotor are made of the same sintered material, the components have the same coefficient of thermal expansion, so that the gap seals are maintained substantially temperaturunabh brieflyi g. This property in turn contributes to the avoidance of sealing elements and the design of a low-friction electric machine or pump.
  • Fig. 1 is an exploded perspective view of an electrically driven
  • Figure 2 is a plan view of an end face of the pump housing, which is provided for connection to a delivery circuit.
  • Fig. 3 is a cross-sectional view through the pump mechanism with poppet and
  • Fig. 4A is a longitudinal sectional view showing the flow path through the electrically driven liquid filter pump of the first embodiment of Fig. 1;
  • 4B is a longitudinal sectional view showing the flow path through the electrically driven liquid filter pump of the first embodiment of Fig. 1;
  • Fig. 5 is a longitudinal sectional view of an electrically driven liquid filter pump with a filter cartridge according to a second embodiment of the invention
  • Fig. 6 is a block diagram of the electrically driven liquid filter pump in a control system.
  • the electrically driven liquid filter pump is used on an internal combustion engine with an internally guided delivery circuit for lubricating oil.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the electrically driven liquid filter pump with a one-piece rigid locking wing 3 and a cam rotor 4 with three cam lobes 43rd
  • the pump housing 1 consists of a housing cylinder la with a cylindrical outer wall and a housing bottom lb. formed therein.
  • the housing cylinder 1 a is completed by the pump mechanism by a housing cover 11.
  • In the housing bottom lb are two outlets 13 and a centrally disposed opening of a return channel 7, which will be described later, formed.
  • two inlets 12 and a centrally disposed opening for the return channel 7 are formed in the housing cover 1 1 in a similar manner.
  • the design of the housing cover 11 is in particular configured such that it corresponds to the frontal flange connection of a commercially available oil filter type with an internal return and a radially outer inlet. In this way, the filter pump can be mounted without further measures on a connecting flange, not shown, of an internal combustion engine.
  • the pump housing 1 has a hollow cylindrical interior as the pump chamber 10.
  • a motor stator 5 is arranged in the inner peripheral region of the hollow cylindrical pump chamber 10.
  • the motor stator 5 has stator coils 50, which are supplied and controlled by a control electronics with electrical power.
  • a cylindrical bearing pin 2 is arranged, which extends between the housing bottom lb and the housing cover 1 1.
  • the arrangement between the housing bottom lb, the bearing pin 2 and the housing cover 1 1 is secured by screwing with through holes in the axial direction of the journal 2.
  • a guide slot 23 extends diametrically for receiving a blocking blade 3, the depth of which in the outer radial region being the entire axial length of the bearing journal 2. In an inner radial region, the depth of the guide slot 23 in about half of the axial length of the journal 2.
  • a return channel 7 is formed, which extends through the Caseback lb and the housing cover 11 extends.
  • the blocking wing 3 has a recess which is longer than the extension of the half-depth in the inner radial region of the bearing journal 2 remaining portion of the guide portion 23. Thus, the locking wing 3 can be moved in both directions of the guide slot 23 over the circumference of the journal 2 addition.
  • the blocking wing 3 has a width which is the axial length of the journal 2 and the hollow cylindrical pump chamber 10 corresponds.
  • the width of the rotor 4, i. its extension in the axial direction corresponds to the width of the ends of the barrier wing 3, i.
  • the outer circumference of the cam rotor 4 has radial cuts, so that discrete circumferential segments or pronounced rotor teeth are formed by the intervening sections.
  • the rotor teeth 45 form the poles of the rotor for a reluctance motor, which is formed together with the stator 5 and serves as electrical drive the highly integrated electric Sperrwügelpumpe in the filter pump.
  • the body of the cam rotor 4 is formed together with the rotor teeth 45 as a one-piece powder metallurgy produced sintered part with high-permeability soft magnetic properties, which consists of a powder composite material from the group of "Soft Magnetic Composites” (SMC).
  • SMC Soft Magnetic Composites
  • the cam rotor 4 is axially surrounded by the wall surfaces of the cylindrical pump chamber 10.
  • the one wall surface of the pump chamber 10 is formed by the housing bottom lb, the other opposite wall surface is formed by the housing cover 11.
  • the distance of the wall surfaces, i. the axial extent of the cylindrical pump chamber 10 is defined by the length of the bearing journal 2 and corresponds substantially to the axial extent of the cam rotor 4.
  • the cam rotor 4 has a radially inner cam profile 41.
  • the cam profile 41 is in three circular arc segments 42, the radially inward extend, and three cam lobes 43, which extend radially further outward, split. Due to the odd number of alternating circular arc segments 42 and cam lobes 43 and a complementary formation of opposite transition curves, the cam profile 41 over the entire rotor circumference always the same diametrical distance between the contour surfaces of the cam profile 41.
  • the cam rotor 4 at the end faces on recesses 44 which are surrounded by line-shaped surfaces 46 which extend along the circumference within the stator teeth 45 and along the cam profile 41.
  • the friction surface is reduced relative to the walls of the pump chamber 10.
  • the recesses can fill with the subsidized lubricating oil. When using the filter pump as an oil pump, these recesses thus serve as lubricant pockets, which further reduce a loss friction of the cam rotor 4.
  • the contour of the circular arc segments 42 is adapted to the peripheral surface 24 of the bearing journal 2, so that the three circular arc segments 42 together form a sliding bearing seat of the cam rotor 4 on the bearing journal 2.
  • a characteristic feature of this type of poppet pump is that the cam profile 41 at the same time takes over the bearing of the cam rotor 4, so that this design dispenses with a pump or rotor shaft in the conventional sense.
  • the flat height is thus achieved, inter alia, by the elimination of a conventional shaft bearing in the axial extent of the rotor.
  • the cam lobes 43 rise from the peripheral surface 24 of the
  • Journal 2 radially outward and thus form in the rotor body radial cavities to the peripheral surface 24 of the journal 2.
  • the cam rotor 4 is frontally bounded by the wall surfaces of the pump chamber 10, form the radial cavities of the cam lobes 43 in the rotor body spatially completed cam chambers 40th
  • the locking wing 3 is inserted in the guide slot 23 diametrically between the surfaces of the cam profile 41.
  • the cam chambers 40 orbit the bearing pin 2, wherein the locking wing 3 with rounded contact surfaces at the ends in sliding contact with the cam profile 41.
  • the three cam chambers 40 pass alternately the two ends of the barrier wing.
  • the cam chambers 40 are sealed by gap seals.
  • a gap seal on the sliding bearing seat between the cam chambers 40 is set over the radial distance between the circular arc segments 42 and the circumferential surface 24.
  • Another gap seal between the line-shaped surfaces 46 on the end faces of the cam rotor 4 and the opposite wall surfaces of the pump chamber 10 is set over the axial length of the journal.
  • Another gap seal between the contact surfaces of the locking wing 3 and the contour of the cam profile 4 is set over the length of the blocking wing 3.
  • the gap seals offer by selecting a precisely set gap a sufficient penetration resistance against the lubricating oil to be pumped.
  • a pump pressure of about 2 to 5 bar is provided.
  • an execution of the gap seals with a gap of not more than 30 ⁇ sufficient In other higher pressure applications, such as one
  • the gap dimension also depends on the distance of the sealing gap, such as e.g. the length of the circular arc segment 42. In this respect, given a sufficient distance of the sealing gap, the gap dimension on the slide bearing seat can be designed for a different value optimized with respect to a lubricating film formation.
  • the cam Profi 1 41 has no tangential transitions but a curve with splines.
  • the rounding of the contact surfaces of the barrier wing 3 is tuned to this curve, so that a hertzian pressure between them is reduced.
  • the hollow-cylindrical pump chamber 10 and the bearing journal 2 have the same length in the axial direction.
  • the rotor 4 in axial extent substantially, i. except for the two-sided gap of the gap seals, the same degree.
  • the end walls of the hollow cylindrical pump chamber 10 adjoin the rotating cam chambers 40 in the cam curves 43 on both sides of the rotor 4.
  • FIGS 4A and 4B show a first embodiment of the electrically driven liquid filter pump with a filter element 6A of the standard commercial designations H-type, HU-type for filtering a main flow in an oil circuit, such as in an internal combustion engine.
  • this embodiment can also be combined with a filter element of the PF type for filtering a secondary flow, or, for hydraulic applications with a higher pressure range, with an HD type.
  • Such a filter element 6A has no casing and consists only of a star-folded paper or fleece-like filter medium 60 in a hollow cylindrical shape, which is enclosed between two end plates is.
  • the filter medium 60 is flowed through from the outside to the inside, wherein the radially outer side is referred to as the raw side 62 and the radially inner side as the clean side 63.
  • the first embodiment has a filter chamber 16 which is formed to the side opposite to the pump chamber 10, as an extended extension of the cylindrical housing cylinder 1 a on the housing bottom lb addition.
  • a filter cover 18 with an internal pin 71 is screwed by means of a thread in the filter chamber 16 in order to close it.
  • a projection in the form of a hexagon or other shape for attaching a tool such as a wrench or a ratchet is formed on the outside of the filter cover 18.
  • a tubular stump extends as an extension 17 of the channel 7.
  • the diameter is matched to the inside diameter of the clean side 63 of a certain type of filter element 6A.
  • two outlets 13 pass from the pump chamber 10 through the housing bottom 1b into the filter chamber 16.
  • a central return opening 64 of an end disk of the filter element 6A surrounds the extension 17, so that the interior of the clean side 63 of the filter medium 60 is in communication with the channel 7.
  • the filter cover 18 is screwed into the filter chamber, wherein the pin 71 passes through the return opening 64 of the opposite end plate of the filter element 6A.
  • the interior of the clean side 63 of the filter medium 60 is sealed to the radially outer portion of the filter chamber on the raw side 62.
  • the lubricating oil by the
  • FIG. 4B is shown by arrows that the lubricating oil delivered through the cam chambers 40 is discharged through the outlets 13 into the filter chamber 16 and enters a surrounding jacket area between the housing cylinder la and the filter element 6A.
  • the lubricating oil flows to the raw side 62 of the filter medium 60 and flows through the same radially inwardly through the lamellae of the star-folded filter medium 60.
  • the filtered lubricating oil in the direction of remindelle opening 64 flows to the channel 7 centrally through the Pump housing 1 and the bearing pin 2 back to the delivery circuit in the internal combustion engine, not shown.
  • Fig. 5 shows a second embodiment of the electrically driven liquid filter pump with a designed as a filter cartridge 6B exchange filter of the standard commercial designations W-type for filtering a main flow in an oil circuit such as in an internal combustion engine. Further, the second embodiment may also be combined with a WD or WH type replaceable filter for high pressure applications.
  • a filter cartridge 6B also has a star-folded paper or fleece-like filter medium 60 as the filter element 6A in the first embodiment.
