CN105143692B - 滑动轴承在旋转泵总成中的固定 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括泵单元和驱动该泵单元的电动机的泵总成，所述电动机包括定子和具有转子轴的转子，该转子轴支承在至少一个滑动轴承(30)中。所述滑动轴承借助至少一个圆楔连接装置(21、41；29、31)固定在该泵总成中，所述圆楔连接装置具有至少一个圆楔(21、31)和至少一个互补圆楔(29、41)。

Description

滑动轴承在旋转泵总成中的固定

技术领域

本发明涉及一种包括泵单元和驱动该泵单元的电动机的泵总成，电动机包括定子和具有转子轴的转子，该转子轴支承在至少一个滑动轴承中。本发明尤其涉及滑动轴承在所述类型的泵总成中的固定。

背景技术

旋转泵总成通常由电动机驱动。电动机包括定子和转子，定子产生电磁场，该电磁场与由转子产生的电磁场相互作用，从而向转子施加转矩，该转矩使转子加速。转子主要包括转子轴和抗扭地设置在转子轴上的转子芯，转子芯在电动机构造为异步电动机时构造为鼠笼转子或在同步电动机的情况下具有永磁体或由至少一个这种永磁体形成。在应用于泵中时，转子轴的端部通常支承设置在泵单元中的泵工作轮。作为替代方案，转子轴的端部也可通过联轴器与另一轴连接，该轴伸入泵单元中并且支承这种工作轮。

转子轴必须在至少两个轴向相对置的位置上被径向支承在泵总成中。为此尤其是在湿转子结构方式的泵总成中常常使用滑动轴承，待泵送的液体同时润滑滑动轴承。但在干转子中也越来越多地使用滑动轴承，因为其相对于球轴承可更简单且更廉价地制造，并且目前可供使用的起摩擦作用的塑料和塑料涂层确保高耐用度、小摩擦和小磨损。

滑动轴承在泵总成中的固定可以以不同方式进行，通常通过固定在上级的支承构件上。在具有间隙罐的湿转子泵中例如已知在间隙罐的底部上设置用于滑动轴承的形锁合容纳部，滑动轴承嵌入其中。但这种容纳部必须精确地以小的公差来制造，以便基于滑动轴承和容纳部之间的压配合一方面消除间隙并且另一方面消除间隙罐的机械超负荷，该超负荷可导致断裂处。在无间隙的容纳部中从底部沿轴向方向突出的卡锁凸鼻从后面作用于滑动轴承并且通过这种方式轴向固定滑动轴承。但这种间隙罐的制造要求相对复杂的工具，这又提高了制造成本。滑动轴承在这种容纳部中的安装也要求精确操作。

作为替代方案已知在用塑料制造间隙罐时将滑动轴承注入底部中。但这要求轴承在塑料注塑模具型腔中的精确定位以及在那里的固定，从而轴承在型腔中的位置不会因注入型腔中的模塑材料的压力而改变。

另外，在湿转子泵中已知在电动机的朝向泵室的一侧上滑动轴承借助压配合设置在同轴的轴承支座中。该轴承支座例如力锁合地嵌入间隙管的端部中或嵌入法兰状轴承盖的中央缺口中，该轴承盖固定在定子上并且通常也与间隙管机械连接。因此在安装各个构件时应同轴接合它们。

所述构件的制造必须精确地、即以小的公差进行，以便一方面确保压配合并且另一方面避免过压，因为否则可通过滑动轴承向轴承支座中的、轴承支座向间隙管中的、轴承支座向轴承盖中的压入和/或轴承盖与间隙管的力锁合连接而产生轴承支座、间隙管和/或轴承盖的局部机械超负荷并且可产生微裂纹，这些微裂纹又可导致泵总成的损伤、尤其是可导致泄漏。另外，压接基于材料的不同膨胀系数而始终是温度敏感的，这尤其在加热泵中影响显著。最后，机械转矩在电动机中引起振动，因此传统压接中的压力在该总成的运行时间内并不恒定。

