Stand der Technik

Es ist bereits eine Pumpenvorrichtung für eine Pumpe, insbesondere für eine Kühlmittelpumpe, mit zumindest einer Rotoraufnahmeeinheit zu einer Aufnahme einer Rotoreinheit der Pumpe und mit zumindest einer Lagereinheit zu einem Lagern der Rotoreinheit in oder an der Rotoraufnahmeeinheit, wobei die Lagereinheit einen zylinderförmigen Grundkörper, dessen Mantel eine Lauffläche für die Rotoreinheit bildet, und eine Axialsicherung zu einer formschlüssigen Sicherung des Grundkörpers an der Rotoraufnahmeeinheit entlang einer Zylinderachse des Grundkörpers umfasst, vorgeschlagen worden.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einer Pumpenvorrichtung für eine Pumpe, insbesondere für eine Kühlmittelpumpe, mit zumindest einer Rotoraufnahmeeinheit zu einer Aufnahme einer Rotoreinheit der Pumpe und mit zumindest einer Lagereinheit zu einem Lagern der Rotoreinheit in oder an der Rotoraufnahmeeinheit, wobei die Lagereinheit einen zylinderförmigen Grundkörper, dessen Mantel eine Lauffläche für die Rotoreinheit bildet, und eine Axialsicherung zu einer formschlüssigen Sicherung des Grundkörpers an der Rotoraufnahmeeinheit entlang einer Zylinderachse des Grundkörpers umfasst. Es wird vorgeschlagen, dass die Axialsicherung durch zumindest eine Materialausnehmung in dem Grundkörper ausgebildet ist, in welche die Rotoraufnahmeeinheit eingreift. Die Axialsicherung ist vorzugsweise einteilig mit dem Grundkörper ausgebildet. Unter „einteilig“ soll insbesondere in einem Stück geformt verstanden werden. Vorzugsweise wird dieses eine Stück aus einem einzelnen Rohling, einer Masse und/oder einem Guss, beispielsweise in einem Spritzgussverfahren, insbesondere einem Ein- und/oder Mehrkomponenten-Spritzgussverfah- ren, hergestellt. Die Materialausnehmung ist vorzugsweise dazu vorgesehen, ein Formschlusselement der Rotoraufnahmeeinheit aufzunehmen. Die Materialausnehmung kann eine zu dem Formschlusselement komplementäre Form oder eine von dem Formschlusselement unabhängige Form aufweisen. Die Materialausnehmung kann beispielsweise als Vertiefung, als Nut, als Bohrung oder dergleichen ausgebildet sein. Die Materialausnehmung wird vorzugsweise durch zumindest eine Formschlussfläche begrenzt, die zu einem Formschluss mit dem Formschlusselement in einer Richtung parallel zu der Zylinderachse vorgesehen ist. Die Formschlussfläche weist vorzugsweise eine Normale auf, die zumindest im Wesentlichen parallel zur Zylinderachse ist und/oder zumindest eine von Null verschiedene Komponente parallel zu der Zylinderachse aufweist. Die durch die Materialausnehmung gebildete Formschlussfläche ist vorzugsweise der Lauffläche zugewandt.

Der Grundkörper weist vorzugsweise eine maximale Längserstreckung parallel zu der Zylinderachse auf. Der Grundkörper weist vorzugsweise eine maximale Quererstreckung senkrecht zu der Zylinderachse auf. Die maximale Quererstreckung ist vorzugsweise kleiner, insbesondere zumindest 10 % kleiner, bevorzugt zumindest 25 % kleiner, als die maximale Längserstreckung. Der Grundkörper weist entlang der Zylinderachse hintereinander vorzugsweise einen Sicherungsabschnitt und einen Lagerabschnitt auf. Die Lauffläche ist vorzugsweise in dem Lagerabschnitt angeordnet. Die Axialsicherung ist vorzugsweise in dem Sicherungsabschnitt angeordnet. Eine maximale Länge des Lagerabschnitts parallel zu der Zylinderachse umfasst vorzugsweise mehr als 25 %, bevorzugt mehr als 50 %, besonders bevorzugt mehr als 75 % der maximalen Längserstreckung des Grundkörpers. Vorzugsweise ist ein Querschnitt, insbesondere die Mehrzahl an Querschnitten, bevorzugt alle Querschnitte, des Lagerabschnitts senkrecht zur Zylinderachse, im Rahmen einer Fertigungstoleranz des Grundkörpers, kreisrund. Bevorzugt ist ein Durchmesser des Lagerabschnitts gleich der maximalen Quererstreckung des Grundkörpers. Eine maximale Sicherungsquererstreckung des Sicherungsabschnitts senkrecht zur Zylinderachse ist vorzugsweise kleiner oder gleich dem Durchmesser des Lagerabschnitts.