  • the filter cartridge 6B in particular has its own casing 61 with an end flange wall 65. In the flange wall 65, inlet openings 66 and a central return opening 64 are formed with an internal thread.
  • the second embodiment has, instead of the pump chamber 16 on a collar 19 which protrudes from the end face of the housing bottom lb.
  • the extension 17 has an external thread 70 which is matched to the internal thread of the return opening 64 of a certain type of filter cartridge 6B. To assemble the filter cartridge 6B, it is merely screwed onto the extension 17 by means of the screw connection. Concentric around the extension 17 of the collar 19 defines an annular
  • the oil flows in the second embodiment, first in the annular cavity within the collar 19 of the two outlets 13 of the pump housing 1 to the inlet openings 66 in the flange wall 65 of the filter cartridge 6B. After entering the filter cartridge 6B, the oil flows to the raw side 62 of the filter medium 60 within the jacket 61 of the filter cartridge 6B. As can be seen from FIG. 5, the remainder of the flow path is comparable to that in the described first embodiment.
  • the filter pump according to the invention may also be connected to a delivery line such as a fuel line which extends from a tank to an injection system instead of a closed delivery circuit.
  • a delivery line such as a fuel line which extends from a tank to an injection system instead of a closed delivery circuit.
  • the filter pump of the first embodiment may be combined with a filter element 6A of the commercial Nonnbezel P-type or a BFU type for prefiltering.
  • the filter pump of the second embodiment may in this case be combined with a WK type filter cartridge 6B, or with a WDK type at higher operating pressures.
  • Fig. 6 shows a circuit of a control system by which the filter pump according to the invention or the electrically driven liquid displacement pump can be controlled.
  • a pressure sensor 9 is arranged in an unillustrated oil flow or an input region of the delivery circuit in the internal combustion engine and detects a pressure of the conveyed lubricating oil, which is fed back into the delivery circuit by the return from the channel 7 of the filter pump.
  • the pressure detected by the pressure sensor 9 is output to a drive device 8 of the electric pump drive.
  • the drive device 8 is integrated in an engine control unit of the internal combustion engine.
  • stator coils can be controlled such that the resulting torque curve within a rotor revolution a cyclically pulsating course of the output pressure of the pump, which is due to the principle of a positive displacement pump with discrete chambers, is compensated.
  • the functional pump components in particular the cam rotor 4 and the
  • Journal 2 are manufactured as sintered parts powder metallurgy.
  • the sintered parts are then hardened and milled.
  • the guide gap 23 of the trunnion 2 and the dimensions and areas where the gap seals are provided, i. In particular, the axial length dimension and the diameter of the bearing journal 2, the linear surfaces 46 and the contour of the cam profile are then ground to size.
  • This manufacturing method allows a dimensionally stable production and provides a suitable starting point for the implementation of precisely adjusted gap seals.
  • the hardened sintered parts have a high wear resistance and, with appropriate surface polishing, a low loss friction at the contact surfaces.
  • the illustrated embodiments have the structure of a wet rotor.
  • the structure of the illustrated embodiments can also be realized as a dry runner.
  • the cam rotor 4 may be formed from a soft magnetic stacked laminated core. Otherwise, the cam rotor 4 may not be made of soft magnetic material and be equipped on the outer circumference with permanent magnet bodies.
  • individual components may also be made of ceramic materials.
  • the channel 7 may have a partitioning for the separate return of the two streams, which is formed by means of a partition extending in the cross section of the channel 7.
  • the design is not limited to a guide slot, but may have two or three guide slots 23, each with two-part blocking wing 3.
  • the cam rotor 4 may form five or seven cam chambers 40.
  • the cam rotor 4 may have an even number of cam chambers 40, if the blocking vanes 3 do not extend diametrically, but shorter and are resiliently mounted.

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Abstract

Es wird eine elektrisch angetriebene Flüssigkeits-Filterpumpe mit einem Flüssigkeitsfilter (6A, 6B) und einer elektrisch angetriebenen Flüssigkeits-Verdrängerpumpe zum Fördern eines flüssigen Mediums in einem Förderkreislauf oder wenigstens einer Förderstrecke vorgeschlagen. Die Flüssigkeits-Filterpumpe weist auf: ein Pumpengehäuse (1, 11) mit einer hohlzylindrischen Pumpenkammer (10) und wenigstens einem Einlass (12) und wenigstens einem Auslass (13); einen zylindrischen Lagerzapfen (2) mit Führungsschlitz (23), in dem ein Sperrflügel (3) aufgenommen ist; einen Rotor (4) mit einem innenliegenden Nockenprofil (41), der auf dem Lagerzapfen (2) drehbar gelagert ist; einen Stator (5) mit Statorspulen (50), der den Rotor (4) umgibt; wobei ein Ende eines Sperrflügels (3) das Volumen einer Nockenkammer (40) in einen abnehmenden Teil und einen zunehmenden Teil abtrennt, wodurch das flüssige Medium durch wenigstens einen Einlass (12) und wenigstens einen Auslass (13) beidseitig des Sperrflügels (3) gefördert wird. Ein Kanal (7) erstreckt sich durch das Pumpengehäuse (1, 11) und den Lagerzapfen (2) hindurch, der, auf einer Seite des Pumpengehäuses (1, 11), ein Ende eines Filterkreislaufs, der durch den Flüssigkeitsfilter (6A, 6B) verläuft, und, auf der gegenüberliegenden Seite des Pumpengehäuses (1, 11), ein Ende des Förderkreislaufs oder der Förderstrecke mit einander verbindet.

Description

Beschreibung
Elektrisch angetriebene Flflssigkeits-Filterpumpe und elektrisch angetriebene Flüssigkeits-Verdrängerpumpe zur Verwendung in der FIüssigkeits-Filterpumpe
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrisch angetriebene FIüssigkeits- Filterpumpe zum Fördern eines flüssigen Mediums in einem Förderkreislauf wie beispielsweise einem Schmierölkreislauf eines Verbrennungsmotors, oder in einer Förderstrecke wie beispielsweise einer Kraftstoffleitung, und eine elektrisch angetriebene Flüssigkeits- Verdrängerpumpe zur Verwendung in der FIüssigkeits-Filterpumpe.
Im Maschinen- und Anlagenbau, Motoren- und Getriebebau sowie sonstigen Baugruppen mit getrennten Öl-Räumen, in denen die Förderung eines Öls, einer Hydraul ikflüssigkeit oder eines sonstigen flüssigen Mediums in erster Linie einer Druckbeaufschlagung als einer Umwälzung zur Filterung dient, sind die Baugruppen einer Pumpe und eines Filtersystems zumeist nach Aspekten der Betriebsweise getrennt voneinander verbaut. Das Filtersystem wird zur erleichterten Wartung an einer gut zugänglichen Position angeordnet. Mechanische Pumpen werden an Positionen angeordnet, an denen eine günstige Ankoppelung zu einem Abtrieb drehender Maschinenelem ente besteht.
In automobilen Anwendungen unterliegen die Konstruktionen von Verbrennungsmotoren, Automatikgetrieben und sonstigen Baugruppen durch eine wachsende Anzahl von Hilfsaggregaten einer zunehmenden Bauraumoptimierung.
Elektrische Pumpen wie Ölpumpen bieten hierbei aufgrund ihrer eigenen Antriebseinheit eine größere konstruktive Freiheit zur Anordnung derselben im Aufbau eines Verbrennungsmotors oder in einem sonstigen zu integrierenden System, und können somit bei räumlich beengten Verhältnissen unabhängig von mechanischen Antriebsquellen an einer bezüglich des Bauraums optimierten Position im Kreislauf integriert werden. Eine weitergehende konstruktive Maßnahme zur Optimierung des Bauraums wurde durch die Realisierung von hochintegrierten elektrischen Pumpen geschaffen, bei denen eine räumliche Trennung der Pumpenmechanik und des elektrischen Antriebs durch die Ausgestaltung von gemeinsam genutzten Komponenten mit einer Doppelfunktion aufgehoben wird.
Ein Beispiel für eine solche hochintegrierte elektrische Pumpe mit geringen Abmessungen ist eine in der US 2012/0051955 AI beschriebene Flügelzellenölpumpe. Bei dieser ölpumpe mit exzentrischer Anordnung eines Rotors in einer elliptischen Pumpenkammer teilen sich die Pumpenbaugruppe und der elektrische Antrieb einen gemeinsamen Rotor. Der Rotor weist einerseits radial bewegliche Flügel zur Bildung von Flügelzellen, und andererseits Permanentmagnete für den elektrischen Antrieb auf. Der Stator ist radial außerhalb des Rotors in einem zylindrischen Gehäuse aufgenommen. Das Gehäuse weist geringe Abmessungen auf, die lediglich einer Umfassung des Stators genügen müssen.
Eine kompakte koaxiale Bauweise einer Strömungsmaschine, die sich als Flüssigkeitspumpe, Vakuumpumpe oder Verdichter bzw. Gebläse eignet, ist im Stand der Technik anhand der DE 10 2012 023 000 AI beschrieben. Die Strömungsmaschine weist ein Gehäuse, einen Stator, einen Rotornockenring, eine feste Achse und einen Drehschieber in einer Nut in der festen Achse auf. Zwischen dem Rotornockenring, der festen Achse und dem Drehschieber wird eine Fluidkammer gebildet, die bei einer Drehbewegung des Rotornockenrings größer oder kleiner wird. Der Rotornockenring weist an der Innenseite Nockenkurven und an der Außenseite Magnete auf.
Trotz der erhöhten konstruktiven Freiheit bei der Anordnung einer kompakten hochintegrierten elektrischen Pumpe, bestehen des Weiteren konstruktive Anforderungen an die Einbindung derselben in einen umgebenden Bauraum und in einen Förderkreislauf. Bei der Integration einer elektrischen Ölpumpe an einem Gehäuse eines
Verbrennungsmotors als Beispiel, sind unter anderem eine ausreichende Wärmeabfuhr des elektrischen Antriebs, ggf. Durchtrittsstellen und Abdichtungen einer Kabelstrecke zur elektrischen Leistungszufuhr, sowie eine im Rahmen von Instandhaltungsarbeiten vertretbare Zugänglichkeit des Einbaubereichs zu berücksichtigen. Ferner müssen seitens des betreffenden Gehäuses Schnittstellen und Abdichtungen zwischen dem Kreislauf und der Pumpe vorgesehen werden, die auf geringen Strömungswiderstand auszulegen und auf den eingesetzten Pumpentyp zu individualisieren sind.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, eine elektrisch angetriebene Flüssigkeitspumpe mit kompakter Bauweise zu schaffen, die weitere Vereinfachungen der Konstruktion seitens eines gefilterten Förderkreislaufs sowie weitere Einsparungen des Bauraumbedarfs ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elektrisch angetriebene Flüssigkeits-Filterpumpe mit einem Flüssigkeitsfilter nach dem Anspruch 1 und eine darin verwendete elektrisch angetriebene Flüssigkeits-Verdrängerpumpe nach Anspruch 3 gelöst.
