CN104870826A - 用于补偿电动泵中轴向出现的间隙的几何结构 - Google Patents

用于补偿电动泵中轴向出现的间隙的几何结构 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种用于输送流体的电动泵(1)。该电动泵(1)具有带有第一交接部位(7)的第一泵构件(3)并具有第二泵构件(5)。该第一泵构件(3)和该第二泵构件(5)在所述第一交接部位(7)上处于相互接触中。所述第一交接部位(7)在此具有相对于一垂直于该电动泵(1)的纵轴线(13)延伸的平面的斜面。

Description

用于补偿电动泵中轴向出现的间隙的几何结构
背景技术
泵可在许多技术领域中被使用以用于输送流体。在此，泵可包含如电动机和泵级这些构件。这些构件布置在一共同的壳体内。在例如通过卷边、翻边或者滚压来关闭该壳体时，这些构件被相对于彼此夹紧。
布置在泵内部的这些构件可由不同的材料组成，使得随着泵的工作时间而可能发生这些构件的沉降。在这种情况下失去这些构件相对于彼此的内部预紧。此外这些构件还可能因温度变化以及由于不同的热膨胀系数而彼此松开。
发明内容
因此会存在对改进的电动泵以及对用于相应电动泵的制造方法的需求，该改进的电动泵和制造方法尤其使得能够避免电动泵的构件的松脱。
该需求可通过根据独立权利要求的本发明主题而满足。本发明的有利实施方式在从属权利要求中说明。
下面详细阐述根据本发明的实施方式的装置的特征、细节和可能的优点。
根据本发明的第一方面，提出一种用于输送流体的电动泵。该电动泵具有第一泵构件和第二泵构件。在第一泵构件上设置有至少一个第一交接部位。该第一泵构件和该第二泵构件在此在所述第一交接部位上处于相互接触中。所述第一交接部位具有相对于垂直于该电动泵的纵轴线延伸的平面的斜面。
换一种表达，本发明基于如下构思：在电动泵的部件相互接触的区域中设置斜面或者斜度，使得当在这些部件之间存在间隙时这些部件能相对彼此扭转并且由此使该间隙闭合。在此，所述斜面这样实施，使得交接部位的表面与所述垂直于电动泵纵轴线延伸的平面围成一角。该扭转在此例如能够通过由所述部件之一产生的转矩引起。尤其是，所述构件之一能产生转矩或者与一转矩产生者无相对转动地连接。另一构件能产生反力矩，其方式是，该另一构件固定在电动机的不动的部件上。
以这样的方式能阻止电动泵构件之间的轴向间隙形成。由于构件的不同材料和不同温度膨胀系数而出现的轴向间隙又被所述构件之一的斜面和转矩所闭合。由此能避免泵内部的不严密的地方。此外，由于电动泵的构件在轴向方向上的不变的总长度，能保证该泵的可靠的功能。
该电动泵能被用于输送不同的液体或者介质例如燃料或者窗玻璃清洗液。该电动泵尤其能在机动车中例如用作电动燃料泵(EKP)。在此，该电动泵能例如实施为带有电动机的带侧通道泵或滚子叶片泵部分。
所述第一泵构件可以是该电动泵内部构件，例如电动机部件或者电动机壳体。所述第一泵构件尤其可以是用塑料注塑包封的电动机。在此，该电动机可以具有定子、在定子中可转动地支承的转子和轴。替换地，该第一泵构件可实施为该电动泵的连接盖。此外，该第一泵构件可以是该电动泵的中间壳体或者抽吸盖。
所述第二泵构件可以例如是所述电动泵的任意的与所述第一泵构件处于接触中的内部构件。如果所述第一泵构件例如实施为连接盖，所述第二泵构件就能实施为电动机或者电动机的壳体。如果所述第一泵构件实施为电动机，所述第二泵构件就能实施为连接盖或者实施为中间壳体。此外，如果所述第一泵构件例如实施为中间壳体，所述第二泵构件就能实施为抽吸盖或者为电动机。
