Die Erfindung betrifft eine elektrisch angetriebene Maschine, insbesondere Pumpe, mit einem Elektromotor, der einen auf einer Rotorwelle angeordneten Rotor umfasst, der in einem Stator drehbar ist, der mit einem Statorgehäusekörper aus einem Kunststoffmaterial umspritzt ist, und mit zwei Lagern, um die Rotorwelle mit dem Rotor axial und radial zu lagern.

Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 20 2011 100 921 U1 und der internationalen Offenlegungsschrift WO 2012/156360 A1 ist ein Elektromotor, insbesondere ein Außenläu fermotor zum Antrieb eines Ventilators, mit einem Stator, mit einem Rotor und mit einem Gleit lager für eine Welle des Rotors bekannt, wobei das Gleitlager ein aus einem Kunststoff gebil detes Lagerelement mit mindestens einer Gleitfläche aufweist, die relativ beweglich mit einer Gegengleitfläche gepaart ist, wobei zur Lagerung der Welle des Rotors in einem Lagertrag rohr Gleitlager mit aus Kunststoff gebildeten Lagerelementen vorgesehen sind, wobei mindes tens ein Lagerelement durch einen integralen Bestandteil des Stators oder einer Statorbuchse gebildet oder an dem Stator oder der Statorbuchse angespritzt sein kann. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2011 121 935 A1 ist eine elektrische Maschine mit einem Rotor bekannt, der mit einer Welle oder Achse verbunden ist, die in einem Lager drehbar gelagert ist, und mit einem Stator, der zusammen mit einer Lagerbüchse in einem spritzgegossenen Gehäuse aus Kunststoff angeordnet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrisch angetriebene Maschine, insbesondere Pumpe, mit einem Elektromotor, der einen auf einer Rotorwelle angeordneten Rotor umfasst, der in einem Stator drehbar ist, der mit einem Statorgehäusekörper aus einem Kunststoff material umspritzt ist, und mit zwei Lagern, um die Rotorwelle mit dem Rotor axial und radial zu lagern, konstruktiv, insbesondere im Hinblick auf eine unerwünscht lange Toleranzkette bei der Ro torwellenlagerung, zu verbessern.