Die elektrisch angetriebene Flüssigkeits- Verdrängerpumpe und die elektrisch angetriebenen Flüssigkeits- Verdrängerpumpe zum Fördern eines flüssigen Mediums in einem Förderkreislauf oder einer Förderstrecke weisen auf: ein Pumpengehäuse mit einer hohlzylindrischen Pumpenkammer und wenigstens einem Einlass und wenigstens einem Auslass, die jeweils an einer Stirnseite der hohlzylindrischen Pumpenkammer ausgebildet sind; einen zylindrischen Lagerzapfen, der sich konzentrisch zur Mittelachse der hohlzylindrischen Pumpenkammer über deren axiale Länge erstreckt, und wenigstens einen entlang zumindest eines Teils des Durchmessers des Lagerzapfens verlaufenden Führungsschlitz aufweist, in dem wenigstens ein Sperrflügel in dessen Längsrichtung verschieblich aufgenommen ist; einen Rotor, der konzentrisch zur Mittelachse der hohlzylindrischen Pumpenkammer angeordnet ist und sich über deren axiale Länge erstreckt, mit einem innenliegenden Nockenprofil, wobei das Nockenprofil radial nach innen gerichtete Kreisbogensegmente aufweist, durch die der Rotor auf einer Umfangsfläche des zylindrischen Lagerzapfens um diesen herum drehbar gelagert ist, und radial nach außen gerichtete Nockenkurven aufweist, die sich von der Umfangsfläche erheben und Nockenkammern zwischen den Stirnflächen der hohlzylindrischen Pumpenkammer bilden; einen konzentrisch in der hohlzylindrischen Pumpenkammer angeordneten Stator mit Statorspulen, der den Rotor umgibt; wobei ein Ende des wenigstens einen Sperrflügels über die axiale Länge der Pumpenkammer mit dem Nockenprofil in Kontakt steht und das Volumen einer passierenden Nockenkammer während einer Drehbewegung des Rotors in einen abnehmenden Teil und einen zunehmenden Teil abtrennt, wodurch das flüssige Medium durch wenigstens einen Einlass und wenigstens einen Auslass beidseitig des einen Endes des einen Sperrflügels gefördert wird. Die elektrisch angetriebene Flüssigkeits-Verdrängerpumpe zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Flüssigkeits-Verdrängerpumpe zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der wenigstens eine Einlass und der wenigstens eine Auslass an gegenüberliegenden Stirnseiten der hohlzylindrischen Pumpenkammer aus dem Pumpengehäuse austreten; und sich ein Kanal durch das Pumpengehäuse und den Lagerzapfen hindurch erstreckt, durch den ein Abschnitt des Förderkreislaufs oder der Förderstrecke fuhrbar ist.
Die elektrisch angetriebene Flüssigkeits-Filterpumpe mit Flüssigkeitsfilter zeichnet sich darüber hinaus insbesondere dadurch aus, dass der Kanal, auf einer Seite des Pumpengehäuses, ein Ende eines Filterkreislaufs, der durch den Flüssigkeitsfilter verläuft, und, auf der gegenüberliegenden Seite des Pumpengehäuses, ein Ende des Förderkreislaufs oder der Förderstrecke mit einander verbindet; wobei das andere Ende des Filterkreislaufs und das andere Ende des Förderkreislaufs oder der Förderstrecke jeweils mit einem von dem wenigstens einen Einlass und dem wenigstens einen Auslass verbunden ist.
In der vorliegenden Anmeldung wird zwischen der elektrisch angetriebenen Flüssigkeits-Filterpumpe und der elektrisch angetriebenen Flüssigkeits- Verdrängerpumpe zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Flüssigkeits-Filterpumpe unterschieden, da die elektrisch angetriebene Flüssigkeits-Filterpumpe auch ohne einen Flüssigkeitsfilter, insbesondere eine handelsübliche Filterpatrone oder ein Filterelement, als ein separat handelbares Erzeugnis schutzwürdig ist. Die Erfindung sieht erstmals vor, eine elektrisch angetriebene Pumpe mit kompakter Bauweise an der Schnittstelle einer räumlichen Trennung zwischen einem Filterkreislauf, der durch einen Flüssigkeitsfilter verläuft, und einem Förderkreislauf bzw. einer Förderstrecke anzuordnen. Diese Anordnung erfolgt einerseits durch die Kombination des Filterkreislaufs und der Pumpe in einer Baugruppe, und andererseits durch die Bereitstellung eines Kanals, der zum Anschluss eines Förderkreislaufs bzw. einer Förderstrecke an den Filterkreislauf, die jeweils auf getrennten Seiten der Pumpe verlaufen, dient. Die Umsetzung der gewünschten kompakten Bauform wird dadurch erreicht, dass für die erfindungsgemäße elektrisch angetriebene Flüssigkeits-Verdrängerpumpe, eine hochintegrierte elektrische Sperrflügelpumpe mit Nockenrotor, die besondere Abmessungsverhältnisse ermöglicht, derart umgestaltet ist, dass ein jeweiliger Zulauf und Rücklauf zwischen dem Förderkreislauf und dem Filterkreislauf durch radial getrennte Abschnitte der Pumpe, insbesondere einer davon durch einen zentralen Abschnitt der Pumpe, geführt ist.
Die erfindungsgemäße elektrisch angetriebenen Flüssigkeits-Filterpumpe und die elektrisch angetriebenen Flüssigkeits- Verdrängerpumpe erzielen mehrere Vorteile wie nachstehend erläutert ist.
Durch die besonders vorteilhafte Anordnung der elektrisch angetriebenen Flüssigkeits- Verdrängerpumpe zwischen einem Filter und einem Gehäuse, wie z.B. an einer Verbrennungsmaschine, einem Automatikgetriebe oder einer sonstigen Baugruppe mit getrenntem Öl-Raum, werden Vereinfachungen in der Ausgestaltung eines Förderkreislaufs und des umgebenden Gehäuses ermöglicht.
Hinsichtlich der Konstruktion des Förderkreislaufs kann die Bereitstellung getrennter Anschlüsse und Dichtungen jeweils für die Pumpe und den Filter entfallen. Hinsichtlich der Bauraumoptimierung können ein separater Bauraum für die Pumpe, sowie das Erfordernis der Zugänglichkeit des Bauraums zur Installation und Instandhaltung der Pumpe seitens einer Gehäusekonstruktion vollständig entfallen. Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen elektrisch angetriebenen Flüssigkeits-
Filterpumpe genügt demnach nunmehr die Bereitstellung eines gemeinsamen Anschlusses und Bauraumes für den Filter und die Pumpe.
Der Erfindung liegt ferner die Erkenntnis zugrunde, dass sich eine auf dem vorliegenden technischen Gebiet bislang nicht bekanntgewordene Sperrflügelpumpe mit einem koaxial in der Pumpenkammer angeordneten Nockenrotor in besonderer Weise für die gesetzte Aufgabenstellung eignet. Durch die erfindungsgemäßen Umgestaltungen wird ferner eine elektrisch angetriebene Flüssigkeits-Filterpumpe mit außerordentlichen Abmessungsverhältnissen realisiert.
Ein hervorhebendes Charakteristikum bezüglich der kompakten Bauform besteht in dem hochintegrierten elektrischen Antrieb, der sich mit der Baugruppe der Pumpenmechanik den Nockenrotor als gemeinsame Komponente teil. Ein hervorhebendes Charakteristikum der Pumpenmechanik besteht darin, dass die
Lagerung des Nockenrotors ohne eine Pumpenwelle im herkömmlichen Sinne auskommt, da diese Funktion von der Nockenkontur übernommen wird. Demzufolge besteht keine in axialer Richtung des Rotors angeordnete Lagerung. Dieses Merkmal ermöglicht eine besonders geringe axiale Gesamtabmessung des Pumpengehäuses.
Durch die erfindungsgemäße radial getrennte Führung des jeweiligen Zulaufs und Rücklaufs zwischen den Kreisläufen innerhalb der Pumpe, insbesondere durch einen zentralen Abschnitt, in dem bei herkömmlichen Pumpentypen eine Welle angeordnet ist, wird zugleich eine Führung der Kreisläufe innerhalb des Durchmessers des Pumpengehäuses erzielt. Die kompakte Bauform schafft eine elektrisch angetriebene Flüssigkeits- Filterpumpe, deren Durchmesser denjenigen eines zylinderförmigen, radial durchströmten Flüssigkeitsfilters wie einem ölfilter nicht überschreitet. Durch den geringen axialen Bauraumbedarf, der darüber hinaus erzielt wird, kann die elektrisch angetriebene Flüssigkeits-Filterpumpe vorteilhafterweise in der Art eines scheibenförmigen Adapterelements einfach zwischen einem Flüssigkeitsfilter und einem entsprechenden gehäuseseitigen Anschlussflansch montiert werden. Im Vergleich zu einem Ölfilter für eine Verbrennungsmaschine als
Anwendungsbeispiel, erfordert die erfindungsgemäße Filterpumpe im Wesentlichen keine Ausweitung eines bereitzustel lenden Bauraumes. Demnach kann die elektrisch angetriebene Flüssigkeits-Filterpumpe in demselben Bauraum verbaut werden, der für einen handelsüblichen Öl filtertyp vorgesehen ist, und der bei der Auslegung eines umgebenden Systems im Allgemeinen mit einer guten Zugänglichkeit zur Montage und Wartung ausgelegt ist.
Die erfindungsgemäße Filterpumpe ermöglicht nicht nur eine Einsparung eines separaten Bauraums bei der Konstruktion einer Maschinenbaugruppe, sie könnte darüber hinaus auch an bestehenden Systemen wie Fahrzeugen, Baumaschinen, Landmaschinen, sonstigen Arbeitsmaschinen wie Kompressoren und Industrieanlagen nachgerüstet werden. Durch eine kompatible stirnseitige Ausgestaltung des Pumpengehäuses an genormte Flanschanschlüsse der handelsüblichen Filtertypen, kann die elektrisch angetriebene Flüssigkeits-Filterpumpe beispielsweise an Verbrennungsmotoren von Fahrzeugen anstelle eines ölfilters passend montiert werden.