Der Sicherungsabschnitt ist vorzugsweise dazu vorgesehen, an der Rotoraufnahmeeinheit angeordnet, insbesondere befestigt, zu werden. Die Rotoreinheit umfasst vorzugsweise einen Rotor eines Elektromotors der Pumpe und ein von dem Elektromotor angetriebenes Förderelement zu einem Fördern eines Fluids, insbesondere eines Kühlmittels. Das Förderelement und der Rotor sind vorzugsweise über eine hohle Antriebswelle der Rotoreinheit verbunden. Der Grundkörper ist vorzugsweise dazu vorgesehen, innerhalb der Antriebswelle angeordnet zu werden, wobei die Zylinderachse zumindest im Wesentlichen parallel zu einer vorgesehenen Drehachse der Rotoreinheit ausgerichtet wird. Unter „im Wesentlichen parallel“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung eine Abweichung insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Der Grundkörper ist insbesondere dazu vorgesehen, mittels der Zylinderachse die Drehachse der Rotoreinheit vorzugeben. Vorzugsweise umfasst die Rotoreinheit eine Lagerbüchse, welche in der Antriebswelle drehfest mit der Antriebswelle angeordnet ist, und zu einer Aufnahme des Grundkörpers vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die Lauffläche zu einem direkten Kontakt mit der Lagerbüchse der Rotoreinheit vorgesehen. Alternativ ist die Lauffläche zu einem direkten Kontakt mit der Antriebswelle, insbesondere ohne Lagerbüchse, vorgesehen. Die Lagereinheit ist vorzugsweise dazu vorgesehen, die Rotoreinheit, insbesondere die Antriebswelle oder die Lagerbüchse, an der Lauffläche gleitend zu lagern.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Axialsicherung vorteilhaft robust ausgebildet werden. Ferner kann die Axialsicherung mit vorteilhaft einfachen und kostengünstigen Herstellungsverfahren, insbesondere Kaltschlagen, hergestellt werden. Weiterhin kann eine vorteilhaft große Fläche des Grundkörpers für die Axialsicherung verwendet werden. Weiterhin kann eine Pumpenvorrichtung mit vorteilhaft wenigen Einzelteilen bereitgestellt werden. Insbesondere kann ein Montageaufwand der Pumpenvorrichtung in einer Pumpe vorteilhaft gering gehalten werden. Darüber hinaus können Materialkosten für die Pumpenvorrichtung vorteilhaft gering gehalten werden.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Lagereinheit als kaltgeschlagener Lagerbolzen ausgebildet ist. Bevorzugt weist die Lauffläche und/oder die Axialsicherung aufgrund des Kaltschlagens eine gegenüber einem innenliegenden Kernmaterial des Grundkörpers erhöhte Härte auf. Das innenliegende Kernmaterial ist insbesondere ein Material des Grundkörpers, welches sich ausgehend von der Zylinderachse in eine Richtung senkrecht zur Zylinderachse um weniger als die Hälfte der maximalen Quererstreckung des Lagerabschnitts bzw. um weniger als die Hälfte der maximalen Sicherungsquererstreckung des Sicherungsabschnitts erstreckt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine vorteilhaft einfach und kostengünstig herstellbare, robuste Lagereinheit bereitgestellt werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Materialausnehmung ein Gewinde ausbildet, mittels welchen der Grundkörper an der Rotoraufnahmeeinheit befestigt ist. Die Materialausnehmung ist vorzugsweise als Rille ausgebildet, welche sich um die Zylinderachse windet. Vorzugsweise umfasst die Pumpenvorrichtung zumindest zwei, optional zumindest drei, baugleiche Materialausnehmungen, die sich gemeinsam um die Zylinderachse winden. Vorzugsweise ist der Sicherungsabschnitt als Schraube ausgebildet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Pumpenvorrichtung vorteilhaft separat von der Rotoraufnahmeeinheit hergestellt werden. Weiterhin kann auf eine Axialsicherung mittels einer, insbesondere separaten, Stütze an einem von dem Sicherungsabschnitt abgewandten Ende des Grundkörpers verzichtet werden, so dass ein Fluideinlass zu dem Förderelement vorteilhaft wenig blockiert wird. Insbesondere kann ein Logistikaufwand vor einer Montage der Pumpe vorteilhaft gering gehalten werden.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Lagereinheit zu einer axialen Lagerung der Rotoreinheit ein mit dem Grundkörper einteilig ausgebildetes Anschlagselement umfasst. Das Anschlagselement ist bevorzugt an dem Grundkörper an einem von der Axialsicherung abgewandten Ende des Grundkörpers, insbesondere bezüglich der Zylinderachse, angeordnet. Das Anschlagselement steht vorzugsweise über die Lauffläche hinaus. Das Anschlagselement ist vorzugsweise dazu vorgesehen, bei einer Anordnung der Lagereinheit an der Rotoraufnahmeeinheit in einen von der Rotoraufnahmeeinheit begrenzenten Aufnahmeraum zur Anordnung der Rotoreinheit hineinzuragen. Das Anschlagselement ist vorzugsweise dazu vorgesehen, beabstandet von der Rotoraufnahmeeinheit angeordnet zu werden. Das Anschlagselement ist mit dem Grundkörper bezüglich der Zylinderachse vorzugsweise konzentrisch angeordnet. Das Anschlagselement weist vorzugsweise eine maximale Anschlagsquererstreckung auf, die größer ist als die maximale Quererstreckung des Grundkörpers, insbesondere als der Durchmesser des Lagerabschnitts. Das Anschlagselement steht vorzugsweise in einer quer, insbesondere zumindest im Wesentlichen senkrecht, zur Zylinderachse verlaufenden Richtung über die Lauffläche hinaus. Das Anschlagselement bildet vorzugsweise eine zu der Zylinderachse zumindest im Wesentlichen senkrechte Anschlagsfläche aus. Das Anschlagselement ist vorzugsweise dazu vorgesehen, die Rotoreinheit, insbesondere die Lagerbüchse und/oder die Antriebswelle, parallel zu der Zylinderachse formschlüssig abzusichern. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Pumpenvorrichtung vorteilhaft bauteilarm hergestellt und in vorteilhaft wenigen Montageschritten in der Pumpe montiert werden. Ferner kann ein Axialspiel zwischen der Rotoreinheit und dem Anschlagselement vorteilhaft genau eingestellt werden, insbesondere vorteilhaft gering gehalten werden.