Die Aufgabe ist bei einer elektrisch angetriebenen Maschine, insbesondere Pumpe, mit einem Elektromotor, der einen auf einer Rotorwelle angeordneten Rotor umfasst, der in einem Stator drehbar ist, der mit einem Statorgehäusekörper aus einem Kunststoffmaterial umspritzt ist, und mit zwei Lagern, um die Rotorwelle mit dem Rotor axial und radial zu lagern, dadurch ge löst, dass die Rotorwelle mit einem Radial-Axial-Gleitlager radial und axial sowohl in Richtung eines rotierenden Maschinenelements als auch in der entgegengesetzten axialen Richtung gelagert ist. Die elektrisch angetriebene Maschine ist insbesondere als elektrisch angetriebe ne Pumpe ausgeführt. Dann handelt es sich bei dem rotierenden Maschinenelement vor zugsweise um ein rotierendes Pumpenelement, wie einen Impeller. Die Pumpe ist zum Bei spiel als Wasserpumpe ausgeführt und wird mit dem Impeller auch als Impellerpumpe be zeichnet. Der Statorgehäusekörper kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Der Stator kann ganz oder teilweise mit dem Kunststoff material umspritzt sein. Der Begriff axial bezieht sich auf eine Drehachse des Rotors der elektrisch angetriebenen Maschine. Axial bedeutet in Richtung oder parallel zur Drehachse des Rotors der elektrisch angetriebenen Maschine. Ana log bedeutet radial quer zur Drehachse des Rotors der elektrisch angetriebenen Maschine.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der elektrisch angetriebenen Maschine ist dadurch ge kennzeichnet, dass das Radial-Axial-Gleitlager eine Lagerbüchse mit zwei voneinander ab gewandten axialen Anlaufflächen umfasst. Das ist kostengünstig herstellbar und liefert den Vorteil, dass ein zweites Axiallager für die Rotorwelle entfallen kann. Darüber hinaus kann so eine kürzere Toleranzkette realisiert werden, um die Rotorwelle mit einem geringeren axialen Spiel zu lagern.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der elektrisch angetriebenen Maschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbüchse des Radial-Axial-Gleitlagers zusammen mit dem Stator mit dem Statorgehäusekörper aus dem Kunststoffmaterial umspritzt ist. So wird auf einfache Art und Weise ein eingegossenes Festlager mit beidseitigem axialem Anlauf ge schaffen. Die Lagerbüchse des Radial-Axial-Gleitlagers ist vorteilhaft ebenfalls aus einem Kunststoffmaterial gebildet, aber vorzugsweise aus einem anderen Kunststoffmaterial als der Statorgehäusekörper. Das Kunststoff material für die Lagerbüchse des Radial-Axial-Gleitlagers ist vorteilhaft im Hinblick auf seine tribologischen Eigenschaften ausgewählt. Das Kunststoff material für den Statorgehäusekörper ist vorteilhaft im Hinblick auf hohe Stabilität und Elastizi tät ausgewählt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der elektrisch angetriebenen Maschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbüchse des Radial-Axial-Gleitlagers mindestens ein Formschlussgeometriemerkmal aufweist, das eine stabile axiale Verankerung der Lagerbüch se in dem Statorgehäusekörper sicherstellt. Da die Lagerbüchse des Radial-Axial-Gleitlagers und der Statorgehäusekörper aus unterschiedlichen Materialien, insbesondere aus unter schiedlichen Kunststoffmaterialien, gebildet sind, kann es passieren, dass die Lagerbüchse des Radial-Axial-Gleitlagers nicht oder nicht vollständig stoffschlüssig mit dem Statorgehäu sekörper verbunden ist. Das Formschlussgeometriemerkmal umfasst zum Beispiel eine im Wesentlichen kreisringscheibenartige Rippe, die radial nach außen von der Lagerbüchse des Radial-Axial-Gleitlagers absteht. Besonders bevorzugt umfasst die Lagerbüchse des Radial- Axial-Gleitlagers zwei solche Rippen. Wenn die Rippe oder die Rippen mit dem Kunststoffma terial umspritzt ist beziehungsweise sind, dann sind axiale Relativbewegungen zwischen der Lagerbüchse und dem Statorgehäusekörper ausgeschlossen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der elektrisch angetriebenen Maschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbüchse des Radial-Axial-Gleitlagers mindestens ein Formschlussgeometriemerkmal aufweist, das eine drehfeste Verankerung der Lagerbüchse in dem Statorgehäusekörper sicherstellt. Das Formschlussgeometriemerkmal zur drehfesten Verankerung der Lagerbüchse in dem Statorgehäusekörper umfasst zum Beispiel eine recht eckige Ausnehmung in mindestens einer der vorab beschriebenen Rippen. So kann auf einfa che Art und Weise ein unerwünschtes Verdrehen der Lagerbüchse in dem Statorgehäusekör per verhindert werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der elektrisch angetriebenen Maschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbüchse des Radial-Axial-Gleitlagers als Doppelbund buchse mit einem ersten Lagerbund, an dem sich der Rotor axial abstützt, und einem zweiten Lagerbund ausgeführt ist, an dem sich eine Maschinenelementbuchse axial abstützt. Die Ma schinenelementbuchse wird auch als Pumpenelementbuchse bezeichnet, wenn die elektrisch angetriebene Maschine als elektrisch angetriebene Pumpe ausgeführt ist. Der erste Lager bund der Doppelbundbuchse ist vorteilhaft axial an einer Rotorscheibe des Rotors abgestützt. Die Rotorscheibe ist zum Beispiel aus einem metallischen Material gebildet. Die Rotorscheibe des Rotors ist vorteilhaft aus einem Stahlmaterial gebildet. Die Maschinenelementbuchse, insbesondere die Pumpenelementbuchse, ist vorteilhaft ebenfalls aus einem metallischen Ma terial gebildet, zum Beispiel einem Stahlmaterial.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der elektrisch angetriebenen Maschine ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Lagerbund der Doppelbundbuchse jeweils mindestens eine radial verlaufende Vertiefung aufweisen, die den Durchtritt eines Kühl- und/oder Schmiermediums ermöglichen. Bei dem Kühl- und/oder Schmiermedium kann es sich auch um ein Arbeitsmedium der Maschine, insbesondere Pumpe, handeln. Bei dem Arbeitsmedium der Maschine, insbesondere Pumpe, handelt es sich insbesondere um Was ser oder Öl. Das Wasser oder Öl wird nicht in Reinform verwendet, sondern vorzugsweise mit circa fünfzig Prozent eines synthetischen Zusatzes, der ein Gefrieren verhindern soll.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der elektrisch angetriebenen Maschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinenelementbuchse als Bundbuchse mit einem Bund ausgeführt ist, der axial an dem zweiten Lagerbund der Doppelbundbuchse abgestützt ist. Die Maschinenelementbuchse, insbesondere Pumpenelementbuchse, ist fest mit dem Maschi- nenelement, insbesondere dem Pumpenelement, verbunden. Die Maschinenelementbuchse mit dem Maschinenelement, insbesondere die Pumpenelementbuchse mit dem Pumpenele ment, ist wiederum fest mit der Rotorwelle verbunden. Die feste Verbindung zwischen der Maschinenelementbuchse und der Rotorwelle ist zum Beispiel durch einen Presssitz realisiert.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der elektrisch angetriebenen Maschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle auf einer dem Radial-Axial-Gleitlager abge wandten Seite des Rotors in einem Loslager nur radial gelagert ist. Das Loslager ist vorteilhaft als zweites Gleitlager ausgeführt, aber im Unterschied zu dem Radial-Axial-Gleitlager weist das zweite Gleitlager keine axiale Anlauffläche auf. Das Loslager ist vorteilhaft als reines Ra diallager ausgeführt. Das Loslager umfasst zum Beispiel eine Maschinenelementbuchse, ins besondere Pumpenelementbuchse, die in eine Wärmesenke eines Steuerungsgehäuses ein gepresst ist.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Radial-Axial-Gleitlager, eine Lagerbüchse, insbesonde re eine Doppelbundbuchse, eine Lageranordnung und/oder einen Stator, insbesondere einen Statorgehäusekörper, für eine vorab beschriebene elektrisch angetriebene Maschine, insbe sondere Pumpe. Die genannten Teile sind separat handelbar.

Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Verfahren zum Herstellen und/oder Montieren einer vorab beschriebenen Maschine, insbesondere Pumpe.

Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Werkzeug zum Herstellen einer vorab be schriebenen Maschine, insbesondere Pumpe, oder einer vorab beschriebenen Lagerbüchse, insbesondere Doppelbundbuchse.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen den Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungs beispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:

Figur 1 eine als Impellerpumpe ausgeführte elektrisch angetriebene Maschine mit einer Ro torwelle, die mit einem Radial-Axial-Gleitlager radial und axial gelagert ist, im Längsschnitt;

Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 1 mit dem Radial-Axial-Gleitlager; und

Figur 3 eine perspektivische Darstellung einer Doppelbundbuchse des Radial-Axial- Gleitlagers aus den Figuren 1 und 2.

In Figur 1 ist eine elektrisch angetriebene Maschine 1 im Längsschnitt dargestellt. Die elektrisch angetriebene Maschine 1 ist als elektrisch angetriebene Pumpe, insbesondere Wasserpumpe, ausgeführt. Die elektrisch angetriebene Pumpe 1 umfasst einen Elektromotor 3, der durch eine Pumpensteuerung 2 angesteuert wird. Die Pumpe 1 ist vorzugsweise als elektrisch angetriebene Wasserpumpe ausgeführt.