所述第一泵构件具有至少一个第一交接部位。所述第一泵构件尤其可以具有多个第一交接部位。所述第一交接部位限定所述第一泵构件和所述第二泵构件之间的接触点或者接触面。在所述第二泵构件上可以相应地设置有一个或多个相对应的第二交接部位。
所述第一交接部位具有相对于一垂直于该电动泵的纵轴线的横截面的斜面或者说平面斜度。该电动泵的纵轴线在此例如平行于所述电动机的轴延伸。换一种表达，所述交接部位的表面与上述平面围成一个角。所述第二交接部位在此具有带有相对于同一平面的同样大小斜度的表面。以这种方式能够使第一和第二泵构件类似于螺旋地相对彼此扭转，从而使得所述泵构件沿着纵轴线的总长度在所述泵构件的不同材料膨胀和收缩的情况下也保持不变。
根据发明的一实施例，所述第一泵构件实施为产生、施加或者传递转矩。该转矩在此造成所述第一泵构件相对于所述第二泵构件扭转。
在该实施例中所述第一泵构件可实施为产生转矩的电动机。所述第二泵构件在此可以是布置在电动机和泵级之间的中间壳体。如果在电动机和中间壳体之间存在轴向间隙，则所述泵构件相对于彼此不固定。通过由第一泵构件施加的转矩，这些泵构件沿着第一和第二交接部位相对彼此扭转，直到这些构件之间的摩擦由于所述斜面而足够高，以致这些泵构件相对于彼此固定。
根据本发明的另一实施例，所述转矩和所述斜面的存在以及取向造成，第一泵构件和第二泵构件的沿着电动泵纵轴线的总长度是恒定的。
以这种方式使所述泵构件在泵壳体内相对彼此固定。此外由此能引起所述各个泵构件的密封。如果中间壳体例如相对于泵级并且相对于电动机是固定的，也就是说在这些泵构件之间不存在间隙，则输送介质不能进入到电动机的区域内。
根据本发明的另一实施例，第一交接部位斜面与所述垂直于电动泵的纵轴线的平面围成一个最大10°的角。该角可被称为升角。该升度角尤其可为最大5°，优选最大2°。由此能在所述构件相对彼此扭转时在第一和第二交接部位之间产生自锁。
根据本发明的另一实施例，所述斜面这样实施，使得在第一泵构件相对于第二泵构件扭转时在第一交接部位和第二交接部位之间产生摩擦锁合。该摩擦锁合在此可以通过几何构型、也就是说例如通过交接部位上的平面斜度并且通过相应的材料选择来促进。在此，交接部位的表面可具有高摩擦系数材料或者说高摩擦因数材料。例如第一交接部位和第二交接部位的摩擦系数可以为至少0.3，尤其至少0.5，优选至少0.7。
尤其是，所述斜面的升角、也就是说所述斜面和所述垂直于电动泵纵轴线的平面之间的角度，小于第一交接部位和第二交接部位的材料的摩擦角。在此，第一交接部位和第二交接部位的驱动方向和摩擦因数能这样选择，使得这些泵构件相对彼此的扭动导致自锁。
根据本发明的另一实施例，第二泵构件具有第二交接部位，该第二交接部位具有与第一交接部位相对应的斜面。该第二交接部位例如能这样实施，使得第一交接部位平滑地、必要时没有中间空隙地放置在该第二交接部位上。
根据本发明的另一实施例，第一泵构件实施为电动机的壳体或者实施为电动机本身。第二泵构件实施为中间壳体。在此，第二泵构件布置在电动机和泵轮之间。该泵轮也可被称为工作轮或者泵级。
根据本发明的另一实施例，第一泵构件实施为电动机的壳体或者实施为电动机本身。在此第二泵构件实施为连接盖。
根据本发明的第二方面，提出一种用于制造上述电动泵的方法。该方法具有下列步骤：设置具有第一交接部位的第一泵构件；设置第二泵构件；将这些泵构件沿着该电动泵的纵轴线这样布置，使得第一泵构件和第二泵构件在第一交接部位上处于彼此接触中；并且，使第一交接部位设置有相对于一垂直于该电动泵的纵轴线延伸的平面的斜面。
这些步骤的顺序可以改变。例如可以首先为第一交接部位设置斜面并接着将其沿着该电动泵的纵轴线布置在泵壳体中。此外，该方法可以具有另外的步骤，例如用塑料注塑包封第一泵构件，尤其当第一泵构件实施为电动机时。