Ferner wird vorgeschlagen, dass das Anschlagselement eine weitere Lauffläche für die Rotoreinheit ausbildet. Die Anschlagsfläche ist bevorzugt als weitere Lauffläche, insbesondere als Axialanlauf, ausgebildet, um eine gleitende Bewegung der Rotoreinheit entlang der Anschlagsfläche bei einer Rotation der Rotoreinheit um die Zylinderachse zu ermöglichen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann auf einen Axialanlauf als separates Bauteil, beispielsweise als Anlaufscheibe verzichtet werden.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Materialausnehmung eine zur Zylinderachse quer, insbesondere zumindest im Wesentlichen senkrecht, verlaufende Vertiefung ausbildet. Die Vertiefung ist vorzugsweise durch quer, insbesondere zumindest im Wesentlichen senkrecht, zu der Zylinderachse verlaufende, optional abgerundete, Kanten und/oder Linien konstanter Wölbung begrenzt. Vorzugsweise weist die Vertiefung einen ebenen Boden auf, welcher insbesondere parallel zu der Zylinderachse verläuft. Alternativ weist die Vertiefung einen um die Zylinderachse gewölbten Boden, insbesondere einen bezüglich der Zylinderachse zu dem Mantel konzentrisch angeordneten Boden, auf. Die Materialausnehmung ist vorzugsweise zumindest teilweise beabstandet von einem nächsten Ende des Grundkörpers entlang der Zylinderachse angeordnet, so dass der Grundkörper zwischen der Materialausnehmung und diesem Ende ausgehend von dem Boden eine die Formschlussfläche umfassende Erhebung aufweist, um einen Formschluss mit dem Formschlusselement parallel zur Zylinderachse zu bilden. Eine zur Lauffläche nächste Seitenwand der Vertiefung ist vorzugsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse angeordnet oder schließt einen spitzen Winkel mit der Bodenfläche ein. Der Ausdruck „im Wesentlichen senkrecht“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung definieren, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung, insbesondere in einer Projektionsebene betrachtet, einen Winkel von 90° einschließen und der Winkel eine maximale Abweichung von insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Axialsicherung vorteilhaft einfach hergestellt werden.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Materialausnehmung bezüglich einer kontinuierlichen Rotation des Grundkörpers um die Zylinderachse asymmetrisch ausgebildet ist. Die Pumpenvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Drehsicherung, zu einem Blockieren eines Verdrehens des Grundkörpers um die Zylinderachse relativ zu der Rotoraufnahmeeinheit. Die Drehsicherung ist bevorzugt in dem Sicherungsabschnitt angeordnet. In zumindest einer Ausgestaltung ist die Materialausnehmung als Drehsicherung ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Materialausnehmung nicht rotationssymmetrisch bezüglich der Zylinderachse. Optional umfasst die Pumpenvorrichtung zumindest eine, insbesondere von der Materialausnehmung beabstandete, weitere Materialausnehmung, die in diskreten Winkelschritten drehsymmetrisch zu der Materialausnehmung angeordnet ist. Insbesondere umfasst die Vertiefung zumindest eine Begrenzung, welche eine Rotationssymmetrie der Materialausnehmung bricht. Alternativ umfasst die Pumpenvorrichtung eine zusätzliche Materialausnehmung als Drehsicherung, welche asymmetrisch bezüglich einer kontinuierlichen Rotation des Grundkörpers um die Zylinderachse ist. Die zusätzliche Materialausnehmung kann beabstandet von der Materialausnehmung oder teilweise überlappend mit der Materialausnehmung angeordnet sein. Bei einer Ausgestaltung mit der zusätzlichen Materialausnehmung als Drehsicherung kann die Materialausnehmung bezüglich der Zylinderachse rotationssymmetrisch oder asymmetrisch ausgebildet sein. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Drehsicherung vorteilhaft einfach hergestellt werden.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Grundkörper einen Absatz ausbildet, der zwischen der Lauffläche und der Axialsicherung angeordnet ist. Vorzugsweise ist die maximale Sicherungsquererstreckung kleiner als der Durchmesser des Lagerabschnitts. Der Grundkörper bildet an dem Absatz vorzugsweise eine Anlagefläche aus, zu einem Anlegen des Grundkörpers an die Rotoraufnahmeeinheit. Die Anlagefläche verläuft vorzugsweise quer, insbesondere zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Lauffläche vorteilhaft einfach hergestellt und geglättet werden. Ferner kann eine vorteilhaft eindeutige Referenzlänge parallel zur Zylinderachse bereitgestellt werden, sodass eine Passung der Pumpenvorrichtung an die Rotoreinheit vorteilhaft einfach und/oder vorteilhaft zuverlässig durchgeführt werden kann. Ferner können vorteilhaft Radialkräfte bei einem Betrieb der Pumpe über die Anlagefläche in die Rotoraufnahmeeinheit abgeleitet werden.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Lagereinheit ein Werkzeugkopplungselement zu einer Kraft- und/oder Drehmomentübertragung auf die Lagereinheit ausbildet. Das Werkzeugkopplungselement ist vorzugsweise an einem von der Axialsicherung abgewandten Ende der Lagereinheit, insbesondere entlang der Zylinderachse, angeordnet. Das Werkzeugkopplungselement ist vorzugsweise einteilig mit dem Grundkörper ausgebildet. Das Werkzeugkopplungselement ist vorzugsweise einteilig mit dem Anschlagselement ausgebildet. Das Werkzeugkopplungselement ist vorzugsweise dazu vorgesehen, an einem externen Werkzeug, insbesondere einem Schraubendreher oder Schraubenschlüssel, zu einem Befestigen der Lagereinheit an der Rotoraufnahmeeinheit angeordnet zu werden. Das Werkzeugkopplungselement ist vorzugsweise als Schraubenmitnahmeprofil ausgebildet. Das Schraubenmitnahmeprofil kann als Außenprofil oder als Innenprofil ausgebildet sein. Beispielsweise ist das Schraubenmitnahmeprofil ein Mehrkantprofil, ein Mehrrundprofil, ein Spline, ein Clutch, ein Kombiprofil, ein Kreuzprofil oder dergleichen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Lagereinheit vorteilhaft einfach an der Rotoraufnahmeeinheit befestigt werden.

Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Pumpenvorrichtung vorgeschlagen, wobei zumindest ein Teil der Lagereinheit mittels eines Kaltumformprozesses geformt wird. Die Lagereinheit, insbesondere die Lauffläche, die Axialsicherung und/oder das Anschlagselement, wird vorzugsweise aus einem, insbesondere einzelnen, Rohling aus Metall, beispielsweise Edelstahl, Messing oder dergleichen, gefertigt. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt der Rohling bereitgestellt und aus diesem der Grundkörper, insbesondere der Lagerabschnitt und der Sicherungsabschnitt, und optional das Anschlagselement geformt. Ein Umformen des Rohlings zu dem Grundkörper, insbesondere zur Bildung des Lagerabschnitts und/oder zur Bildung des Sicherungsabschnitts, und optional zu dem Anschlagselement erfolgt vorzugsweise mittels Kaltumformen, insbesondere mittels Kaltschlagens. Vorzugsweise wird die Lauffläche und/oder die weitere Lauffläche mittels des Kaltumformens gebildet, und insbesondere gehärtet. Vorzugsweise wird die Lauffläche in einem Glättungsschritt des Verfahrens geglättet, beispielsweise mittels zweier sich bewegender Platten. Vorzugsweise wird die Axialsicherung und/oder die Drehsicherung mittels des Kaltumformens gebildet. Vorzugswiese wird als Axialsicherung mittels Kaltschlagens eine bezüglich einer zur Zylinderachse parallelen Richtung hinterschnittige Kontur an dem Rohling gebildet. Vorzugsweise wird als Drehsicherung einen nicht-rotationssymmetrische Kontur mittels Kaltschlagen an dem Rohling gebildet. Vorzugsweise wird eine Fase, welche den Sicherungsabschnitt entlang der Zylinderachse verjüngt, mittels des Kaltumformens gebildet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Pumpenvorrichtung, insbesondere die Lagereinheit, mit vorteilhaft wenigen unterschiedlichen Prozessen hergestellt werden. Insbesondere kann auf ein Drehen, ein Schleifen, ein Rändeln und/oder ein zusätzliches Härten des Rohlings bzw. der Lagereinheit verzichtet werden. Insbesondere hierdurch wird die Logistik des Lagerbolzens vorteilhaft einfach. Ferner kann eine Durchlaufzeit vorteilhaft gering gehalten werden. Ferner kann die Lauffläche und/oder die weitere Lauffläche, vorteilhaft hart ausgestaltet werden. Insbesondere kann eine vorteilhaft große Härte im Vergleich zu einem kohlenstoff basierten Lagermaterial, einem kunststoffgebundenen Lagermaterial, Sinterstahl als Lagermaterial oder Sinterbronze als Lagermaterial für die Lagerbüchse erreicht werden. Es kann ein vorteilhaft großer Gestaltungsspielraum der Pumpenvorrichtung erreicht werden.

