CN104781557B - 机动车电液泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有直接驱动泵轮(30)的EC电机(16)的机动车电液泵(10)。电机(16)具有包括电机转子体(41)的湿式电机转子(40)，所述电机转子体(41)具有被永久磁化并且围绕环状的电机转子腔(44)的圆柱形转子体部分(42)。在与泵轮(30)相对的纵向转子端提供分离的盖盘(56)，该盖盘(56)由此闭合电机转子腔(44)。

Description

机动车电液泵
本发明涉及具有直接驱动泵轮的EC电机的机动车电液泵。
具有电机的机动车液泵特别用于泵吸冷却剂或润滑油，并且不仅与内燃机结合使用，而且还与用于驱动相应车辆的电动引擎结合使用。封闭电机的构思用于避免任何类型的轴密封并且保证液密的结构。
WO 02/35098 A1公开了一种具有直接驱动泵轮的EC电机的电液泵。电机转子具有电机转子体，该电机转子体将分离的永久磁铁保持在转子体之内。
FR 1414030,DE 1041364,US 2007/086901 Al,BE 624399,US 3,960,468以及EP0286822 A2公开了所谓的AC电机驱动的液泵。
在封闭电机中，干式电机定子线圈被电子换向(EC)，并且电机转子被永久磁化并布置在泵吸液中。用于磁化的电机转子的适当的铁磁材料较为昂贵，使得电机转子通常具有径向上接近电机定子线圈的圆柱形转子体部分，使得中空的圆柱形转子体部分围绕以泵吸液填充的环状电机转子腔。
本发明的一个目标是提供具有提高的效率的液密式机动车电液泵。
利用根据本发明的机动车电液泵解决了该目标。
机动车电液泵具有直接驱动泵轮的EC电机。电机被提供为封闭电机并且具有在泵吸液中转动的湿式电机转子。电机转子包括具有被永久磁化的圆柱形转子体部分的电机转子体。圆柱形转子体部分是中空的，使得圆柱形转子体部分围绕环状电机转子腔，所述环状电机转子腔围绕转动或非转动的轴向轴。整个电机转子大致为壶形，使得仅需要最小量较为昂贵的永磁体材料用于磁化的电机转子。优选地，电机转子是由永磁体材料制成的单个单块体。
在与泵轮相对的纵向转子端提供了分离的盖盘。在一纵向转子端提供了泵轮，并且在另一纵向转子端提供了盖盘。盖盘闭合电机转子腔，使得在电机转子腔和转子的外部之间的相关液体流动不再是可能的。因此，只有围绕电机转子的液体才引起与电机转子的相关摩擦。被盖住和闭合的电机转子腔内的介质以与电机转子体相同的转速进行转动。因此，在电机转子体的内表面、并且特别是圆柱形转子体部分的内表面处不再引起相关摩擦。由于降低了摩擦损失，相应地提高了电机的效率。
根据本发明的一个优选实施例，盖盘是液密的，使得电机转子腔被密封地与周围的液体隔离。电机转子腔和围绕电机转子的液体之间的液体交换或液体流动不再是可能的。
通常，电机转子腔能够以泵吸液或以空气填充。由于泵吸水样冷却剂的液泵能够被暴露于-40℃到+120℃的温度下，因此闭合的电机转子腔内的气压可能在大范围内变化。电机转子腔内的液体可能被冻结并且由此破坏电机转子体。优选地，电机转子腔以固体的腔填充物(例如以适当的单块式塑料体)填充。固体的腔填充物如果不填充电机转子腔的全部体积，也会填充电机转子腔的大部分体积，并且避免电机转子体的相关机械应力。比起以泵吸液进行填充，以由塑料制成的固体的腔填充物来填充电机转子腔减小了泵的总重量。优选地，固体的腔填充物不仅不是铁磁性的，而且完全不是磁性的。
可替代地，盖盘能够具有开口，使得保证电机转子腔和外部之间的压力平衡。
根据一个优选实施例，盖盘是还包括圆柱形轴承套的盖体的一部分，所述圆柱形轴承套可转动地由固定的转子轴支撑。圆柱形轴承套和固定的转子轴限定了由泵吸液润滑的摩擦轴承。盖体结合了两个不同的功能，即轴承功能和闭合功能。
优选地，限定了轴承套的盖体和盖盘由单片金属体构成。这允许轴承套和盖的高效且具有成本效益的生产及安装，并且导致较轻的结构。
根据另一优选实施例，泵轮是分离的部件，其与电机转子和盖体安装在一起。优选地，泵轮的材料与电机转子和盖盘的材料或者盖体的材料不同。这种布置允许使用用于泵轮的适当材料，例如适当的塑料材料。由于电机转子体、盖体和泵轮能够分别由被单独选择且适当的材料制成，因此对于这些部件中的每个的材料性能能够在机械品质、成本和重量方面被优化。
可替代地，泵轮和电机转子的转子电机体能够被提供为单体，其优选由塑料制成。在这种情况下，泵轮优选被设计为不具有限定且围绕轴向进液口的盖盘的开式叶轮。
优选地，由于泵轮通常被用在机动车冷却剂泵中，因此泵轮是具有轴向进液口和径向出液口的叶轮。
参照附图描述根据本发明的机动车电液泵的一个实施例，其中
图1示出了具有湿式电机转子的机动车电液泵的纵向截面，
图2示出了包括泵轮和电机转子的整个转子的放大的纵向截面，
图3示出了在纵向截面中的分解的转子，该转子包括泵轮、电机转子和盖体，
图4示出了具有在电机转子的两个纵向端处直接被轴承套支撑的电机转子体的电机转子的第二实施例，和
图5示出了电机转子的第三实施例，其中电机转子和泵轮被提供为单个部件。
图1示出了机动车电液泵10的纵向截面，该电液泵10在这种情况下被提供为用于将水样冷却剂泵吸到陆地车辆的内燃机的冷却剂泵。可替代地，液泵10还能够被提供为润滑油泵，特别被提供为用于以较低压力泵吸较大体积的油泵，例如被提供为用于将润滑油从油槽向高处泵吸到润滑油箱中的泵。电液泵10具有直接驱动组装式转子20的电子换向(EC-)电机16。组装式转子20具有电机转子40和泵轮30，该泵轮是具有轴向进液口和径向出液口的叶轮。图1到图4中示出的第一和第二实施例的泵轮30、30’具有限定进液开口35的遮盖件34。
EC电机16是具有圆柱形分离罐12的封闭电机，所述圆柱形分离罐使径向地在分离罐12之外的干式电机定子线圈18与径向地在分离罐12之内的湿式电机转子40分离。泵的外壳11保持并支撑用于支撑转动的组装式转子20的轴向静止轴承轴22。
如能够在图2和图3中看到的，组装式转子20由三个分离的部分构成，即塑料泵轮30、电机转子40和由单片金属体制成的盖体50。电机转子40具有包括圆柱形转子体部分42的壶形电机转子体41，所述圆柱形转子体部分42是电机转子40的电磁元件。整个电机转子体41由被永久磁化的铁磁材料制成。圆柱形转子体部分42围绕由盖体50闭合且盖住的环状电机转子腔44。
盖体50具有位于相对于组装式转子20的纵向转轴14的横向平面中的环状盖盘56并且具有圆柱形轴承套54。轴承套54的内表面58和轴承轴22的外表面23一起限定了具有较长轴向延伸的湿式摩擦轴承。
可替代地，盖体50和/或电机转子体41两者都能够由塑料制成，由此电机转子体具有嵌入式永磁颗粒，使得这些体能够通过注射成型来制造。
电机转子体41和盖体50一起包围以适当的塑料材料的固体腔填充物45填充的环状电机转子腔44。可替代地，电机转子腔44能够以空气或泵吸液填充。
参照图3解释组装式转子20的组装。首先，通过将泵轮30的组装件圆筒31与电机转子40的圆柱形支撑部分43轴向卡在一起来将叶轮泵轮30机械地固定到电机转子40。可替代地或另外地，叶轮泵轮30能够通过胶合、热成型或热模制造、超声波或振动焊接、激光焊接、热嵌缝或热压接合被固定到电机转子40。在电机转子40处固定泵轮30之后，被形成为环的固体的腔填充物45被插入到腔44中。然后盖体50的圆柱形轴承套54被插入到泵轮30的组装件圆筒31中，直到盖盘56接触圆柱形转子体部分42。最后，同样地，电机转子体41和盖体50通过以上提到的方法中的一个被液密地彼此固定。
图4中示出了转子20’的第二实施例。与图1到图3的转子20的第一实施例相比，图4中示出的组装件转子20’具有转子体41’，该转子体具有支撑部分60并且直接由轴承套54支撑。因此，叶轮泵轮30’不具有组装件圆筒。
转子20”的第三实施例具有泵轮30”和电机转子体41”，所述泵轮和电机转子体两者都被统一到优选由塑料制成的单体中。泵轮30”不具有盖环以允许通过注射成型来制造单块体。

