CN105121856B - 电动车辆真空泵总成 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车真空泵装置(10)，其具有转动泵组件(40)和同轴驱动引擎(20)的组合体(18)，所述同轴驱动引擎包括具有引擎转子(22)的转子室(36)和具有引擎定子(24)的定子室(37)。该装置(10)还包括独立的隔音壳(12)，其以径向和轴向间隔开的方式容纳所述组合体(18)并且包括吸入接口(11)和压强接口(76)。此外，环形气密衰减装置(50)被径向地设置在隔音壳(12)和组合体(18)之间，驱动引擎(20)包括通风入口(33)和通风出口(47)，使得进行通过衰减装置(50)和穿过转子室(36)和/或定子室(37)的轴向强制通风。

Description

电动车辆真空泵总成
技术领域
本发明涉及电动车辆真空泵总成，其包括泵单元和驱动该泵单元的驱动马达。
背景技术
电驱动的车辆真空泵在车辆中产生例如100毫巴的绝对负压，其例如是对独立于内燃机的工作状态的气动制动力助力器和/或其他气动操作的辅助单元进行操作所需要的。在电动车辆真空泵总成中，在小真空泵的情况下驱动马达的电输出通常在100W的范围内，在大真空泵的情况下驱动马达的电输出是几百瓦。在真空泵总成中，在驱动马达和在泵单元两者中产生相应数量的热损失，必须可靠地耗散所述热损失以防止特别是驱动马达的过热。根据泵输出和泵单元的转速，声发射可以是使得必须采取大量措施用于声音衰减和/或产生声学屏障的那些。
根据DE 199 36 644 A1，已知一种电动真空泵总成，其中隔音措施是在泵单元的排出侧处的简单的罩。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种具有可靠冷却的和低的声发射的电动车辆真空泵总成。
根据本发明，利用具有权利要求1的特征的电动车辆真空泵总成来实现该目的。
根据本发明的电动车辆真空泵总成包括优选地转动的泵单元和优选相对于所述泵单元同轴的驱动马达的组合体。泵单元可以优选是例如叶片式泵单元，但是也可以是适合于在所要求的排量下产生例如100毫巴或更小的绝对压强的任何其他转动泵或准连续传输的真空泵。
驱动马达包括马达转子在其中转动的转子空间并且包括在其中布置有马达定子的定子空间。
而且，设置有独立的声学屏障壳，所述声学屏障壳以径向和轴向间隔开的关系容纳所述组合体并且包括它自身的进入接口和它自身的排出接口。声学屏障壳的进入接口限定真空泵总成的进入接口，而声学屏障壳的排出接口限定真空泵总成的排出。声学屏障壳被配置为独立于所述组合体的和/或电驱动马达的很大程度上气密但不必完全气密的独立的壳。由于声学屏障壳在所有六面都包围和容纳泵单元和驱动马达的组合体，所以声学屏障壳确保了真空泵总成发出的声发射的明显降低。
径向地在一侧的声学屏障壳和另一侧的组合体之间设置有环形气密体承载的声音衰减组件，其限定了所述组合体在声学屏障壳中的衰减机械悬挂。衰减组件是气密的并且被配置为没有开口，使得在例如组合体和声学屏障壳之间的环形间隙中阻止通过所述组合体的轴向气体流。
驱动马达包括轴向的通风入口和轴向的通风出口，使得泵单元在总成的运行期间确保通过衰减组件和穿过转子空间和/或定子空间的轴向强制通风。由泵单元引入的空气因此首先轴向地流动穿过驱动马达的内部，使得后者在运行期间持续地进行空气冷却。优选地，在其中布置有马达线圈的空间是通风的，即在电子换向驱动马达的情况下是定子空间，在机械换向驱动马达的情况下是转子空间。然而，还可以使定子空间和转子空间两者都通风。
衰减组件因此具有两个作用，即一方面为泵单元/驱动马达组合体的体承载的声音衰减悬架，另一方面是驱动马达的轴向强制通风。