Der Elektromotor 3 umfasst einen Rotor 4, der um eine Drehachse 5 drehbar in einem Stator 6 angeordnet ist. Der Rotor 4 ist relativ zu dem feststehenden Stator 6 mit Hilfe einer Rotor welle 7 um die Drehachse 5 drehbar in einem Pumpengehäuse 10 gelagert. Die Rotorwelle 7 des Elektromotors 3 ist antriebsmäßig, in Figur 1 an ihrem linken Ende, mit einem Maschinen element 8 verbunden.

Bei dem Maschinenelement 8 handelt es sich vorzugsweise um ein Pumpenelement, insbe sondere um einen Impeller 9, der elektrisch angetriebenen Pumpe 1 , die auch als Impeller pumpe bezeichnet wird. Das Pumpengehäuse 10 umfasst einen Pumpengehäusekörper 11 , der in Figur 1 rechts zur Aufnahme der Pumpensteuerung 2 dient. Ein entsprechender Auf nahmeraum für die Pumpensteuerung 2 in dem Pumpengehäusekörper 11 ist durch einen Gehäusedeckel 12 verschlossen.

Der Pumpengehäusekörper 11 ist als Wärmesenke ausgeführt und zu diesem Zweck vorteil haft aus einem gut leitenden, metallischen Material gebildet. In dem Pumpengehäusekörper 11 ist ein Gleitlager 13 für ein in Figur 1 rechtes Ende der Rotorwelle 7 angeordnet. Das Gleit lager 13 ist als Loslager ausgeführt. Das Loslager umfasst eine Radiallagerbuchse 14, mit welcher das in Figur 1 rechte Ende der Rotorwelle 7 nur radial gelagert ist.

Der Stator 6 des Elektromotors 3 ist in einem Statorgehäuse 15 angeordnet. Das Statorge häuse 15 umfasst einen Statorgehäusekörper 16 aus einem Kunststoffmaterial 17, mit wel chem der Stator 6 umspritzt ist. Der Stator 6 umfasst ein Statorblechpaket, das in axialer Rich tung zwischen zwei Rotorscheiben 18, 19 angeordnet ist. Die Rotorscheiben 18, 19 sind zu sammen mit dem Rotor 4 drehfest mit der Rotorwelle 7 verbunden. In Figur 1 links vom Stator 6 ist die Rotorwelle 7 in einem Radial-Axial-Gleitlager 20 gelagert.

In Figur 2 ist das Radial-Axial-Gleitlager 20 für die Rotorwelle 7 in einem vergrößerten Aus schnitt dargestellt. Das Radial-Axial-Gleitlager 20 umfasst eine Lagerbüchse 21 mit zwei von einander abgewandten axialen Anlaufflächen 22, 23. Die axiale Anlauffläche 22 ist einer Ma schinenelementbuchse 24, insbesondere einer Pumpenelementbuchse 24, zugewandt.

Die Pumpenelementbuchse 24 ist als Bundbuchse mit einem Bund 25 ausgeführt, der in axia ler Richtung an der axialen Anlauffläche 22 des Radial-Axial-Gleitlagers 20 abgestützt ist. Die Pumpenelementbuchse 24 ist zum Beispiel aus einem vorzugsweise gehärteten Stahlmaterial gebildet und auf die Rotorwelle 7, die vorzugsweise ebenfalls aus einem Stahlmaterial gebil- det ist, aufgepresst. Dadurch wird die Pumpenelementbuchse 24 kraftschlüssig fest mit der Rotorwelle 7 verbunden.