发明内容

本发明的任务在于提供一种滑动轴承在泵总成中的替代固定方式，这种固定方式确保滑动轴承的持久可靠地且精确地定位和滑动轴承在泵总成内部的固定并且同时确保简单安装。

根据本发明提出一种包括泵单元和驱动该泵单元的电动机的泵总成，电动机包括定子和具有转子轴的转子，所述转子轴支承在至少一个滑动轴承中，所述滑动轴承借助至少一个圆楔连接装置固定在该泵总成中，所述圆楔连接装置具有至少一个圆楔和至少一个互补圆楔。

使用圆楔连接装置可补偿公差，从而滑动轴承和其连接配合件或者说保持滑动轴承的构件及其连接配合件可以以更高的公差来制造。因此它们的制造成本显著降低。另外，圆楔连接装置确保在运行时间内恒定的压接，因为该压接在旋转时沿夹紧方向自锁。最后，圆楔连接装置能实现滑动轴承或保持滑动轴承的构件的简单安装并且出于维护目的在相应实施方式中也确保简单的可拆性以便拆卸滑动轴承。

另外，圆楔连接装置相对于传统的压接具有下述优点：连接配合件大表面地接触，而在纯粹的压配合中基于变形产生的非圆连接并非是这种情况。另外，借助圆楔连接装置沿连接的圆周表面实现均匀的表面压力，该表面压力还可具体根据施加到圆楔连接装置上的转矩来调节。

根据本发明，用于固定滑动轴承的圆楔连接装置可在不同构件之间产生。也可在这些不同构件之间设置多个圆楔连接装置。下面说明这点。

例如可在滑动轴承和容纳该滑动轴承的轴承支座之间形成圆楔连接装置。滑动轴承在此构成一种圆柱形的套筒状构件，转子轴同轴穿过该套筒状构件。在圆楔连接装置方面，滑动轴承构成内侧部件，其径向横截面至少在圆楔连接区域中是近似圆形的，在外圆周表面上设置至少一个圆楔。在径向横截面中看，滑动轴承的外圆周构成基圆，圆楔轮廓在该基圆上升起。

与此相对，轴承支座作为连接配合件构成具有圆楔连接装置的外侧部件，其具有圆柱形开口，滑动轴承容纳在该开口中。在朝向开口定向的内侧上设有至少一个与滑动轴承的所述至少一个圆楔互补的圆楔。在径向横截面中看，轴承支座的内圆周构成基圆，互补圆楔轮廓在该基圆上升起。

每个圆楔、即滑动轴承的圆楔和轴承支座的圆楔由在展开的基圆上连续上升的轮廓构成，该轮廓上升直至特定的轮廓高度并且随后以相对于上升陡峭的侧壁下降，该侧壁被称为圆楔后沿。

滑动轴承和轴承支座在有间隙的情况下接合，通过相对旋转两个部件而消除间隙。滑动轴承在此压紧到轴承支座上，并且圆楔的圆楔轮廓相互压紧。

根据一种替代实施方式，之前被称为轴承支座的构件可直接支承转子轴。这表示：轴承支座具有圆柱形开口，转子轴可旋转地同轴穿过该开口。该开口的内侧因此构成滑动面，因而轴承支座本身用作滑动轴承。实际的轴承——其包括所述滑动面和开口的至少一部分内壁——与轴承支座构成一个唯一的构件。

滑动轴承表面可以是例如由陶瓷、DLC层(类金刚石涂层)、或由摩擦学优化的塑料制成的涂层。但也可以是由这种材料制成的更厚的层，该层于是构成至少一部分内壁。当使用摩擦学优化的塑料时，该塑料例如通过双组分注塑被喷射到轴承支座上。

层或涂层在滑动轴承和轴承支座之间形成材料结合，由此它们不可分离地彼此连接。轴承支座连同滑动轴承也可由一种唯一的塑料材料在一个制造步骤中制出、例如由摩擦学优化的塑料制成。通过这种方式轴承支座本身构成滑动轴承。

在这种实施方式中，在滑动轴承和固定在电动机或泵单元上的保持元件之间可存在圆楔连接装置。保持元件可直接固定在电动机上、尤其是定子或电动机壳体上和/或与其它构件一体构造，这在下面还将说明。