Darüber hinaus können insbesondere die OEMs von Fahrzeugen sowie Maschinen und Anlagenhersteller von den Vorzügen der elektrisch angetriebenen Flüssigkeits- Filterpumpe profitieren. Da lediglich das Vorsehen eines herkömmlichen Anschlusses und Bauraums für einen handelsüblichen Filtertyp genügt, können Entwicklungskosten bei der Konstruktion und Integration eines entsprechenden Systems mit einem gefilterten Förderkreislauf eingespart werden. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen elektrisch angetriebenen Flüssigkeits-Filterpumpe mit Flüssigkeitsfilter sowie der darin verwendeten elektrisch angetriebenen Flüssigkeits- Verdrängerpumpe sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform der elektrisch angetriebenen Flüssigkeits- Filterpumpe kann der Flüssigkeitsfilter ein radial von außen nach innen durchströmtes Filtermedium mit ringförmigem Querschnitt, einer radial äußeren Rohseite und einer radial inneren Reinseite, aufweisen, das mit dem Pumpengehäuse stirnseitig fixiert ist, wobei der wenigstens eine Auslass des Pumpengehäuses einen Zulauf aus einem Förderkreislauf zu der Rohseite des Filtermediums bildet, und der Kanal einen Rücklauf der Reinseite des Filtermediums zu einem Förderkreislauf bereitstellt. Durch eine Anschlusskonfiguration, bei welcher der Kanal der Pumpe als zentraler Rücklauf eines radial von außen nach innen durchströmten Filtermediums genutzt wird, eignet sich die Kreislaufrichtung der Füterpumpe für den Großteil der Filtertypen in den anvisierten Anwendungsfällen.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Kanal einen Fortsatz aufweisen, der von dem Pumpengehäuse hervorsteht. Der Fortsatz kann somit als Fixierungselement genutzt werden, indem der Innenumfang der Reinseite eines Flüssigkeitsfilters auf den Außenumfang des Fortsatzes aufgeschoben wird.
In einer alternativen Ausführungsform kann der Kanal oder der Fortsatz einen Gewindeabschnitt aufweisen. Hierdurch kann beispielsweise ein als Filterpatrone ausgebildeter Flüssigkeitsfilter über eine Schraubverbindung zwischen dem Kanal der Pumpe und einer Öffnung der Reinseite des Flüssigkeitsfilters an der Pumpe fixiert werden. In einer alternativen Ausführungsform kann an dem Pumpengehäuse eine
Filterkammer ausgebildet sein, in der ein Flüssigkeitsfilter aufnehmbar ist, wobei der wenigstens eine Auslass und der Kanal in die Filterkammer münden, und diese durch einen Filterdeckel abgeschlossen ist. Hierdurch kann eine Anströmung der Rohseite eines Filterelements, d.h. eines zum Einsetzen in ein Gehäuse ausgebildeten Flüssigkeitsfilters, bereitgestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform können die Filterkammer und der
Filterdeckel einen Gewindeabschnitt zur gegenseitigen Fixierung aufweisen. Auf diese Weise wird die mit dem flüssigen Medium durchspülte Filterkammer sicher verschlossen und eine axiale Einspannung des eingesetzten Filterelements wird ermöglicht. In einer bevorzugten Ausführungsform kann an dem Filterdeckel ein Zapfen ausgebildet ist, der dem Fortsatz des Kanals in der Filterkammer axial entgegensteht. Durch den Zapfen wird ein Innenraum der Reinseite des Filterelements gegenüber der Rohseite abgetrennt, und das Filterelement wird gegen die auftretenden Drücke in der Filterkammer in radialer Richtung fixiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann ein scheibenförmiger Federteller mit einer Druckfeder, die den Federteller gegen das Pumpengehäuse abstützt, in der Filterkammer angeordnet sein. Durch eine elastische Vorspannung können Toleranzen des Filterelements ausgeglichen werden, sodass im Falle von Längenabweichungen beim Anziehen des Filterdeckels keine Quetschung des zumeist sternförmig gefalteten Filtermediums auftritt. Zudem wird eine Entnahme des Filterelements aus der Filterkammer erleichtert.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Rotor aus einem weichmagnetischen Material einteilig ausgebildet ist, und an seinem Außenumfang durch Radialspalte unterteilte Umfangssegmente als Rotorpole aufweisen, wobei der Rotor und der Stator einen Reluktanzmotor bilden. Durch den Wegfall von Permanentmagneten für den Rotor können Materialkosten und Fertigungskosten eingespart werden können. Bei einer Ausführung der Pumpe als Naßläufer steht das flüssige Medium mit dem Stator und dem Außenumfang des Rotors in Kontakt. Der Verzicht auf Permanentmagneten schafft insbesondere bei der Anwendung in Schmierölkreisläufen den Vorteil, dass sich metallische Partikel, die aus dem Abrieb der Maschinenteile im Betriebsverschleiß stammen, nicht an dem Rotor ablagern.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Lagerzapfen scheibenförmig ausgebildet sein, wobei die axiale Länge des Lagerzapfens die Hälfte oder weniger, vorzugsweise ein Drittel des Durchmessers des Lagerzapfens beträgt. Der Lagerzapfen ist ein maßgebliches Bauteil für die Dimensionierung des Abmessungsverhältni sses der Sperrflügelpumpe . Wie eingangs genannt, liegen besondere Vorzüge dieses Aufbaus in der geringen axialen Bauhöhe. Mit einer geringen axialen Länge des Lagerzapfens im Verhältnis zu dessen Durchmesser lässt sich eine Pumpe mit einer besonders flachen, scheibenförmigen Gestalt realisieren.
Darüber hinaus nimmt bei einer kurzen Dimensionierung des Lagerzapfens eine entsprechende Breite des Nockenprofils und des Sperrflügels ab. Die Kontaktlinie des Gleitkontakts zwischen diesen beiden Bauteilen wird im Verhältnis zum Durchmesser des Rotors bzw. zum Volumen der Nockenkammern kleiner. Somit können Reibungsverluste und Leckageverluste zwischen dem Nockenprofil und dem Sperrflügel verringert und der volumetrische Wirkungsgrad erhöht werden. In einer bevorzugten Ausführungsform können die Nockenkammern durch
Spaltdichtungen abgedichtet sein, die zwischen der Umfangsfläche des Lagerzapfens und den Kreisbogensegmenten des Nockenprofils, und/oder stirnseitigen zwischen dem Rotors und axial gegenüberliegenden Oberflächen der Pumpenkammer, und/oder Endflächen des Sperrflügels und der fortlaufenden Kontur des Nockenprofils ausgebildet sind. Durch den Verzicht auf Dichtungselemente an den Gleitflächen des Rotors gegenüber der Pumpenkammer und dem Sperrflügel kann eine möglichst geringe Verlustreibung erzielt werden. Da der Rotor und der Lagerzapfen eine höhere Materialhärte als diejenige eines Dichtungselements aufweisen, kann durch die Ausgestaltung einer Spaltdichtung eine höhere Verschleißfestigkeit und Maßhaltigkeit an den Kontaktflächen der Gleitlagerung des Rotors auf dem Lagerzapfen gewährleistet werden. Ferner kann der Montageaufwand zum Einfügen von Dichtungselementen in diesem Bereich entfallen. In einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Spaltmaß einer Spaltdichtung weniger als 50 μηι, vorzugsweise weniger als 40 μηι, besonders bevorzugt weniger als 30 μηι, beziehungsweise bei einem Förderdruck bis zu oder 10 bar vorzugsweise weniger als 20 μηι betragen. Da die Einstellung eines geringeren Spaltmaßes insbesondere den Fertigungsaufwand und somit die Herstellungskosten beeinflusst, kann das Spaltmaß in Abhängigkeit des Einsatzgebietes der erfindungsgemäßen Filterpumpe gewählt werden. Im Falle einer Schmierölpumpe mit einem Förderdruck von 2 bis 5 bar stellt ein Spaltmaß von bis zu 30 μπι eine ausreichende Spaltabdichtung der rotierenden Nockenkammern bereit.
In einer bevorzugten Ausführungsform können der Lagerzapfen und der Rotor aus einem gehärteten Sinterteil gebildet sein. Ein gehärtetes Sinterteil bietet einen besonders geeigneten Ausgangskörper zur Herstellung eines maßhaltigen und verschleißarmen Pumpenelements, da dieses unter Verwendung von Schleifwerkzeugen eine maßgenaue Fertigung mit einer Toleranz von bis zu ± 2 μηι ermöglicht. Durch Auswahl eines weichmagnetischen metallurgischen Pulvers als Ausgangsmaterial des Sinterteils kann dabei ein Nockenrotor für einen Reluktanzmotor realisiert werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die elektrisch angetriebene Flüssigkeits-Verdrängerpumpe in einem Regelungssystem betrieben werden, das ferner eine Ansteuervorrichtung, die eine Leistungszufuhr zu den einzelnen Statorspulen in Abhängigkeit eines Verhältnisses zwischen einem Drehmoment des Antriebs und einem Drehwinkel des Rotors steuert, und einen Drucksensor, der einen Druck ausgangseitig des Kanals in dem Förderkreislauf erfasst, und an die Ansteuervorrichtung ausgibt, aufweist; wobei die Ansteuervorrichtung einen Drehmomentverlauf über eine Rotorumdrehung in Abhängigkeit eines Ausgangsdruckverlaufs über eine Rotorumdrehung regelt. Durch einen Drucksensor im Förderkreislauf kann ein Pulsieren des Pumpendrucks erfasst werden und in eine Regelungsfunktion einfließen. Durch eine Ansteuerungsintensität der Statorspulen kann in gezielten Drehwinkelbereichen des Rotors Einfluss auf das Drehmoment des elektrischen Antriebs und somit auf den Ausgangsdruck der Pumpe genommen werden. Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden zur Herstellung der elektrisch angetriebenen Flüssigkeits- Verdrängerpumpe unter anderem die folgenden Schritte durchgeführt: Sintern von Körpern jeweils für den Lagerzapfen und den Rotor, Härten der gesinterten Körper, und Schleifen der gehärteten Körper jeweils auf das Maß der Abmessungen des Lagerzapfens und des Rotors sowie das Maß der Kontur des Nockenprofils. Diese Verfahrensschritte bieten eine wirtschaftlich günstige Möglichkeit zur Herstellung der charakteristischen Bauteile mit hoher Präzision, um insbesondere den Anforderungen einer zuverlässigen Ausgestaltung der zuvor genannten Spaltdichtungen von unter 30 μηι fertigungstechnisch gerecht zu werden. Wenn die Körper des Lagerzapfens und des Nockenrotors aus demselben Sintermaterial hergestellt werden, weisen die Bauteile denselben Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, sodass die Spaltdichtungen im Wesentlichen temperaturunabhängi g erhalten bleiben. Diese Eigenschaft trägt wiederum zu der Vermeidung von Dichtungselementen und der Ausgestaltung einer reibungsarmen elektrischen Maschine bzw. Pumpe bei.