Die in Figur 2 rechte axiale Anlauffläche 23 des Radial-Axial-Gleitlagers 20 ist der Rotorschei be 18 des Rotors 4 zugewandt. Die Rotorscheibe 18 des Rotors 4 ist in axialer Richtung in Fi gur 2 nach links an der axialen Anlauffläche 23 des Radial-Axial-Gleitlagers 20 abgestützt.

Aus einer Zusammenschau der Figuren 2 und 3 ergibt sich, dass das Radial-Axial-Gleitlager 20 eine Doppelbundbuchse 26 mit einem ersten Lagerbund 27 und einem zweiten Lagerbund 28 umfasst. An dem ersten Lagerbund 27 ist die axiale Anlauffläche 23 für die Rotorscheibe 18 angeordnet. An dem zweiten Lagerbund 28 ist die axiale Anlauffläche 22 für den Bund 25 der Pumpenelementbuchse 24 angeordnet.

Die Doppelbundbuchse 26 umfasst zwischen dem ersten Lagerbund 27 und dem zweiten La gerbund 28 insgesamt vier Formschlussgeometriemerkmale 31 bis 34. Bei den Formschluss geometriemerkmalen 31 , 32 handelt es sich um kreisringscheibenartige Rippen, die radial von einem im Wesentlichen kreiszylindermantelförmigen Grundkörper der Doppelbundbuchse 26 abstehen.

In axialer Richtung sind die Rippen 31 , 32 gleichmäßig voneinander und von dem ersten La gerbund 27 und dem zweiten Lagerbund 28 beabstandet. In Figur 2 sieht man, dass die Dop pelbundbuchse 26 durch das Umspritzen der Rippen 31 , 32 mit dem Kunststoffmaterial 17 in axialer Richtung stabil in dem Statorgehäusekörper 16 verankert wird.

Die Formschlussgeometriemerkmale 33, 34 sind vorteilhaft mit den Formschlussgeometrie merkmalen 31 , 32 kombiniert. Die Formschlussgeometriemerkmale 33, 34 sind als im We sentlichen rechteckige Ausnehmungen radial außen in den Rippen 31 , 32 ausgeführt. Durch Umspritzen beziehungsweise Ausspritzen der rechteckigen Ausnehmungen 33, 34 mit dem Kunststoffmaterial 17 wird die Doppelbundbuchse 26 drehfest in dem Statorgehäusekörper 16 verankert.

In Figur 3 sieht man darüber hinaus, dass in der axialen Anlauffläche 22 insgesamt drei radia le Vertiefungen 36 bis 38 vorgesehen sind. Die Vertiefungen 36 bis 38 ermöglichen den Durchtritt von Kühl- und/oder Schmiermedium in radialer Richtung. So gelangt vorteilhaft Schmier- und/oder Kühlmedium in radialer Richtung von außen nach innen zwischen die Ro torwelle 7 und die Doppelbundbuchse 26. In der axialen Anlauffläche 23 der Doppelbund buchse 26 sind analoge Vertiefungen vorgesehen, die aber in Figur 3 nicht sichtbar sind. Bezuqszeichenliste

Maschine, insbesondere Pumpe

Pumpensteuerung

Elektromotor

Rotor

Drehachse

Stator

Rotorwelle

Maschinenelement, insbesondere Pumpenelement

Impeller

Pumpengehäuse

Pumpengehäusekörper

Gehäusedeckel

Gleitlager

Radiallagerbuchse

Statorgehäuse

Statorgehäusekörper

Kunststoffmaterial

Rotorscheibe

Rotorscheibe

Radial-Axial-Gleitlager

Lagerbüchse

Anlauffläche

Anlauffläche

Maschinenelementbuchse, insbesondere Pumpenelementbuchse Bund

Doppelbundbuchse

erster Lagerbund zweiter Lagerbund

Formschlussgeometriemerkmal Formschlussgeometriemerkmal Formschlussgeometriemerkmal Formschlussgeometriemerkmal Vertiefung

Vertiefung

Vertiefung