根据本发明的第三方面，提出一种产生输出力矩的马达。该马达具有带有第一交接部位的第一马达部分。此外，该马达具有第二马达部分。该第一马达部分和该第二马达部分在此在第一交接部位上处于相互接触中。第一交接部位在此具有相对于一垂直于该马达的纵轴线延伸的平面的斜面。
在上下文中结合电动泵描述的特征和想法类似地也适用于马达。一般地，电动泵的在交接部位上具有斜面用于通过转矩来闭合不期望的轴向间隙的构型可以转用到其它的装置上，在这些装置中，利用马达的输出力矩来驱动物体。
附图说明
专业人员能够通过下面的对示例性实施方式的说明参考附图了解清楚本发明的其它特征和优点，但这些实施方式不应被理解对本发明的限制。
图1示出根据本发明实施例的电动泵的组成部分的分解图，
图2示出穿过根据本发明实施例的电动泵的横剖面，
图3示出根据本发明实施例的电动泵的立体表示的局部，
图4示出穿过根据本发明实施例的电动泵的第一交接部位的横剖面。
所有的图仅是根据本发明的装置或者其组成部分的根据本发明实施例的示意性视图。尤其间距和大小关系在图中没有比例精确地表现出来。在不同的图中相应的元件设有相同的附图标记。
具体实施方式
在附图中示出的实施例中，电动泵1实施为用于机动车的电动燃料泵。该电动泵1可以例如适合于布置在燃料箱的储藏罐中或者直接布置在燃料箱中。
第一泵构件3在此在图中实施为电动机21的壳体23。此外第二泵构件5实施为中间壳体27。附加地或者替换地，该第二泵构件5可以实施为连接盖17。
然而在附图中未示出的替换实施中，电动泵1的任意彼此相邻的内部构件能作为第一泵构件3和第二泵构件5起作用。例如第一泵构件3可以实施为连接盖17并且第二泵构件5可以实施为电动机21或者电动机21的壳体23。
电动泵1具有例如由钢构成的泵壳体15。在泵壳体15中布置有内部构件，即所述泵构件3，5。通常，泵构件3，5通过泵壳体15夹紧，使得它们相对于彼此占据确定的位置。在此，在通过卷边、翻边或者滚压封闭泵壳体时，出现轴向力。
随着电动泵1的使用时间可能发生泵构件3，5的沉降并且因此导致内部预紧的损失。这可能由对各个泵构件3，5使用不同的材料如钢、铝和塑料而造成。此外，泵构件3，5的不同热膨胀系数也可能导致泵构件3，5更加松开，因为例如塑料(如电动机21的壳体23)与钢相比较(例如在泵壳体15上)在低温时通常更强烈地收缩。
因此在传统的电动泵中可能很难保证这些构件即使在例如机动车内发生的温度变化后也能夹紧。现在，由于如在图1至图4中举例示出的那样的本发明电动泵1，能够在所述泵构件3，5彼此松开的情况下在电动机21启动时使所述内部构件3，5相对彼此扭转，并且利用该扭转来借助斜面11或者斜度来补偿所出现的轴向间隙。
为此在第一交接部位7上设置有斜面11，在该交接部位上，第一泵构件3与第二泵构件5处于接触中。例如泵构件3，5分别具有多个在周长上分布的、在泵轴线13的方向上延伸的接片，其中，所述斜面11分别构造在泵构件3，5的这些接片上，并且，泵构件3的斜面11与泵构件5的斜面11根据本发明协同作用。斜面11在此与垂直于电动泵1的纵轴线13延伸的平面围成一个角α。该角例如在图3和图4中标明。该角α也可被称为升角并且优选小于α。此外可以在第二泵构件5上设置有第二交接部位9，具有与第一斜面11相对应的斜面。
通过用箭头在图3和图4中标示出的转矩M，泵构件3，5能够相对彼此扭转。该转矩M例如是相对于所产生的电动机驱动力矩的反力矩。在泵构件3，5沿着斜面11相对彼此扭转时能够补偿轴向间隙，也就是说在纵轴线13方向上的间隙。此外，泵构件3，5能够在选择合适的几何形体和材料的情况下通过该扭转被相对彼此固定。在此，斜面11这样取向，使得相对于驱动力矩M的反力矩能够闭合所述泵构件3，5之间的间隙。