Die Erfindung wird nachfolgend durch Ausführungsbeispiele anhand der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht einer elektrisch angetriebenen
Flüssigkeits-Filterpumpe mit einem eingesetzten Filterelement gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Stirnseite des Pumpengehäuses, die zum Anschluss an einen Förderkreislauf bereitgestellt ist;
Fig. 3 eine Querschnittansicht durch die Pumpenmechanik mit Sperrflügel und
Nockenrotor;
Fig. 4A eine Längsschnittansicht zur Darstellung des Strömungsverlaufs durch die elektrisch angetriebene Flüssigkeits-Filterpumpe der ersten Ausführungsform aus Fig. 1 ; Fig. 4B eine Längsschnittansicht zur Darstellung des Strömungsverlaufs durch die elektrisch angetriebene Flüssigkeits-Filterpumpe der ersten Ausführungsform aus Fig. 1 ;
Fig. 5 eine Längsschnittansicht einer elektrisch angetriebenen Flüssigkeits- Filterpumpe mit einer Filterpatrone gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 ein Blockschaltdiagramm der elektrisch angetriebenen Flüssigkeits- Filterpumpe in einem Regelungssystem.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Filterpumpe und insbesondere der Aufbau der Sperrflügelpumpenmechanik mit Nockenrotor in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
In dem nachfolgend beschriebenen Anwendungsbei spi el wird die elektrisch angetriebene Flüssigkeits-Filterpumpe an einem Verbrennungsmotor mit einem innenliegend geführten Förderkreislauf für Schmieröl eingesetzt.
Die Figur 1 zeigt eine Ausführungsform der elektrisch angetriebenen Flüssigkeits- Filterpumpe mit einem einteiligen starren Sperrflügel 3 und einem Nockenrotor 4 mit drei Nockenerhebungen 43.
Das Pumpengehäuse 1 besteht aus einem Gehäusezylinder la mit einer zylindrischen Außenwand und einem darin ausgebildeten Gehäuseboden lb. Der Gehäusezylinder 1 a wird seitens der Pumpenmechanik durch einen Gehäusedeckel 11 abschlössen. In dem Gehäuseboden lb sind zwei Auslässe 13 und eine mittig angeordnete Öffnung eines Rücklaufkanals 7, der später beschrieben wird, ausgebildet. Wie zudem in Fig. 2 zu erkennen ist, sind auch in dem Gehäusedeckel 1 1 in ähnlicher Weise zwei Einlasse 12 und eine mittig angeordnete Öffnung für den Rücklaufkanal 7 ausgebildet. Die Ausgestaltung des Gehäusedeckels 11 ist insbesondere derart konfiguriert, dass dieser dem stirnseitigen Flanschanschluss eines handelsüblichen Ölfiltertyps mit einem innenliegenden Rücklauf und einem radial außenliegenden Zulauf entspricht. Auf diese Weise kann die Filterpumpe ohne weitere Maßnahmen an einem nicht dargestellten Anschlussflansch eines Verbrennungsmotors montiert werden.
Das Pumpengehäuse 1 weist einen hohlzylindrischen Innenraum als Pumpenkammer 10 auf. Im inneren Umfangsbereich der hohlzylindrischen Pumpenkammer 10 ist ein Motorstator 5 angeordnet. Der Motorstator 5 weist Statorspulen 50 auf, die von einer Steuerungselektronik mit elektrischer Leistung versorgt und angesteuert werden.
In der Mitte der hohlzy 1 indri sehen Pumpenkammer 10 ist ein zylindrischer Lagerzapfen 2 angeordnet, der sich zwischen dem Gehäuseboden lb und dem Gehäusedeckel 1 1 erstreckt. Die Anordnung zwischen dem Gehäuseboden lb, dem Lagerzapfen 2 und dem Gehäusedeckel 1 1 ist durch Verschraubungen mit Durchgangsbohrungen in axialer Richtung des Lagerzapfens 2 gesichert.
Im Durchmesser des Lagerzapfens 2 erstreckt sich diametral ein Führungsschlitz 23 zur Aufnahme eines Sperrflügels 3, wobei dessen Tiefe im äußeren radialen Bereich die gesamte axiale Länge des Lagerzapfens 2 beträgt. In einem inneren radialen Bereich beträgt die Tiefe des Führungsschlitzes 23 in etwa die Hälfte der axialen Länge des Lagerzapfens 2. Zudem ist in einem radial mittleren Bereich des Lagerzapfens 2, und folglich den Führungsschlitz 23 senkrecht kreuzend, ein Rücklaufkanal 7 ausgebildet, der sich durch den Gehäuseboden l b und den Gehäusedeckel 11 erstreckt.
Der Sperrflügel 3 weist eine Ausnehmung auf, die länger als die Erstreckung des mit halber Tiefe im inneren radialen Bereich des Lagerzapfens 2 verbleibenden Abschnitts des Führungsabschnitts 23 ist. Somit kann der Sperr flügel 3 in beiden Richtungen des Führungsschlitzes 23 über den Umfang des Lagerzapfens 2 hinaus verschoben werden. An seinen Enden weist der Sperrflügel 3 eine Breite auf, die der axialen Länge des Lagerzapfens 2 bzw. der hohlzylindrischen Pumpenkammer 10 entspricht.
Durch den Rücklaufkanal 7 tritt ein Teil des geförderten Schmieröls in den Führungsschlitz 23 ein und bildet einen Film zwischen dessen Flanken und den Flächen des Sperrflügels 3, wenn sich dieser bewegt. Insbesondere im vorliegenden Fall, bei dem das geförderte Medium eine schmierende Eigenschaft aufweist, verhilft der Film einer reibungsärmeren Gleitbewegung des Sperrflügels 3 in dem Führungsschlitz. Innerhalb des Stators 5 ist der Nockenrotor 4 angeordnet, der sich um den
Lagerzapfen 2 dreht. Die Breite des Rotors 4, d.h. seine Erstreckung in axialer Richtung entspricht der Breite der Enden des Sperrflügels 3, d.h. der axialen Länge des Lagerzapfens 2 bzw. der hohlzylindrischen Pumpenkammer 10. Der Außenumfang des Nockenrotors 4 weist radiale Einschnitte auf, sodass durch die dazwischen liegenden Abschnitte diskrete Umfangssegmente bzw. ausgeprägte Rotorzähne gebildet werden. Die Rotorzähne 45 bilden die Pole des Rotors für einen Reluktanzmotor, der gemeinsam mit dem Stator 5 gebildet wird und als elektrischer Antriebt der hochintegrierten elektrischen Sperrflügelpumpe in der Filterpumpe dient. Der Körper des Nockenrotors 4 ist gemeinsam mit den Rotorzähnen 45 als einteiliges pulvermetallurgisch gefertigtes Sinterteil mit hochpermeablen weichmagnetischen Eigenschaften ausgebildet, das aus einem Pulververbundwerkstoff aus der Gruppe der„Soft Magnetic Composites" (SMC) besteht.
Der Nockenrotor 4 ist axial von den Wandflächen der zylindrischen Pumpenkammer 10 umgeben. Die eine Wandfläche der Pumpenkammer 10 wird durch den Gehäuseboden lb gebildet, die andere gegenüberliegende Wandfläche wird durch den Gehäusedeckel 11 gebildet. Der Abstand der Wandflächen, d.h. die axiale Erstreckung der zylindrischen Pumpenkammer 10, ist durch die Länge des Lagerzapfens 2 definiert und entspricht im Wesentlichen der axialen Erstreckung des Nockenrotors 4.
Der Nockenrotor 4 weist ein radial innenliegendes Nockenprofil 41 auf. Das Nockenprofil 41 ist in drei Kreisbogensegmente 42, die sich radial weiter nach innen erstrecken, und drei Nockenerhebungen 43, die sich radial weiter nach außen erstrecken, aufgeteilt. Durch die ungerade Anzahl der alternierenden Kreisbogensegmente 42 und Nockenerhebungen 43 sowie einer komplementären Ausformung von gegenüberliegenden Übergangsverläufen, weist das Nockenprofil 41 über den gesamten Rotorumfang stets denselben diametralen Abstand zwischen den Konturflächen des Nockenprofils 41 auf.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform weist der Nockenrotor 4 an den Stirnflächen Ausnehmungen 44 auf, die von linienförmigen Flächen 46 umgeben sind, die sich entlang des Umfangs innerhalb der Statorzähne 45 und entlang des Nockenprofils 41 erstrecken. Somit wird die Reibfläche gegenüber den Wänden der Pumpenkammer 10 verringert. Zudem können sich die Ausnehmungen mit dem geförderten Schmieröl füllen. Bei der Anwendung der Filterpumpe als ölpumpe dienen diese Ausnehmungen somit als Schmierstofftaschen, die eine Verlustreibung des Nockenrotors 4 weiter reduzieren.
Die Kontur der Kreisbogensegmente 42 ist an die Umfangsfläche 24 des Lagerzapfens 2 angepasst, sodass die drei Kreisbogensegmente 42 gemeinsam einen Gleitlagersitz des Nockenrotors 4 auf dem Lagerzapfen 2 bilden. Wie eingangs erwähnt, besteht ein charakteristisches Merkmal dieses Sperrflügelpumpentyps darin, dass das Nockenprofil 41 zugleich die Lagerung des Nockenrotors 4 übernimmt, sodass diese Bauform auf eine Pumpen- bzw. Rotorwelle im herkömmlichen Sinne verzichtet. Die flache Bauhöhe wird somit unteranderem durch den Wegfall einer herkömmlichen Wellenlagerung in axialer Erstreckung des Rotors erzielt. Die Nockenerhebungen 43 erheben sich von der Umfangsfläche 24 des
Lagerzapfens 2 radial nach außen und bilden somit im Rotorkörper radiale Hohlräume zur Umfangsfläche 24 des Lagerzapfens 2. Da der Nockenrotor 4 stirnseitig von den Wandflächen der Pumpenkammer 10 eingegrenzt ist, bilden die radialen Hohlräume der Nockenerhebungen 43 in dem Rotorkörper räumlich abgeschlossene Nockenkammern 40. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, ist der Sperrflügel 3 in dem Führungsschlitz 23 diametral zwischen den Flächen des Nockenprofils 41 eingesetzt. Während einer Drehbewegung des Nockenrotors 4 umkreisen die Nockenkammern 40 den Lagerzapfen 2, wobei der Sperr flügel 3 mit abgerundeten Kontaktflächen an den Enden in Gleitkontakt zu dem Nockenprofil 41 steht. Während der Drehbewegung des Nockenrotors 4 passieren die drei Nockenkammern 40 abwechselnd die beiden Enden des Sperr flügels.
An jedem Übergangsverlauf von einer Nockenerhebung 43 einer Nockenkammer 40 auf ein darauffolgendes Kreisbogensegment 42 wird das betreffende Ende des Sperrflügels 3 von dem Nockenpro fil 41 bis zur Umfangsfläche 24 des Lagerzapfens 2 in den Führungsschlitz 23 zurückgeschoben, sodass das Kreisbogensegment 24 in der Funktion als Gleitlagersitz des Nockenrotors 4 auf der Umfangsfläche 24 über den Führungsschlitz 23 hinweggleiten kann. Zeitgleich erfolgt diametral ein Übergangsverlauf von einem Kreisbogensegment 42 auf eine Nockenerhebung 43 einer Nockenkammer 40, wobei das andere Ende des Sperr flügels 3 durch dieselbe zuvor genannte Verschiebung in dem Führungsschlitz 23 aus der Umfangsfläche 24 des Lagerzapfens 2 heraustritt und der Nockenerhebung 43 folgt. Somit ergibt sich im Zusammenspiel der zeitgleichen Übergansverläufe eine an beiden Enden des Sperr flügels 3 entlang der Kontur des Nockenprofils 41 geführte oszillierende Verschiebungsbewegung des Sperrflügels 3.