Des Weiteren wird eine Pumpe, insbesondere eine Kühlmittelpumpe, mit einer erfindungsgemäßen Pumpenvorrichtung und mit zumindest einer, insbesondere der bereits genannten, mittels der Pumpenvorrichtung gelagerten Rotoreinheit vorgeschlagen. Die Pumpe ist insbesondere zu einem Fördern einer Flüssigkeit, insbesondere eines Kühlmittels, beispielsweise eines Fahrzeugkühlmittels, vorgesehen. Das Förderelement ist beispielsweise als Beschaufelung, insbesondere als Flügelrad, als Kolben, als Spirale, als Drehschieber oder dergleichen ausgebildet. Die Pumpe umfasst vorzugsweise den Elektromotor zu einem Antrieb der Rotoreinheit, insbesondere des Förderelements der Rotoreinheit. Die Pumpe umfasst vorzugsweise die Rotoraufnahmeeinheit, in welcher die Rotoreinheit angeordnet ist. Vorzugsweise ist ein Stator des Elektromotors außerhalb der Rotoraufnahmeeinheit angeordnet. Die Rotoraufnahmeeinheit ist vorzugsweise dicht bezüglich der mit dem Förderelement geförderten Flüssigkeit. Die Rotoraufnahmeeinheit ist beispielsweise als Pumpentopf und insbesondere als Spritzgussteil ausgebildet. Optional umfasst die Pumpe ein, insbesondere von der Rotoraufnahmeeinheit unterschiedlich ausgebildetes, Gehäuse, in welchem der Elektromotor, die Rotoraufnahmeeinheit und die Rotoreinheit angeordnet sind. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine vorteilhaft einfach montierbare und vorteilhaft kostengünstige Pumpe bereitgestellt werden.

Ferner wird ein Verfahren zur Montage einer erfindungsgemäßen Pumpe vorgeschlagen. Vorzugsweise wird in einem Verfahrensschritt des Verfahrens die Rotoraufnahmeeinheit bereitgestellt. Vorzugsweise wird in einem Verfahrensschritt des Verfahrens die, insbesondere bereits vormontierte, Rotoreinheit in die Rotoraufnahmeeinheit eingesetzt. Vorzugsweise wird in einem Verfahrensschritt des Verfahrens die Lagereinheit, insbesondere mit dem Sicherungsabschnitt voran, in die Rotoreinheit, insbesondere in die hohle Antriebswelle, eingesetzt. Vorzugsweise wird die Lagereinheit mittels des Sicherungsabschnitts in die Rotoraufnahmeeinheit eingeschraubt. Vorzugsweise löst ein Anschlag des Absatzes der Pumpenvorrichtung an der Rotoraufnahmeeinheit ein Ende eines Einschraubvorgangs des Verfahrens aus. Der Einschraubvorgang kann bei Detektion einer Drehmomenterhöhung oder bei Erreichen eines vorbestimmten Drehmoments beendet werden. Alternativ wird die Materialaussparung bei einer Herstellung der Rotoraufnahmeeinheit umspritzt, und insbesondere dadurch das Formschlusselement gebildet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Pumpe in vorteilhaft wenigen Einzelschritten vorteilhaft einfach und schnell montiert werden.

Die erfindungsgemäße Pumpenvorrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Pumpenvorrichtung, die erfindungsgemäße Pumpe und/oder das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage der Pumpe sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Pumpenvorrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Pumpenvorrichtung, die erfindungsgemäße Pumpe und/oder das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage der Pumpe zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.

Zeichnungen

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen

Pumpe mit einer erfindungsgemäßen Pumpenvorrichtung, Fig. 2 ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Pumpenvorrichtung,

Fig. 3 ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage der erfindungsgemäßen Pumpe,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Pumpenvorrichtung und

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Pumpenvorrichtung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Figur 1 zeigt eine Pumpe 12a, insbesondere eine Kühlmittelpumpe. Die Pumpe 12a umfasst eine Pumpenvorrichtung 10a. Die Pumpe 12a umfasst eine Rotoreinheit 18a. Die Rotoreinheit 18a ist in der Pumpenvorrichtung 10a gelagert. Die Pumpe 12a umfasst vorzugsweise ein Förderelement 36a zu einem Fördern einer Flüssigkeit, insbesondere eines Kühlmittels. Das Förderelement 36a ist hier beispielhaft als Flügelrad dargestellt. Das Förderelement 36a ist insbesondere Teil der Rotoreinheit 18a. Die Pumpe 12a umfasst vorzugsweise einen Elektromotor zu einem Antrieb des Förderelements 36a. Der Elektromotor umfasst vorzugsweise einen Stator 43a und einem Rotor 40a. Der Rotor 40a ist vorzugsweise Teil der Rotoreinheit 18a. Die Pumpenvorrichtung 10a umfasst vorzugsweise eine Rotoraufnahmeeinheit 42a. Die Rotoreinheit 18a ist in der Rotoraufnahmeeinheit 42a angeordnet. Der Stator 43a ist vorzugsweise außerhalb der Rotoraufnahmeeinheit 42a angeordnet.