代替第一种提到的实施方式(在其中在滑动轴承和轴承支座之间存在圆楔连接装置)并且代替第二种提到的实施方式(在其中轴承支座同时构成滑动轴承并且如此形成的滑动轴承借助圆楔连接装置与保持元件连接)，也可在容纳滑动轴承的轴承支座和保持元件之间设置圆楔连接装置。在该实施方式中，滑动轴承和轴承支座并非是一体的、而是两个独立的构件。它们可以以借助形锁合或压配合的传统方式相互接合，于是根据本发明的圆楔连接装置仅存在于滑动轴承和保持元件之间。

但该方案也可与第一种提到的实施方式同时使用，因此在滑动轴承和轴承支座之间构造第一圆楔连接装置并且在轴承支座和保持元件之间构造第二圆楔连接装置。这能够允许在一步中、即通过唯一一次产生转矩的运动将滑动轴承和轴承支座安装到泵总成中。

在轴承支座和保持元件或者说轴承和保持元件之间的圆楔连接装置中，滑动轴承或轴承支座构成内侧部件，其径向横截面至少在圆楔连接区域中是近似圆形的，在外圆周表面上设置至少一个圆楔。在径向横截面中看，滑动轴承或轴承支座的外圆周构成基圆，圆楔轮廓在该基圆上升起。相应地，保持元件作为连接配合件与此相对构成圆楔连接装置的外侧部件，其具有圆柱形开口，滑动轴承或轴承支座容纳于该开口中。在朝向开口定向的内侧上设置至少一个与滑动轴承/轴承支座的所述至少一个圆楔互补的圆楔。在径向横截面中看，保持元件的内圆周构成基圆，互补圆楔轮廓在该基圆上升起。

根据一种实施方式，保持元件可固定在分离定子与转子的间隙管中，转子在转子室中旋转。间隙管因此限定转子室并且液密地分离定子与转子，在湿转子泵中通常是这种情况。为了将保持元件安装在间隙管中，保持元件优选具有管状部件，该管状部件在安装状态中在圆周上被间隙管的端部区段包围，从而保持元件同轴嵌入间隙管的轴向端部中。这不仅可在朝向泵单元的间隙管端部上而且也可在远离泵单元的一侧上进行。间隙管尤其是可在远离的端部上封闭并且因此构成间隙罐。

作为替代方案，保持元件可构成间隙管的端部区段。根据所述实施方式，保持元件是间隙管的一部分、即与间隙管是一体的。这最终表示：滑动轴承或轴承支座和保持元件之间的圆楔连接装置或轴承支座和保持元件之间的另一圆楔连接装置更确切地说存在于滑动轴承或轴承支座和间隙管之间。因为该圆楔连接装置的外侧连接配合件是间隙管，滑动轴承或轴承支座连同滑动轴承容纳于间隙管的开口中。与滑动轴承或轴承支座的所述至少一个圆楔互补的圆楔于是位于间隙管的朝向开口定向的内侧上。在径向横截面中看，间隙管的端部区段的内圆周构成基圆，互补圆楔轮廓在该基圆上升起。

在保持元件是与间隙管分开的部件并且嵌入间隙管端部区段的实施方式中，根据一种优选扩展方案，可在保持元件和间隙管之间构造圆楔连接装置或另一圆楔连接装置，从而使保持元件通过该圆楔连接装置固定在间隙管中。在此保持元件构成内侧连接配合件，在其外圆周表面上圆楔轮廓升起，并且间隙管、尤其是其一个端部区段构成外侧连接配合件，在其内圆周表面上互补圆楔轮廓升起。

总之，因此根据所描述的用于将滑动轴承固定在泵总成中的实施方式，可以

－在滑动轴承和轴承支座之间，和/或

－在滑动轴承或轴承支座和保持元件之间或

－在滑动轴承或轴承支座和间隙管之间，和/或

－在保持元件和间隙管之间

构造圆楔连接装置。所述构件之间的圆楔连接装置可单个或以任意组合被使用。因此存在至少一个圆楔连接装置并且最多可存在三个圆楔连接装置。在下文中术语“另一圆楔连接装置”可理解为每第二个和/或第三个圆楔连接装置，其附加于至少一个已有圆楔连接装置而存在。