Wenn der Sperrflügel 3 in eine Nockenkammer 40 gleitet, wird diese in einen davorliegenden und einen dahinterliegenden Teil abgetrennt. Das Volumen des dahinterliegende Teils der Nockenkammer 40 nimmt mit fortlaufender Drehbewegung zu, wodurch ein Unterdruck erzeugt wird. In der stirnseitigen Wand der Pumpenkammer 10, die durch den Gehäusedeckel 11 gebildet wird, ist innerhalb eines radialen Bereichs der Nockenerhebung 43, in Drehrichtung hinter dem Sperrflügel 3 ein Einlass 12 ausgebildet. Das geförderte Schmieröl, das über einen nicht dargestellten Flanschanschluss an dem Gehäuse einer Verbrennungsmaschine aus dem Förderkreislauf zugeführt wird, strömt bedingt durch den zeitweise erzeugten Unterdruck über den stirnseitigen Einlass 12 im Gehäusedeckel 1 1 in den zunehmenden Teil der Nockenkammern 40 hinter dem Sperr flügel 3 und füllt diese schließlich auf. Während die Nockenkammer 40 von dem Sperrflügel 3 entlang der Kontur der Nockenerhebung 43 ausgestrichen wird, nimmt das Volumen des davorliegenden Teils ab, wodurch ein Überdruck erzeugt wird. Innerhalb des radialen Bereichs der Nockenerhebung 43 ist in Drehrichtung vor dem Sperr flügel 3 ein Auslass 13 in der stirnseitigen Wand der Pumpenkammer 10 ausgebildet. Die Füllung des Schmieröls in der Nockenkammer 40 wird in dem vorgelagerten Teil von dem Sperr flügel verdrängt und unter Druck durch den Auslass 13 befördert. Am gegenüberliegenden Ende des Sperr flügels 3 ist eine spiegelbildliche bzw. punktsymmetrische Anordnung des Einlasses 12 und des Auslasses 13 ausgebildet. In dem Aufbau der dargestellten AusfÜhrungsform mit drei Nockenkammern 40 und einem Sperrflügel 3 ergeben sich somit 6 zeitgleiche Ansaug- und Ausstoßzyklen pro Rotorumdrehung. Aufgrund der alternierend ineinander verlaufenden Zyklen tritt hierbei, über einen gesamten Pumpenausgang betrachtet, eine äußerst geringe Pulsation des Ausgangsdrucks auf.
Die Nockenkammern 40 sind durch Spaltdichtungen abgedichtet. Eine Spaltdichtung am Gleitlagersitz zwischen den Nockenkammern 40 ist über den radialen Abstand zwischen dem Kreisbogensegmenten 42 und der Umfangsfläche 24 eingestellt. Eine weitere Spaltdichtung zwischen den linienförmigen Flächen 46 an den Stirnseiten des Nockenrotors 4 und den gegenüberliegenden Wandoberflächen der Pumpenkammer 10 ist über die axiale Länge des Lagerzapfens eingestellt. Eine weitere Spaltdichtung zwischen den Kontaktflächen des Sperr flügels 3 und der Kontur des Nockenprofils 4 ist über die Länge des Sperrflügels 3 eingestellt.
Die Spaltdichtungen bieten durch Auswahl eines präzise eingestellten Spaltmaßes einen ausreichenden Durchdringungswiderstand gegenüber dem zu fördernden Schmieröl. Für die Filterpumpe in dem vorliegenden Anwendungsbeispiel als Ölpumpe eines Verbrennungsmotors ist ein Pumpendruck von etwa 2 bis 5 bar vorgesehen. Für diesen Druckbereich ist eine Ausführung der Spaltabdichtungen mit einem Spaltmaß von nicht mehr als 30 μπι ausreichend In anderen Anwendungsfällen mit höheren Drücken, wie beispielsweise einer
Getriebepumpe mit einem Arbeitsdruck von etwa 20 bar, beträgt das Spaltmaß zwischen 10 μηι und 20 μηι, und für hydraulische Anwendungen kann ein Spaltmaß von etwa 10 μπι zweckmäßig sein.
Das Spaltmaß hängt ferner von der Strecke des Dichtungsspalts, wie z.B. der Länge des Kreisbogensegments 42 ab. Insofern kann das Spaltmaß am Gleitlagersitz in Anbetracht einer ausreichenden Strecke des Dichtungsspalts auf einen abweichenden, bezüglich einer Schmierfilmbildung optimierten, Wert ausgelegt sein.
Das Nockenprofi 1 41 weist keine tangentialen Übergänge sondern einen Kurvenverlauf mit Splines auf. Die Rundung der Kontakt flächen des Sperrflügels 3 ist auf diesen Kurvenverlauf abgestimmt, sodass eine hertzsche Pressung zwischen diesen verringert ist.
Wie in den Figuren 4A, 4B, 5 und 6 zu sehen ist, weisen die hohlzylindrische Pumpenkammer 10 und der Lagerzapfen 2 in axialer Erstreckung dieselbe Länge auf. Ebenso weist der Rotor 4 in axialer Erstreckung im Wesentlichen, d.h. bis auf das beidseitige Spaltmaß der Spaltabdichtungen, dasselbe Maß auf. Somit grenzen die Stirnwände der hohlzylindrischen Pumpenkammer 10 die rotierenden Nockenkammern 40 in den Nockenkurven 43 beidseitig des Rotors 4 ein.
Die Figuren 4A und 4B zeigen eine erste Ausführungsform der elektrisch angetriebenen Flüssigkeits-Filterpumpe mit einem Filterelement 6A der handelsüblichen Normbezeichnungen H-Typ, HU-Typ zur Filterung eines Hauptstroms in einem ölkreislauf, wie beispielsweise in einem Verbrennungsmotor. Prinzipiell ist diese Ausführungsform ebenso mit einem Filterelement vom PF-Typ zur Filterung eines Nebenstroms, oder, für hydraulische Anwendungen mit höherem Druckbereich, mit einem HD-Typ kombinierbar. Ein solches Filterelement 6A weist keine Ummantelung auf und besteht lediglich aus einem sterngefalteten papier- oder vliesähnlichen Filtermedium 60 in hohlzylindrischer Form, das zwischen zwei Endscheiben eingefasst ist. Das Filtermedium 60 wird von außen nach innen durchströmt, wobei die radial außenliegende Seite als Rohseite 62 und die radial innenliegende Seite als Reinseite 63 bezeichnet wird. Die erste Ausführungsform weist eine Filterkammer 16 auf, die zu der Seite, die der Pumpenkammer 10 gegenüberliegt, als verlängerte Erstreckung des zylindrischen Gehäusezylinders 1 a über den Gehäuseboden lb hinaus ausgebildet ist. Ein Filterdeckel 18 mit einem innenliegenden Zapfen 71 wird mittels eines Gewindes in die Filterkammer 16 eingeschraubt, um diese zu verschließen. An der Außenseite des Filterdeckels 18 ist ein Vorsprung in Form eines Sechskants oder einer sonstigen Form zum Ansetzen eines Werkzeugs wie einem Gabelschlüssel bzw. einer Knarre ausgebildet.
In dem Bereich, an dem der Kanal 7 aus dem Gehäuseboden lb heraustritt, erstreckt sich ein rohrförmiger Stumpf als Fortsatz 17 des Kanals 7. Der Durchmesser ist auf den Innendurchmesser der Reinseite 63 eines bestimmten Typs des Filterelements 6A abgestimmt. Um den Fortsatz 17 herum sind ein Federteller 72 und eine Druckfeder 73 zum Gehäuseboden lb hin angeordnet. Ferner treten zwei Auslässe 13 von der Pumpenkammer 10 durch den Gehäuseboden lb hindurch in die Filterkammer 16 ein. Zum Einsetzen des Filterelements 6A wird dieses in die Filterkammer 16 geschoben, wobei der Federteller 71 gegen die Druckfeder 73 vorgespannt wird. Eine zentrale Rücklauföffnung 64 einer Endscheibe des Filterelements 6A umschließt den Fortsatz 17, sodass der Innenraum der Reinseite 63 des Filtermediums 60 mit dem Kanal 7 in Verbindung steht. Danach wird der Filterdeckel 18 in die Filterkammer eingeschraubt, wobei der Zapfen 71 die Rücklauföffnung 64 der gegenüberliegenden Endscheibe des Filterelements 6A durchgreift. Dadurch wird der Innenraum der Reinseite 63 des Filtermediums 60 zu dem radial außenliegenden Abschnitt der Filterkammer auf der Rohseite 62 abgedichtet. Wie in Fig. 4A anhand der Pfeile dargestellt ist, wird das Schmieröl durch die
Einlasse 12 in dem Gehäusedeckel 1 1 in die Nockenkammern 40 des drehenden Rotors 4 angesaugt. In Fig. 4B ist durch Pfeile dargestellt, dass das durch die Nockenkammern 40 geförderte Schmieröl durch die Auslässe 13 in die Filterkammer 16 ausgestoßen wird und in einen umgebenden Mantelbereich zwischen dem Gehäusezylinder la und dem Filterelement 6A gelangt. Dabei strömt das Schmieröl die Rohseite 62 des Filtermediums 60 an und durchströmt selbiges radial nach innen gerichtet durch die Lamellen des sterngefalteten Filtermediums 60. Nach einem Durchtritt aus der Reinseite 63 strömt das gefilterte Schmieröl in Richtung der Rücklaufö fnung 64 an dem Kanal 7 zentral durch das Pumpengehäuse 1 und den Lagerzapfen 2 zurück zum Förderkreislauf in dem nicht dargestellten Verbrennungsmotor.
Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der elektrisch angetriebenen Flüssigkeits- Filterpumpe mit einem als Filterpatrone 6B ausgebildeten Wechselfilter der handelsüblichen Normbezeichnungen W-Typ zur Filterung eines Hauptstroms in einem Ölkreislauf wie beispielsweise in einem Verbrennungsmotor. Ferner kann die zweite Ausführungsform ebenso für Anwendungen in höheren Druckbereichen mit einem Wechselfilter vom WD- oder WH-Typ kombiniert werden. Eine solche Filterpatrone 6B weist ebenfalls ein sterngefaltetes papier- oder vliesähnliches Filtermedium 60 wie das Filterelement 6A in der ersten Ausführungsform auf. Zudem weist die Filterpatrone 6B insbesondere eine eigene Ummantelung 61 mit einer stirnseitigen Flanschwand 65 auf. In der Flanschwand 65 sind Einlassöffnungen 66 und eine zentrale Rücklauföffnung 64 mit einem Innengewinde ausgebildet.