Die Rotoreinheit 18a umfasst vorzugsweise eine Antriebswelle 34a, welche den Rotor 40a mit dem Förderelement 36a strukturell verbindet. Die Antriebswelle 34a ist beispielhaft einteilig mit dem Förderelement 36a ausgebildet. Die Antriebswelle 34a ist vorzugsweise hohl ausgebildet. Die Rotoreinheit 18a umfasst vorzugsweise eine Lagerbüchse 38a. Die Lagerbüchse 38a ist vorzugsweise in der Antriebswelle 34a angeordnet. Die Lagerbüchse 38a ist beispielsweise aus einem kohlenstoffbasierten Lagermaterial, einem kunststoffgebundenen Lagermaterial, einem Sinterstahl als Lagermaterial oder einer Sinterbronze als Lagermaterial gefertigt. Die Pumpenvorrichtung 10a umfasst vorzugsweise eine Lagereinheit. Die Lagereinheit ist als kaltgeschlagener Lagerbolzen 58a ausgebildet. Vorzugsweise ist die Rotoreinheit 18a an dem Lagerbolzen 58a drehbar gelagert. Der Lagerbolzen 58a umfasst zumindest einen zylinderförmigen Grundkörper 14a. Der Grundkörper 14a umfasst einen Mantel 16a. Der Grundkörper 14a ist vorzugsweise in der Lagerbüchse 38a angeordnet. Der Mantel 16a bildet eine Lauffläche für die an dem Grundkörper 14a gelagerte Rotoreinheit 18a. Vorzugsweise ist der Grundkörper 14a innerhalb der Lagerbüchse 38a angeordnet. Eine Zylinderachse 22a des Grundkörpers 14a definiert insbesondere eine Drehachse der Rotoreinheit 18a. Der Grundkörper 14a und die Rotoreinheit 18a, insbesondere die Lagerbüchse 38a und die Antriebswelle 34a, sind vorzugsweise konzentrisch bezüglich der Zylinderachse 22a angeordnet. Der Grundkörper 14a steht entlang der Zylinderachse 22a vorzugsweise über die Lagerbüchse 38a hinaus, insbesondere in eine von dem Förderelement 36a abgewandte Richtung und/oder in eine von dem Förderelement 36a zugewandte Richtung.

Die Pumpenvorrichtung 10a umfasst eine Axialsicherung 20a als Teil des Lagerbolzens 58a. Die Axialsicherung 20a ist zu einer formschlüssigen Sicherung des Grundkörpers 14a entlang der Zylinderachse 22a an der Rotoraufnahmeeinheit 42a vorgesehen. Die Axialsicherung 20a ist durch zumindest eine Materialausnehmung 24a in dem Grundkörper 14a ausgebildet. Die Materialausnehmung 24a bildet ein Gewinde aus. Die Materialausnehmung 24a ist bezüglich einer kontinuierlichen Rotation des Grundkörpers 14a um die Zylinderachse 22a asymmetrisch ausgebildet. Die Axialsicherung 20a ist vorzugsweise an der Rotoraufnahmeeinheit 42a angeordnet. Insbesondere bildet die Rotoraufnahmeeinheit 42a ein Gegengewinde zu der Materialausnehmung 24a als Formschlusselement aus. Die Materialausnehmung 24a fungiert zusammen mit der Rotoraufnahmeeinheit 42a vorzugsweise zusätzlich als Drehsicherung 44a gegen eine Rotation des Grundkörpers 14a um die Zylinderachse 22a.

Der Grundkörper 14a bildet einen Absatz 32a aus, der zwischen der Lauffläche und der Axialsicherung 20a angeordnet ist. Der Grundkörper 14a umfasst an dem Absatz 32a vorzugsweise eine Anlagefläche. Die Anlagefläche ist an der Rotoraufnahmeeinheit 42a angeordnet. Vorzugsweise umfasst die Rotoraufnahmeeinheit 42 eine Lagerführung 60a, welche einen Teilabschnitt des Mantels 16a aufnimmt. Die Lagerführung 60a umfasst vorzugsweise einen weiteren Absatz, an welchem die Anlagefläche angeordnet ist. Die Lagerführung 60a umgreift den Mantel 16a in einer zu Zylinderachse 22a senkrechten Ebene zumindest teilweise. Die Lagerführung 60a erstreckt sich ausgehend von dem weiteren Absatz parallel zu der Zylinderachse 22a in Richtung des Förderelements 36a. Das Gegengewinde windet sich ausgehend von dem weiteren Absatz um die Zylinderachse 22a von dem Förderelement 36a weg. Die Lagerführung 60a und ein Durchmesser des Mantels 16a sind vorzugsweise spielfrei ausgebildet. Vorzugsweise weist der Absatz 32a eine Fase oder Abrundung auf, um ein Einsetzen des Lagerbolzens 58a in die Lagerführung 60a zu erleichtern.