因此，至少一个圆楔沿第一圆周方向升起地构造在滑动轴承、轴承支座和/或保持元件的外圆周表面上，并且径向相对置地至少一个互补圆楔沿相应相反的圆周方向升起地构造在轴承支座、保持元件或间隙管的内圆周表面上。

通过在另一连接配合件固定时将一个连接配合件沿其参与圆楔连接装置的圆楔轮廓下降的方向旋转，可将一个连接配合件压紧到另一连接配合件上。由该说明例如可知，当滑动轴承相对于轴承支座沿第一圆周方向A并且轴承支座相对于滑动轴承沿相反的圆周方向B旋转时，在滑动轴承和轴承支座之间出现圆楔连接装置的夹紧作用，参见图6。

术语“第一圆周方向”和“相反的圆周方向”在此仅涉及两个相配的连接配合件、即例如滑动轴承和轴承支座或轴承支座和间隙管。这表示：由滑动轴承和轴承支座构成的结合物的第一圆周方向并非必须与由轴承支座和滑动轴承构成的结合物的第一圆周方向一致。这同样适用于相反的圆周方向。而且，在使用两个或三个圆楔连接装置时圆周方向在两个连接配合件的外侧上、如滑动轴承的外侧相对于轴承支座的外侧优选互换，以便通过沿同一方向旋转构件来同时夹紧两个或所有圆楔连接装置。这点以下述方式实现：在直接位于两个圆楔连接装置之间的构件(如在轴承支座或保持元件中可以是这种情况)中设置在外圆周和内圆周上的圆楔沿同一旋转方向升起。

原则上圆楔连接装置和/或另一圆楔连接装置可由一个、两个或更多圆楔和相应一个、两个或更多互补圆楔构成。但有利的是，圆楔连接装置由相应内侧连接配合件(滑动轴承、轴承支座、保持元件)的外圆周表面上的三个圆楔和相应外侧连接配合件(轴承支座、保持元件、间隙管)的内圆周表面上的三个互补圆楔构成。由此实现圆楔连接装置的自动对中。

在本发明的一种有利方案中，圆楔连接装置或另一圆楔连接装置的圆楔斜度在1:20和1:200之间。在所述斜度范围的低值区域中、即在1:20至大约1:100之间，圆楔连接装置可为了拆卸目的而松开，并且在高值区域中、即在1:100至1:200的斜度比中能实现不可松开的连接。

优选圆楔的轮廓构造为对数螺旋线。其优点在于，圆楔连接装置的连接配合件并非线状、而是面状地接触。

根据一种特别优选的实施方式，所述旋转泵总成设有电动机，该电动机包括湿运行的转子。这表示：转子室被液体填充并且转子、尤其是转子芯被液体包围并且在运行中相应被液体绕流。这种泵总成被称为湿转子泵。

在将圆楔连接装置应用于具有湿运行电动机的泵总成中时产生的一个特别有利的特征在于，在圆楔连接装置的夹紧状态中在圆楔和沿圆周方向相邻的互补圆楔之间、尤其是在其圆楔后沿(圆楔轮廓端部上的陡峭侧壁)之间形成开口，在湿运行电动机中的液体可穿流所述开口。由此尤其是可在转子室与位于转子室前方的、尤其是具有泵室的泵总成区域之间形成例如以冷却为目的的液体交换。基于对利用圆楔连接装置将滑动轴承固定在湿转子泵中的这种协同效应的认识，优选规定，所述开口保持不封闭。

当两个或更多圆楔分别在一个连接配合件的圆周上构成圆楔连接装置时，相应地在圆楔连接装置的夹紧状态中在每个圆楔和沿圆周方向相邻的互补圆楔之间形成一个开口，至少一个所述开口在泵总成运行时不封闭以便被穿流。根据该实施方式，在滑动轴承固定于轴承支座中或滑动轴承或轴承支座固定于保持元件或间隙管中后至少一个所述轴向开口保持释放，因此该开口在运行中可用作轴向穿流通道，转子室中的液体可流过该穿流通道。