Die zweite Ausführungsform weist anstelle der Pumpenkammer 16 einen Kragen 19 auf, der von der Stirnseite des Gehäusebodens lb hervorsteht. Der Fortsatz 17 weist ein Außengewinde 70 auf, das auf das Innengewinde der Rücklaufoffnung 64 eines bestimmten Typs der Filterpatrone 6B abgestimmt ist. Zur Montage der Filterpatrone 6B wird diese lediglich mittels der Schraubverbindung auf den Fortsatz 17 aufgeschraubt. Konzentrisch um den Fortsatz 17 begrenzt der Kragen 19 einen ringförmigen
Hohlraum zwischen dem Gehäuseboden lb und der Flanschwand 65 der Filterpatrone 6B. Im Bereich des Kragens 19 ist zusätzlich ein Dichtungsring 67 zur Abdichtung des ringförmigen Hohlraums vorgesehen. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform, bei welcher das Filterelement 6A durch einen Mantelbereich in der Filterkammer 16 angeströmt wird, fließt das öl bei der zweiten Ausführungsform zunächst in dem ringförmigen Hohlraum innerhalb des Kragens 19 von den beiden Auslässen 13 des Pumpengehäuses 1 zu den Einlassöffnungen 66 in der Flanschwand 65 der Filterpatrone 6B. Nach Eintritt in die Filterpatrone 6B strömt das öl die Rohseite 62 des Filtermediums 60 innerhalb der Ummantelung 61 der Filterpatrone 6B an. Wie der Figur 5 zu entnehmen ist, verläuft der übrige Strömungsverlauf vergleichbar wie in der beschriebenen ersten Ausführungsform.
Die erfindungsgemäße Filterpumpe kann anstatt mit einem geschlossenen Förderkreislauf ebenso mit einer Fördertrecke wie einer Kraftstoffleitung, die sich von einem Tank zu einer Einspritzanlage erstreckt, verbunden sein. Im Falle einer Anwendung zur Förderung und Filterung eines Kraftstoffs kann die Filterpumpe der ersten Ausführungsform mit einem Filterelement 6A der handelsüblichen Nonnbezeichnung P-Typ oder einem BFU-Typ zur Vorfilterung kombiniert werden. Die Filterpumpe der zweiten Ausführungsform kann in diesem Fall mit einer Filterpatrone 6B vom WK-Typ, oder bei höheren Betriebsdrücken mit einem WDK-Typ kombiniert werden.
Fig. 6 zeigt eine Schaltung eines Regelungssystems, durch welches die erfindungsgemäße Filterpumpe bzw. die elektrisch angetriebene Flüssigkeits- Verdrängerpumpe angesteuert werden kann. Ein Drucksensor 9 ist in einer nicht dargestellten ölkulisse bzw. eines Eingangsbereichs des Förderkreislaufs in der Verbrennungsmaschine angeordnet und erfasst einen Druck des geförderten Schmieröls, das durch den Rücklauf aus dem Kanal 7 der Filterpumpe zurück in den Förderkreislauf gespeist wird. Der Druck, der von dem Drucksensor 9 erfasst wird, wird an eine Ansteuervorrichtung 8 des elektrischen Pumpenantriebs ausgegeben. In dem vorliegenden Fall eines Systems mit Verbrennungsmaschine, ist die Ansteuervorrichtung 8 in einem Motorsteuergerät des Verbrennungsmotors integriert. Durch die Implementierung einer geeigneten Regelungsfunktion in der Ansteuervorrichtung können die Statorspulen derart angesteuert werden, dass der resultierende Drehmomentverlauf innerhalb einer Rotorumdrehung einen zyklisch pulsierenden Verlauf des Ausgangsdrucks der Pumpe, der durch das Prinzip einer Verdrängerpumpe mit diskreten Kammern bedingt ist, kompensiert wird. Die funktionalen Pumpenbauteile, wie insbesondere der Nockenrotor 4 und der
Lagerzapfen 2 sind als Sinterteile pulvermetallurgisch gefertigt. Die Sinterteile werden anschließend gehärtet und gefräst. Der Führungsspalt 23 des Lagerzapfens 2 sowie die Maße und Flächen, an denen die Spaltdichtungen vorgesehen sind, d.h. insbesondere das axiale Längenmaß und der Durchmesser des Lagerzapfens 2, die linienförmigen Flächen 46 und die Kontur des Nockenprofils, werden anschließend auf Maß geschliffen. Dieses Herstellungsverfahren ermöglicht eine maßhaltige Fertigung und stellt eine geeignete Ausgangsbasis zur Umsetzung von präzise eingestellten Spaltdichtungen dar. Ferner weisen die gehärteten Sinterteile eine hohe Verschleißfestigkeit und, bei entsprechender Oberflächenpolitur, eine geringe Verlustreibung an den Kontaktflächen auf.
Da an den Spaltdichtungen eine geringe Leckage auftritt, weisen die dargestellten Ausführungsformen den Aufbau eines Nassläufers auf. Durch einen Spalttopf zwischen dem Nockenrotor 4 und dem Stator 5, der den Stator 5 zum radial äußeren Bereich des Pumpengehäuses 1 einschließt, kann der Aufbau der dargestellten Ausführungsformen jedoch ebenso als Trockenläufer realisiert werden.
In einer alternativen Variante kann der Nockenrotor 4 aus einem weichmagnetischen gestapelten Blechpaket gebildet werden. Anderenfalls kann der Nockenrotor 4 nicht aus weichmagnetischem Material bestehen und am Außenumfang mit Permanentmagnetkörpern bestückt sein.
Ferner können je nach Anwendungsgebiet und Eigenschaften des zu fördernden Mediums (z.B. korrosive Medien) einzelne Bauteile auch aus keramischen Werkstoffen gefertigt sein.
Für eine Anwendung mit einem ölfiltertyp wie einem Wechselfilter vom WP-Typ, in dem der geförderte ölstrom in einen Hauptstrom und einen Nebenstrom getrennt wird, kann der Kanal 7 eine Partitionierung zur getrennten Rückführung der beiden Ströme aufweisen, die mittels einer im Querschnitt des Kanals 7 verlaufenden Trennwand ausgebildet ist. Außerdem ist die Bauform nicht auf einen Führungsschlitz begrenzt, sondern kann zwei oder drei Führungsschlitze 23 mit jeweils zweigeteiltem Sperrflügel 3 aufweisen. Ebenso kann der Nockenrotor 4 fünf oder sieben Nockenkammern 40 bilden. Darüber hinaus kann der Nockenrotor 4 eine gerade Anzahl an Nockenkammern 40 aufweisen, wenn sich die Sperrflügel 3 nicht diametral erstrecken, sondern kürzer ausgebildet und federnd gelagert sind.

Claims

Ansprüche
Elektrisch angetriebene Flüssigkeits-Filterpumpe mit einem Flüssigkeitsfilter (6A, 6B) und einer elektrisch angetriebenen Flüssigkeits-Verdrängerpumpe zum Fördern eines flüssigen Mediums in einem Förderkreislauf oder wenigstens einer Förderstrecke, aufweisend: ein Pumpengehäuse (1 , 1 1 ) mit einer hohlzyl i ndri sehen Pumpenkammer (10) und wenigstens einem Einlass (12) und wenigstens einem Auslass (13), die jeweils an einer Stirnseite der hohlzylindrischen Pumpenkammer (10) ausgebildet sind; einen zylindrischen Lagerzapfen (2), der sich konzentrisch zur Mittelachse der hohlzylindrischen Pumpenkammer (10) über deren axiale Länge erstreckt, und wenigstens einen entlang zumindest eines Teils des Durchmessers des Lagerzapfens (2) verlaufenden Führungsschlitz (23) aufweist, in dem wenigstens ein Sperrflügel (3) in dessen Längsrichtung verschieblich aufgenommen ist; einen Rotor (4), der konzentrisch zur Mittelachse der hohlzylindrischen Pumpenkammer (10) angeordnet ist und sich über deren axiale Länge erstreckt, mit einem innenliegenden Nockenprofil (41 ), wobei das Nockenprofil (41) radial nach innen gerichtete Krei sbogensegmente (42) aufweist, durch die der Rotor (4) auf einer Umfangsfläche (24) des zylindrischen Lagerzapfens (2) um diesen herum drehbar gelagert ist, und radial nach außen gerichtete Nockenkurven (43) aufweist, die sich von der Umfangsfläche (24) erheben und Nockenkammern (40) zwischen den Stirnflächen der hohlzylindrischen Pumpenkammer (10) bilden; einen konzentrisch in der hohlzylindrischen Pumpenkammer (10) angeordneten Stator (5) mit Statorspulen (50), der den Rotor (4) umgibt; wobei ein Ende des wenigstens einen Sperr flügels (3) über die axiale Länge der Pumpenkammer (10) mit dem Nockenprofil (41) in Kontakt steht und das Volumen einer passierenden Nockenkammer (40) während einer Drehbewegung des Rotors (4) in einen abnehmenden Teil und einen zunehmenden Teil abtrennt, wodurch das flüssige Medium durch wenigstens einen Einlass (12) und wenigstens einen Auslass (13) beidseitig des einen Endes des einen Sperrflügels (3) gefordert wird; dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Einlass (12) und der wenigstens eine Auslass (13) an gegenüberliegenden Stirnseiten der hohlzylindrischen Pumpenkammer (10) aus dem Pumpengehäuse (1 , 1 1) austreten; und sich ein Kanal (7) durch das Pumpengehäuse (1 , 1 1) und den Lagerzapfen (2) hindurch erstreckt, der, auf einer Seite des Pumpengehäuses (1, 1 1), ein Ende eines Filterkreislaufs, der durch den Flüssigkeitsfilter (6A, 6B) verläuft, und, auf der gegenüberliegenden Seite des Pumpengehäuses (1 , 1 1), ein Ende des Förderkreislaufs oder der Förderstrecke mit einander verbindet; wobei das andere Ende des Filterkreislaufs und das andere Ende des Förderkreislaufs oder der Förderstrecke jeweils mit einem von dem wenigstens einen Einlass (12) und dem wenigstens einen Auslass (13) verbunden ist.
Elektrisch angetriebene Flüssigkeits-Filterpumpe nach Anspruch 1 , wobei der Flüssigkeitsfilter (6A, 6B) ein radial von außen nach innen durchströmtes Filtermedium (60) mit ringförmigem Querschnitt, einer radial äußeren Rohseite (62) und einer radial inneren Reinseite (63), aufweist, das mit dem Pumpengehäuse (1 , 1 1 ) stirnseitig fixiert ist, wobei der wenigstens eine Auslass (13) des Pumpengehäuses (1, 1 1) einen Zulauf aus einem Förderkreislauf zu der Rohseite
(62) des Filtermediums (60) bildet, und der Kanal (7) einen Rücklauf der Reinseite
(63) des Filtermediums (60) zu einem Förderkreislauf bereitstellt.