Die Pumpenvorrichtung 10a umfasst zu einer axialen Lagerung der Rotoreinheit 18a ein Anschlagselement 26a. Das Anschlagselement 26a ist an dem Grundkörper 14a an einem von der Axialsicherung 20a abgewandten Ende des Grundkörpers 14a angeordnet. Das Anschlagselement 26a steht vorzugsweise über die Lauffläche hinaus. Das Anschlagselement 26a bildet eine weitere Lauffläche aus. Die weitere Lauffläche verläuft vorzugsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Zylinderachse 22a und ist vorzugsweise der Lagerbüchse 38a zugewandt. Vorzugsweise schließen das Anschlagselement 26a und die Rotoraufnahmeeinheit 42a die Rotoreinheit 18a, insbesondere die Lagerbüchse 38a, parallel zu der Zylinderachse 22a ein. Das Anschlagselement 26a ist einteilig mit dem Grundkörper 14a ausgebildet. Das Anschlagselement 26a ist relativ zu einem Ende der Rotoreinheit 18a, insbesondere des Förderelements 36a, in einer Richtung parallel zu Zylinderachse 22a zurückversetzt angeordnet. Vorzugsweise ragt die Lagereinheit 58a, insbesondere das Anschlagselement 26a, in einer Richtung parallel zur Zylinderachse 22a nicht über das Förderelement 36a hinaus. Der Lagerbolzen 58a weist ein Werkzeugkopplungselement 62a auf. Das Werkzeugkopplungselement 62a ist zur Aufnahme eines Werkzeugs vorgesehen, mit welchem zu einer Befestigung des Lagerbolzens 58a an der Rotoraufnahmeeinheit 42a ein Drehmoment auf den Lagerbolzen 58a übertragen werden kann. Das Werkzeugkopplungselement 62a ist beispielhaft als Innensechskantprofil ausgebildet. Figur 2 zeigt ein Herstellungsverfahren 28a zur Herstellung der Pumpenvorrichtung 10a. Das Herstellungsverfahren 28a umfasst einen, bevorzugt genau einen, Konturformungsschritt 46a. In dem Konturformungsschritt 46a wird ein Rohling der Lagereinheit zu der Lagereinheit, insbesondere dem Lagerbolzen 58a, geformt. Vorzugsweise wird die Lauffläche, insbesondere ein Durchmesser des Mantels 16a, die weitere Lauffläche, die Axialsicherung 20a, die Drehsicherung 44a, das Anschlagselement 26a und/oder zumindest eine Fase oder Kantenabrundung der Lagereinheit mittels eines Kaltumformprozesses, bevorzugt mittels Kaltschlagen, aus dem Rohling geformt. Besonders bevorzugt wird der Konturformungsschritt 46a in einem einzelnen Prozessschritt ausgeführt. Alternativ umfasst das Herstellungsverfahren 28a zumindest einen weiteren Konturformungsschritt 46a, in welchem zumindest eine der oben genannten Strukturen separat von den anderen geformt wird.

Das Herstellungsverfahren 28a umfasst vorzugsweise einen Glättungsschritt 48a. In dem Glättungsschritt 48a wird die Lauffläche vorzugsweise geglättet, beispielsweise durch Walzen der Lauffläche zwischen zwei Platten.

Die Rotoraufnahmeeinheit 42a wird vorzugsweise separat von dem Lagerbolzen 58a hergestellt, insbesondere mittels Spritzguss. Alternativ umfasst das Herstellungsverfahren 28a einen Formschlussschritt 50a. In dem Formschlussschritt 50a wird das Formschlusselement hergestellt, indem die Axialsicherung 20a, insbesondere die Materialausnehmung 24a umspritzt wird. Vorzugsweise wird in dem Formschlussschritt 50a die, insbesondere gesamte, Rotoraufnahmeeinheit 42a mittels Spritzguss hergestellt, wobei der Lagerbolzen 58a in einem Spritzwerkzeug zur Herstellung der Rotoraufnahmeeinheit 42a eingelegt ist.

Figur 3 zeigt ein Montageverfahren 30a zur Montage der Pumpe 12a. Vorzugsweise umfasst das Montageverfahren 30a einen Rotoreinsetzschritt 52a. In dem Rotoreinsetzschritt 52a wird die Rotoreinheit 18a vormontiert und in die Rotoraufnahmeeinheit 42a eingesetzt. Vorzugsweise umfasst das Montageverfahren 30a einen Lagerschritt 54a. In dem Lagerschritt 54a wird der Lagerbolzen 58a in die Rotoreinheit 18a eingesetzt. Bei einer Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens 28a mit dem Formschlussschritt 50a sind der Rotoreinsetzschritt 52a und der Lagerschritt 54a identisch. Bei einer Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens 28a ohne Formschlussschritt 50a wird der Grundkörper 14a vorzugsweise durch die Rotoreinheit 42a, insbesondere durch die Lagerbüchse 38a, hindurch in die Lagerführung 60a der Rotoraufnahmeeinheit 42a eingesetzt. Das Montageverfahren 30a umfasst vorzugsweise einen Montageformschlussschritt 56a, insbesondere anstelle des Formschlussschritts 50a des Herstellungsverfahrens 28a. In dem Montageformschlussschritt 56a wird der Sicherungsabschnitt, insbesondere in einem in der Rotoreinheit 18a angeordneten Zustand des Grundkörpers 14a, vorzugsweise formschlüssig und optional zusätzlich kraftschlüssig, an der Rotoraufnahmeeinheit 42a befestigt. Bevorzugt wird das Gewinde des Lagerbolzens 58a in die Rotoraufnahmeeinheit 42a eingedreht. Besonders bevorzugt wird das Gewinde des Lagerbolzens 58a solange in die Rotoraufnahmeeinheit 42a eingedreht, bis der Absatz 32a an der Rotoraufnahmeeinheit 42a, insbesondere dem weiteren Absatz der Rotoraufnahmeeinheit 42a, anschlägt. Ein Anschlägen des Absatzes 32a an der Rotoraufnahmeeinheit 42a wird vorzugsweise über eine Drehmomenterhöhung detektiert.