根据一个优选的方面，驱动马达的通风入口轴向地背离泵单元，而驱动马达的通风出口轴向地面向泵单元。根据一个特别优选的方面，驱动马达的通风出口和泵单元的空气入口是彼此直接流体连通的。驱动马达的通风出口或多或少地直接限定泵单元的空气入口、即泵单元的进入接口。驱动马达因此在流体上被布置在泵单元上游，使得由真空泵总成引入的空气在流入泵单元之前首先轴向地流动穿过驱动马达。虽然由于在泵单元的进入侧处存在的例如100毫巴的绝对压强的真空，该总成具有仅较小的空气质量轴向地流动穿过驱动马达的缺陷，但是该总成提供了流动穿过驱动马达的引入空气的温度较低的优点。由此能够确保驱动马达的充足的空气冷却。
优选地，设置有两个气密环形衰减组件，并且在它们之间轴向地限定了环形空间。泵单元/驱动马达组合体因此被径向地安装和/或支承在声学屏障壳处的两个轴向位置处。这两个衰减组件能够被轴向地大致布置在滚动轴承的横向平面中，例如以提供由两个转子所产生的不平衡的不平衡引入大致在横向平面中的相应径向安装和径向衰减。由此，在基本上没有增加体承载声音从组合体传播至声学屏障壳的情况下改进了所述组合体的运动的机械衰减。
优选地，通过在驱动马达壳中的通风开口对在两个气密衰减组件之间的环形空间进行通风。由于通风开口仅用于环形空间和驱动马达的内部之间的压强补偿，所以通风开口可以是非常小的。通风开口确保在环形空间中存在与驱动马达内部大致相同的空气压强，例如100毫巴的绝对空气压强。由此，环形空间内部的声音传播被明显地破坏，使得真空泵总成的声发射被相应地降低。
环形空间可以任选地填充有吸声材料，但是吸声材料没有在组合体和声学屏障壳之间建立任何明显的机械和/或力传输连接。
优选地，衰减组件被配置为对泵单元/驱动马达组合体进行轴向支承的轴向轴承。因此不需要相对于声学屏障壳对所述组合体的独立轴向支承。衰减组件作为轴向轴承的配置可以例如由以下实现，衰减体在其在声学屏障壳侧的外圆周处和在组合体侧的内圆周处两处被相应的凹处和/或环形网轴向地围绕，使得实现所述组合体在声学屏障壳中的稳定的轴向固定。在声学屏障壳中的负压在进入侧的纵向端处以很大的力将泵单元/驱动马达组合体轴向压向进入侧。因此，需要稳定的轴向轴承用于轴向支承。
优选地，衰减组件包括环形衰减体，其可以由塑性材料制成，但是特别优选地由没有任何开口的气密弹性体制成。弹性体可以具有良好的机械衰减性能，其中，适于通过例如衰减体的轴向长度来调整衰减度。
根据一个优选方面，衰减组件包括阻止转动的锁定件，其阻止声学屏障壳相对于组合体转动。特别在负载变化的情况下，在一侧的组合体和另一侧的声学屏障壳之间产生转动力矩，如果相应的阻止转动的锁定件没有阻止，则其会导致组合体在声学屏障壳中转动。该阻止转动的锁定件可以例如由在一侧的衰减体和另一侧的组合体和/或声学屏障壳之间的相应抗转动的形状配合来实现。
优选地，声学屏障壳在其外侧包括刚性紧固元件，其允许将整个真空泵总成刚性且未衰减地紧固到车辆部件。以这种方式，真空泵总成能够例如被刚性地附接到车身或到内燃机。通过由衰减组件减震的组合体在声学屏障壳中的悬挂，在很大程度上一方面阻止了体承载声音从组合体至车辆的传播，另一方面阻止了从车辆到组合体的有害的振荡和振动。
根据一个优选方面，驱动马达包括机械换向组件，借助于该机械换向组件，优选地设置在转子侧的马达线圈被通电。机械换向组件的制造是容易且便宜的，但是由于换向器摩擦而产生摩擦热。通过与强制通风、优选地包括换向组件的强制通风接口，将在机械换向组件中所产生的热永久和可靠地耗散。以这种方式，强制通风允许使用便宜的机械换向组件。
一般地，所有类型的转动泵总成都是合适的。特别优选干式运行叶片式泵单元作为泵单元。
附图说明
下文参照附图详细描述了本发明的一个实施例，在这些附图中：
图1示出了电动车辆真空泵总成的纵截面，
图2示出了图1的车辆真空泵总成的横截面II–II，
图3示出了图1的车辆真空泵总成的横截面III–III，和
图4示出了图1的车辆真空泵总成的横截面IV–IV。
具体实施方式
在图1至图4中图示了电动车辆真空泵总成10，其用于在车辆中提供例如100毫巴或更小的绝对压强的真空。真空主要用作用于致动元件、例如用于气动制动力助力器或其他气动的车辆致动器的潜在能源。由于车辆内燃机在车辆运行期间不是一直运行的，所以越来越多地需要用于车辆真空泵的电驱动器。