Elektrisch angetriebene Flüssigkeits- Verdrängerpumpe zum Fördern eines flüssigen Mediums in einem Förderkreislauf oder einer Förderstrecke, insbesondere zur Verwendung in einer elektrisch angetriebenen Flüssigkeits-Filterpumpe nach Anspruch 1 oder 2, aufweisend: ein Pumpengehäuse (1, 1 1 ) mit einer hohlzylindrischen Pumpenkammer (10) und wenigstens einem Einlass (12) und wenigstens einem Auslass (13), die jeweils an einer Stirnseite der hohlzylindrischen Pumpenkammer (10) ausgebildet sind; einen zylindrischen Lagerzapfen (2), der sich konzentrisch zur Mittelachse der hohlzylindrischen Pumpenkammer (10) über deren axiale Länge erstreckt, und wenigstens einen diametral im Durchmesser des Lagerzapfens (2) verlaufenden Führungsschlitz (23) aufweist, in dem wenigstens ein Sperrflügel (3) in dessen Längsrichtung verschieblich aufgenommen ist; einen Rotor (4), der konzentrisch zur Mittelachse der hohlzylindrischen Pumpenkammer (10) angeordnet ist und sich über deren axiale Länge erstreckt, mit einem innenliegenden Nockenprofil (41 ), das Kreisbogensegmente (42) aufweist, durch die der Rotor (4) auf einer Umfangsfläche (24) des zylindrischen Lagerzapfens (2) um diesen herum drehbar gelagert ist, und Nockenkurven (43) aufweist, die sich von der Umfangsfläche (24) erheben und Nockenkammern (40) zwischen den Stirnflächen der hohlzylindrischen Pumpenkammer (10) bilden; einen konzentrisch in der hohlzylindrischen Pumpenkammer (10) angeordneten Stator (5) mit Statorspulen (50), der den Rotor (4) umgibt; wobei ein Ende des wenigstens einen Sperrflügels (3) über die axiale Länge der Pumpenkammer (10) mit dem Nockenprofi 1 (41) in Kontakt steht und das Volumen einer passierenden Nockenkammer (40) während einer Drehbewegung des Rotors (4) in einen abnehmenden Teil und einen zunehmenden Teil abtrennt, wodurch das flüssige Medium durch wenigstens einen Einlass (12) und wenigstens einen Auslass (13) beidseitig des einen Endes des einen Sperrflügels (3) gefördert wird; dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Einlass (12) und der wenigstens eine Auslass (13) an gegenüberliegenden Stirnseiten der hohlzylindrischen Pumpenkammer (10) aus dem Pumpengehäuse (1, 1 1) austreten; und sich ein Kanal (7) durch das Pumpengehäuse (1 , 11) und den Lagerzapfen (2) hindurch erstreckt, durch den Abschnitt des Förderkreislaufs oder der Förderstrecke führbar ist.
4. Elektrisch angetriebene Flüssigkeits- Verdrängerpumpe nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Kanal (7) einen Fortsatz (17) aufweist, der von dem Pumpengehäuse (1, 1 1) hervorsteht.
5. Elektrisch angetriebene Flüssigkeits- Verdrängerpumpe nach Anspruch 4, wobei der Kanal (7) oder der Fortsatz (17) einen Gewindeabschnitt (70) aufweist.
6. Elektrisch angetriebene Flüssigkeits- Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei an dem Pumpengehäuse (1 , 1 1) eine Filterkammer (16) ausgebildet ist, in der ein Flüssigkeitsfilter (6A, 6B) aufnehmbar ist, wobei der wenigstens eine Auslass (13) und der Kanal (7) in die Filterkammer (16) münden, und diese durch einen Filterdeckel (18) abgeschlossen ist.
7. Elektrisch angetriebene F 1 üss igkeits- Verdrän gerpumpe nach Anspruch 6, wobei die Filterkammer ( 16) und der Filterdeckel (18) einen Gewindeabschnitt zur gegenseitigen Fixierung aufweisen.
8. Elektrisch angetriebene Flüssigkeits- Verdränger umpe nach Anspruch 6 oder 7, wobei an dem Filterdeckel (18) ein Zapfen (71 ) ausgebildet ist, der dem Fortsatz (17) des Kanals (7) in der Filterkammer (16) axial entgegensteht.
9. Elektrisch angetriebene Flüssigkeits-Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei ein scheibenförmiger Federteller (72) mit einer Druckfeder (73), die den Federteller (72) gegen das Pumpengehäuse (1 , 1 1) abstützt, in der Filterkammer (16) angeordnet ist.
Elektrisch angetriebene Flüssigkeits- Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, der Rotor (4) aus einem wei chmagneti sehen Material einteilig ausgebildet ist, und an seinem Außen umfang durch Radial spalte unterteilte Umfangssegmente als Rotorpole (45) aufweist, wobei der Rotor (4) und der Stator (5) einen Reluktanzmotor bilden.
Elektrisch angetriebene Flüssigkeits- Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Lagerzapfen (2) scheibenförmig ausgebildet ist, wobei die axiale Länge des Lagerzapfens (2) die Hälfte oder weniger, vorzugsweise ein Drittel des Durchmessers des Lagerzapfens (2) beträgt.
Elektrisch angetriebene Flüssigkeits- Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei die Nockenkammern 40 durch Spaltdichtungen abgedichtet sind, die zwischen der Umfangsfläche (24) des Lagerzapfens (2) und den Kreisbogensegmenten (42) des Nockenprofils (41), und/Oder stirnseitigen zwischen dem Rotors (4) und axial gegenüberl i egenden Oberflächen der Pumpenkammer (10), und/oder Endflächen des Sperrflügels (3) und der fortlaufenden Kontur des Nockenprofils (41) ausgebildet sind.
Elektrisch angetriebene Flüssigkeits- Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei ein Spaltmaß einer Spaltdichtung weniger als 50 μτη, vorzugsweise weniger als 40 μπι, besonders bevorzugt weniger als 30 μπι, und bei einem Förderdruck von mehr als 10 bar vorzugsweise weniger als 20 μηι, beträgt.
Elektrisch angetriebene Flüssigkeits- Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Lagerzapfen (2) und der Rotor (4) aus einem gehärteten Sinterteil gebildet sind.
15. System zur Regelung einer elektrisch angetriebenen Flüssigkeits- Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, ferner aufweisend eine Ansteuervorrichtung (8), die eine Leistungszufuhr zu den einzelnen Statorspulen (50) in Abhängigkeit eines Verhältnisses zwischen einem Drehmoment des Antriebs und einem Drehwinkel des Rotors (4) steuert, und einen Drucksensor (9), der einen Druck ausgangseitig des Kanals (7) in dem Förderkreislauf erfasst, und an die Ansteuervorrichtung (8) ausgibt; wobei die Ansteuervorri chtung (8) einen Drehmomentverlauf über eine Rotorumdrehung in Abhängigkeit eines Ausgangsdruckverlaufs über eine Rotorumdrehung regelt.
16. Verfahren zur Herstellung einer elektrisch angetriebenen Flüssigkeits- Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Sintern von Körpern jeweils für den Lagerzapfen (2) und den Rotor (4), Härten der gesinterten Körper, und
Schleifen der gehärteten Körper jeweils auf das Maß der Abmessungen des Lagerzapfens (2) und des Rotors (4) sowie das Maß der Kontur des Nockenprofils (41).
PCT/EP2016/062263 2015-06-05 2016-05-31 Elektrisch angetriebene flüssigkeits-filterpumpe und elektrisch angetriebene flüssigkeits-verdrängerpumpe zur verwendung in der flüssigkeits-filterpumpe Ceased WO2016193262A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115698509A (zh) * 2020-06-17 2023-02-03 博泽沃尔兹堡汽车零部件欧洲两合公司 压缩机模块以及电动的制冷剂压缩机

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020112646A1 (de) * 2020-05-11 2021-03-18 Audi Aktiengesellschaft Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19511450A1 (de) * 1995-03-29 1996-10-02 Argo Gmbh Fuer Fluidtechnik Nebenstromfilteraggregat
US20080190870A1 (en) * 2007-02-14 2008-08-14 Levitronix, Llc Filter and pump unit, filter and pump apparatus having such a unit and also method for filtering out
WO2010034491A2 (de) * 2008-09-27 2010-04-01 Hydac Filtertechnik Gmbh Vorrichtung zu abzweigen eines fluidischen teilstroms
US20120000841A1 (en) * 2007-10-17 2012-01-05 Caterpillar Inc. Canister filter system with drain that cooperates with filter element
US20120051955A1 (en) 2009-02-26 2012-03-01 Gil Hadar Integrated electric vane oil pump
DE102012023000A1 (de) 2011-12-21 2013-06-27 Richstone Ltd. Strömungsmaschine mit rotierendem Nockenring
DE102013205442A1 (de) * 2013-03-27 2014-10-02 Robert Bosch Gmbh Pumpe mit Elektromotor
WO2014206339A1 (en) * 2013-06-28 2014-12-31 Eaton Corporation Control system and method of a vfd-based pump and pump system

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19511450A1 (de) * 1995-03-29 1996-10-02 Argo Gmbh Fuer Fluidtechnik Nebenstromfilteraggregat
US20080190870A1 (en) * 2007-02-14 2008-08-14 Levitronix, Llc Filter and pump unit, filter and pump apparatus having such a unit and also method for filtering out
US20120000841A1 (en) * 2007-10-17 2012-01-05 Caterpillar Inc. Canister filter system with drain that cooperates with filter element
WO2010034491A2 (de) * 2008-09-27 2010-04-01 Hydac Filtertechnik Gmbh Vorrichtung zu abzweigen eines fluidischen teilstroms
US20120051955A1 (en) 2009-02-26 2012-03-01 Gil Hadar Integrated electric vane oil pump
DE102012023000A1 (de) 2011-12-21 2013-06-27 Richstone Ltd. Strömungsmaschine mit rotierendem Nockenring
US20130183171A1 (en) * 2011-12-21 2013-07-18 Richstone Limited Rotary Cam Ring Fluid Machine
DE102013205442A1 (de) * 2013-03-27 2014-10-02 Robert Bosch Gmbh Pumpe mit Elektromotor
WO2014206339A1 (en) * 2013-06-28 2014-12-31 Eaton Corporation Control system and method of a vfd-based pump and pump system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115698509A (zh) * 2020-06-17 2023-02-03 博泽沃尔兹堡汽车零部件欧洲两合公司 压缩机模块以及电动的制冷剂压缩机

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