如在图1和图2中示出的那样，电动泵1具有例如由钢构成的泵壳体15。在泵壳体15中布置有抽吸盖31。通过抽吸盖31上的开口，要输送的流体例如燃料能进入到电动泵1的内部。在抽吸盖31和例如具有PPS的中间壳体27之间布置有泵级，该泵级具泵轮29。在泵轮29中设有腔，在这些腔中，流体被输送。
在上侧，泵壳体15通过带有抽吸接管19的连接盖17封闭。通过抽吸接管19，流体能够例如经波纹管输送给用户，例如内燃机。
在连接盖17和中间壳体27之间布置有电动机21。该电动机21具有定子和转子。电动机21的轴25与泵轮31抗扭转地连接并且驱动该泵轮。电动机21以及尤其是电动机21的外置的定子能用塑料如聚酰胺注塑包封。
如果在泵构件3，5之间、尤其在中间壳体27和电动机21的壳体23之间例如由于材料的松弛而存在轴向间隙，则例如电动机21的启动转矩M这样传递到泵构件3，5上，使得所述泵构件3，5沿着斜面11扭转，直到自锁。
最后要注意，如“具有”或者类似的表述不应该排除设置有其它的元件或者步骤的可能。此外要指出，“一”不排除多个。再者，结合不同的实施方式的所说明的特征可以任意地相互组合。还要注意，权利要求中的附图标记不应解释为对权利要求保护范围的限制。

Claims (9)

1.用于输送流体的电动泵(1)，该电动泵(1)具有
带有第一交接部位(7)的第一泵构件(3)；
第二泵构件(5)；
其中，该第一泵构件(3)和该第二泵构件(5)在所述第一交接部位(7)上处于相互接触中；
其特征在于，
该第一交接部位(7)具有相对于一垂直于该电动泵(1)的纵轴线(13)延伸的平面的斜面(11)。
2.根据权利要求1所述的电动泵(1)，其中，所述第一泵构件(3)构造为用于产生转矩(M)；其中，该转矩(M)使得所述第一泵构件(3)相对于所述第二泵构件(5)扭转。
3.根据权利要求2所述的电动泵(1)，其中，所述转矩(M)和所述斜面(11)使得所述第一泵构件(3)和所述第二泵构件(5)沿所述电动泵(1)的纵轴线(13)的总长度是不变的。
4.根据权利要求1至3之一所述的电动泵(1)，其中，所述斜面(11)与所述垂直于所述电动泵(1)的纵轴线(13)的平面围成一最大10°的角(α)。
5.根据权利要求1至4之一所述的电动泵(1)，其中，所述斜面(11)这样实施，使得在所述第一泵构件(3)相对于所述第二泵构件(5)扭转时在所述第一交接部位(7)上形成摩擦锁合。
6.根据权利要求1至5之一所述的电动泵(1)，其中，所述第二泵构件(5)具有第二交接部位(9)，该第二交接部位具有与所述第一交接部位(7)相对应的斜面。
7.根据权利要求1至6之一所述的电动泵(1)，其中，所述第一泵构件(3)实施为电动机(21)的壳体(23)；所述第二泵构件(5)实施为中间壳体(27)；所述第二泵构件(5)布置在该电动机(21)的所述壳体(23)和泵轮(29)之间。
8.根据权利要求1至6之一所述的电动泵(1)，其中，所述第一泵构件(3)实施为电动机(21)的壳体(23)；所述第二泵构件(5)实施为连接盖(17)。
9.用于制造根据权利要求1至8之一所述的电动泵(1)的方法，该方法具有下列步骤：
设置具有第一交接部位(7)的第一泵构件(3)；
设置第二泵构件(5)；
这样沿着该电动泵(1)的纵轴线(13)布置这些泵构件(3，5)，使得该第一泵构件(3)和该第二泵构件(5)在所述第一交接部位(7)上处于相互接触中；
该方法的特征在于，还具有该步骤：使所述第一交接部位(7)设置有相对于一垂直于该电动泵(1)的纵轴线(13)延伸的平面的斜面(11)。
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