总成10基本上由三个部件构成，即电驱动马达20、相对于该电驱动马达同轴布置的泵单元40和声学屏障壳12，所述声学屏障壳在所有侧都包围泵单元40和驱动马达20的组合体18。
电驱动马达20包括具有多个转子线圈25的马达转子22和具有多个定子片78的马达定子24。马达转子22被布置用于与转子轴16一起转动，所述转子轴16还限定用于泵转子42的转子轴。通过机械换向器26使驱动马达20机械换向。换向器26由滑环27和在滑环27上运行的刷28限定。
转子轴16通过两个滚动轴承30、31可转动地安装在组合体18中，其中换向器26和马达转子22被布置在两个滚动轴承30、31之间，而泵转子42被固定用于转动并且以悬出的方式固定在转子轴端部。马达转子22限定了在轴向上可透气的柱形转子空间36，所述转子空间被由马达定子24限定的、也在轴向上可透气的环形定子空间37围绕。如在图3中可见，马达定子24的透气性由轴向通风管道29实现，而马达转子22的透气性由轴向通风管道93实现。
驱动马达20包括在马达定子24和马达转子22区域中的基本上呈柱形的金属驱动马达壳壁21，所述壳壁在很大程度上在声音和在流体上遮蔽转子空间36和径向向外的定子空间37。驱动马达20在其背离泵的前侧32处包括多个可透气通风入口33，空气能够穿过所述多个可透气通风入口轴向地流入转子空间36和定子空间37中。该空气可以穿过在驱动马达20的泵侧前侧处的前壁44中的驱动马达通风出口47再次流出，使得转子空间36和定子空间37通风。借助于该强制通风，马达转子22、马达定子24以及换向器26在泵总成10的运行期间被持续地进行空气冷却。
泵单元40直接轴向地联接驱动马达20，所述泵单元基本上由泵转子42和围绕该泵转子42的泵壳35限定。泵壳35由入口侧前壁44、出口侧前壁48和周向壁43构成。入口侧前壁44限定驱动马达20的前壁和泵单元40的前壁两者。在该情况下，泵单元40被配置为叶片泵单元使得泵转子42包括多个可移位的叶片，借助于所述多个可移位的叶片来将泵空间在周向上划分为多个转动的泵隔室。在泵单元的入口侧前壁44中设置有新月形泵室空气入口46，来自驱动马达20的空气穿过其流入转动的泵隔室中。在泵单元的出口侧前壁48中设置有新月形出口开口88，来自经过的泵隔室的压缩空气穿过其被排出。
在出口侧前壁48处布置有壶形隔音罩62，其包围前侧声音衰减空间62并且包括有角度的出气管道64。穿过出口开口88排出的压缩空气首先进入声音衰减空间62中，从该声音衰减空间穿过出气管道64流出。
由两个塑性半壳体13、14构成的独立的声学屏障壳12围绕由驱动马达20和泵单元40构成的组合体18。声学屏障壳12是基本上呈筒形的且闭合的并且仅包括两个开口，即在声学屏障壳12的入口侧前壁中的进入接口11和在出口侧前壁中的排出接口76。
基本上呈筒形的声学屏障壳12以在所有六面都相对于组合体18间隔开的关系来布置，使得声学屏障壳12在任意位置处都不与组合体18直接接触。组合体18以由声学屏障壳12中的两个衰减组件50、50’衰减的方式但是通常以静止的方式来安装。这两个衰减组件50、50’被分别大致布置在两个滚动轴承30、31的横向平面中。每个衰减组件50、50’基本上由各自的环形且气密的弹性体材料的衰减体52来限定，该弹性体材料的衰减体的外圆周53被固定在声学屏障壳侧的衰减体座56、56’中，并且该弹性体材料的衰减体的内圆周55被固定在组合体侧衰减体座58、58’中。位于被布置在驱动马达20和泵单元40之间的滚动轴承31的横向平面中的衰减组件50’被配置为轴向轴承，使得组合体18在声学屏障壳12处在两个纵向上被轴向支承。另外的衰减组件50也被配置为单侧轴向轴承。由此，组合体18以单侧的方式另外地被轴向支承抵抗朝向进入接口11轴向地作用于组合体18的压缩力。衰减体52包括在它们的内圆周55和外圆周53两者处的多个窄的圆周环形边缘。