Claims (8)

1.一种具有直接驱动泵轮(30)的EC电机(16)的机动车电液泵(10)，其中
所述电机(16)具有包括单体电机转子体(41)的湿式电机转子(40)，所述单体电机转子体具有被永久磁化并且围绕环状的电机转子腔(44)的圆柱形转子体部分(42)，并且
所述电机转子(40)包括在与所述泵轮(30)相对的纵向转子端提供的分离的盖盘(56)，所述盖盘(56)由此闭合所述电机转子腔(44)使得在所述电机转子腔(44)和所述电机转子(40)的外部之间的相关液体流动不再是可能的，
其中，所述盖盘(56)是盖体(50)的一部分，所述盖体包括可转动地由固定轴承轴(22)支撑的圆柱形轴承套(54)。
2.根据权利要求1所述的机动车电液泵(10)，其中，所述盖盘(56)是液密的，使得所述电机转子腔(44)被密封地隔离。
3.根据权利要求1所述的机动车电液泵(10)，其中，所述电机转子腔(44)以固体的腔填充物(45)填充。
4.根据权利要求1所述的机动车电液泵(10)，其中，所述盖盘(56)具有开口，使得所述电机转子腔(44)以泵吸液填充。
5.根据权利要求1至4之一所述的机动车电液泵(10)，其中，所述盖体(50)是片状金属体。
6.根据权利要求1至4之一所述的机动车电液泵(10)，其中，所述泵轮(30)是与所述电机转子(40)和所述盖体(50)组装的分离部件。
7.根据权利要求1至4之一所述的机动车电液泵(10)，其中，所述泵轮(30)的材料与所述电机转子(40)的材料和所述盖体(50)的材料不同。
8.根据权利要求1至4之一所述的机动车电液泵(10)，其中，所述泵轮(30)是具有轴向进液口和径向出液口的叶轮。
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