In den Figuren 4 und 5 ist je ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der Figuren 1 bis 3, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 3 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der Figuren 4 bis 5 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b bis c ersetzt.

Figur 4 zeigt einen Sicherungsabschnitt einer Pumpenvorrichtung 10b für eine Pumpe. Die Pumpenvorrichtung 10b umfasst zumindest einen zylinderförmigen Grundkörper 14b. Der Grundkörper 14b umfasst einen Mantel 16b. Der Mantel 16b bildet eine Lauffläche für eine an dem Grundkörper 14b lagerbare Rotoreinheit der Pumpe. Die Pumpenvorrichtung 10b umfasst eine Axialsicherung 20b. Die Axialsicherung 20b ist zu einer formschlüssigen Sicherung des Grundkörper 14b entlang einer Zylinderachse 22b des Grundkörpers 14b vorgesehen. Die Axialsicherung 20b ist durch zumindest eine Materialausnehmung 24b in dem Grundkörper 14b ausgebildet.

Die Materialausnehmung 24b ist als eine zur Zylinderachse 22b zumindest im Wesentlichen senkrecht verlaufende Vertiefung ausgebildet. Die Vertiefung weist beispielsweise einen Boden auf, der in einer Ebene zumindest im Wesentlichen parallel zu der Zylinderachse 22b verläuft. Die Axialsicherung 20b wird vorzugsweise durch eine Seitenwand der Vertiefung gebildet, welche quer, insbesondere zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse 22b verläuft. Ein Anschlagselement zur axialen Lagerung der Rotoreinheit ist vorzugsweise separat von dem Grundkörper 14b ausgebildet, insbesondere zu einer Anordnung an dem Grundkörper 14b, nach einer Anordnung der Rotoreinheit 18b an dem Grundkörper 14b.

Die Pumpenvorrichtung 10b umfasst eine von der Axialsicherung 20b separat ausgebildete Drehsicherung 44b. Die Drehsicherung 44b wird durch eine Abflachung des Grundkörpers 14b in dem Sicherungsabschnitt gebildet, wobei eine Lagerführung einer Rotoraufnahmeeinheit der Pumpenvorrichtung 10b vorzugsweise einen zu dem Sicherungsabschnitt komplementären, insbesondere nichtrotationssymmetrischen, Querschnitt senkrecht zur Zylinderachse 22b aufweist. Die Axialsicherung 20b ist vorzugsweise in der die Drehsicherung 44b bildenden Abflachung angeordnet. Die Rotoraufnahmeeinheit ist vorzugsweise als Spritzgussteil ausgebildet, in welchem der Sicherungsabschnitt der Pumpenvorrichtung 10b eingebettet ist.

Figur 5 zeigt einen Sicherungsabschnitt einer Pumpenvorrichtung 10c für eine Pumpe. Die Pumpenvorrichtung 10c umfasst zumindest einen zylinderförmigen Grundkörper 14c. Der Grundkörper 14c umfasst einen Mantel 16c. Der Mantel 16c bildet eine Lauffläche für eine an dem Grundkörper 14c lagerbare Rotoreinheit der Pumpe. Die Pumpenvorrichtung 10c umfasst eine Axialsicherung 20c. Die Axialsicherung 20c ist zu einer formschlüssigen Sicherung des Grundkörpers 14c entlang einer Zylinderachse 22c des Grundkörpers 14c vorgesehen. Die Axialsicherung 20c ist durch zumindest eine Materialausnehmung 24c in dem Grundkörper 14c ausgebildet. Die Materialausnehmung 24c ist als eine zur Zylinderachse 22c zumindest im Wesentlichen senkrecht verlaufende Vertiefung ausgebildet. Die Materialausnehmung 24c bildet gleichzeitig eine Drehsicherung 44c aus. Eine Rotoraufnahmeeinheit der Pumpenvorrichtung 10c ist vorzugsweise als Spritzgussteil ausgebildet, in welchem der Sicherungsabschnitt der Pumpenvorrichtung 10c eingebettet ist. Ein Anschlagselement zur axialen Lage- rung der Rotoreinheit ist vorzugsweise separat von dem Grundkörper 14c ausgebildet, insbesondere zu einer Anordnung an dem Grundkörper 14c, nach einer Anordnung der Rotoreinheit an dem Grundkörper 14c.