在声学屏障壳12和组合体18之间限定了多个空间90、86、92，这些空间通过两个衰减组件50彼此独立。在进入接口侧限定了入口衰减空间90，空气穿过声学屏障壳12的进入接口11流入该入口衰减空间中并且空气从该入口衰减空间流出穿过驱动马达的通风入口33进入马达内部。环形空间86被轴向地限定在两个衰减组件50、50’之间，所述环形空间在径向外侧由声学屏障壳12限定并且在内侧由驱动马达壳壁21限定。环形空间86通过在驱动马达壳壁21中的通风开口34进行通风，使得在环形空间86中存在与转子空间36中和定子空间37中相同的空气压强。
在排出接口侧，声学屏障壳12包围声音衰减空间92，来自有角度的出气管道64的由泵单元40压缩的空气流入到所述声音衰减空间中。从声音衰减空间92，压缩空气穿过垂直弯曲的出口管道70从声音衰减空间92向外侧流出。
如图2和图3中可见，声学屏障壳12包括多个刚性紧固元件13，总成10能够通过这些紧固元件13在没有任何另外的衰减的情况下被刚性地固定到车身或直接被固定到车辆的内燃机。
在图4中图示了衰减组件50’的横截面。衰减体52没有在其整个圆周上被圆形地配置，而是在内侧和在外侧包括平坦部分83、81用于限定阻止转动的锁定件84，所述平坦部分对应于在驱动马达壳21的外圆周处和/或在声学屏障壳12的内圆周处的平坦部分83、80。
虽然已经参照本发明的具体的说明性实施例来描述和说明了本发明，但是本发明不旨在限于那些说明性的实施例。本领域技术人员将认识到在不脱离如所附权利要求所限定的本发明的真实范围的情况下，能够做出变化和修改。因此，本发明旨在包括属于所附权利要求及其等同的范围内的所有这样的变化和修改。

Claims (12)

1.一种电动车辆真空泵总成(10)，其具有
泵单元(40)和驱动马达(20)的组合体(18)，该组合体包括具有马达转子(22)的转子空间(36)和具有马达定子(24)的定子空间(37)，
独立的声学屏障壳(12)，其以径向和轴向间隔开的关系包围所述组合体(18)并且包括进入接口(11)和排出接口(76)，和
环形气密衰减组件，其径向地布置在一侧的所述声学屏障壳(12)和另一侧的所述组合体(18)之间，
其中，所述驱动马达(20)包括通风入口(33)和通风出口(47)，使得实现通过所述环形气密衰减组件和穿过所述转子空间(36)和/或所述定子空间(37)的强制通风，和
所述驱动马达的通风出口(47)和所述泵单元的空气入口(46)是彼此流体连通的。
2.根据权利要求1所述的电动车辆真空泵总成(10)，其中，所述泵单元(40)是相对于所述驱动马达(20)同轴布置的转动泵单元。
3.根据权利要求1或2所述的电动车辆真空泵总成(10)，其中，设置有两个环形气密衰减组件，所述两个环形气密衰减组件在它们之间限定了环形空间(86)。
4.根据权利要求3所述的电动车辆真空泵总成(10)，其中，所述环形空间(86)通过驱动马达壳(21)中的通风开口(34)进行通风。
5.根据权利要求3所述的电动车辆真空泵总成(10)，其中，所述两个环形气密衰减组件中的至少一个被配置为对所述组合体(18)进行轴向支承的轴向轴承。
6.根据权利要求1或2所述的电动车辆真空泵总成(10)，其中，所述通风入口(33)轴向地背离所述泵单元(40)，所述通风出口(47)轴向地面向所述泵单元(40)。
7.根据权利要求1所述的电动车辆真空泵总成(10)，其中，所述环形气密衰减组件包括环形衰减体(52)。
8.根据权利要求1所述的电动车辆真空泵总成(10)，其中，所述环形气密衰减组件包括阻止转动的锁定件(84)，其阻止所述声学屏障壳(12)相对于所述组合体(18)的转动。
9.根据权利要求1或2所述的电动车辆真空泵总成(10)，其中，所述声学屏障壳(12)包括刚性紧固元件(13)，其允许将所述总成(10)刚性紧固至车辆部件。
10.根据权利要求1或2所述的电动车辆真空泵总成(10)，其中，所述驱动马达(20)包括机械换向组件(26)。
11.根据权利要求1或2所述的电动车辆真空泵总成(10)，其中，所述泵单元(40)是叶片式泵单元。
12.根据权利要求7所述的电动车辆真空泵总成(10)，其中，所述环形衰减体(52)由气密弹性体制成。
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