开口与圆楔后沿沿同一方向延伸、尤其是轴线平行于转子轴延伸。这确保转子室中良好的液体交换，从而一方面防止颗粒沉积并且另一方面引起热传导。

所述液体例如可以是由泵输送的液体，例如在旋转泵总成被用作加热泵时是水或乙二醇，在此转子室与泵室连通。替选地，转子室可相对于泵室封闭，由此转子室中的液体不同于被输送的液体。这例如可通过转子室前方的前室实现，该前室通过分隔壁与泵室分开。

优选地，锁止器件置入开口或至少一个所述开口中。这种锁止器件可防止圆楔连接装置松开，因为当锁止器件置入开口或所述开口之一中时连接配合件不能再往回旋转。

锁止器件可构造成实心或空心的，其优选构造有至少在通过方向上相对置的开口，从而锁止器件所嵌入的圆楔连接装置开口保持可穿流性。因此锁止器件本身可被液体穿流。

应指出，在圆楔连接装置仅具有一个唯一的圆楔和一个互补圆楔时仅存在一个唯一的开口。在此情况下有意义的是，锁止器件可被液体穿流。与此相对，在圆楔连接装置具有多个圆楔和多个互补圆楔时存在多个开口。锁止器件在此可置入一个、两个、更多或甚至所有开口中。但至少一个开口应保持不封闭，也就是说，在所述至少一个开口中未置入或置入至少一个可穿流的锁止器件。在其它或至少另一开口中于是可置入实心的锁止器件。

应指出，虽然在此仅针对一个唯一的圆楔连接装置说明了锁止器件，但该锁止器件也可替代或附加地用于各个连接配合件之间的每个圆楔连接装置中，尤其是也可用于另一圆楔连接装置中。

另外特别有利的是，过滤元件置入开口或至少一个所述开口中。这种过滤元件能够过滤出悬浮于转子室液体中的固体颗粒、如石灰沉积或铁锈颗粒。这防止颗粒附着在不希望的位置上、如转子间隙中或滑动轴承上的轴承间隙区域中并且在那里导致增大的磨损或其它损伤。

过滤元件例如可以是海绵状的、尤其是由多孔材料制成。作为替代方案，过滤元件也可具有网状结构。在所述情况下过滤元件可由塑料、尤其是由弹性体、热塑性或热固性塑料、塑料混合物或也可由金属或金属化合物制成。另外，过滤元件也可替代地构造为金属丝网，其尤其是压制而成。在此烧结金属也可用作过滤元件。所述方案的优点在于，过滤元件可吸收机械力。但根据过滤元件的结构在使用热塑性或热固性塑料时情况也是如此。但金属结构吸收机械力的能力当然更高。

根据一种优选实施方式，过滤元件同时构成上述锁止器件。尤其是形状稳定的过滤元件可实现这点，该过滤器元件可吸收机械力。就此而言关于锁止器件所述的内容在此适用于过滤元件。

然而，为了有效过滤进入转子室中的液体，有利的是，在圆楔连接装置的每个开口中嵌入过滤元件。如果开口中未嵌入过滤元件，则会产生固体颗粒穿过开口进入转子室的危险。与此相对，为唯一的开口装配机械稳定的过滤元件足以防止阻塞作用和圆楔连接装置的松动。

同时用作锁止器件的过滤元件例如可通过压制的金属丝网或烧结金属实现。作为替代方案也可使用形状稳定的管状支撑结构(小管)，所述小管被推入开口中并且在其内部具有一个或多个海绵状的多孔过滤元件。该小管因此构成锁止器件，其内部是过滤器。

过滤元件可沿圆楔连接装置开口的整个轴向长度延伸或仅填充该轴向长度的一部分。两个或更多这种过滤元件也可依次置入一个开口中。

在此也应指出，虽然仅示例性针对一个唯一的圆楔连接装置说明了锁止器件，但该锁止器件也可替代或附加地用于各个连接配合件之间的每个圆楔连接装置中，尤其是也可用于所述另一圆楔连接装置中。

所述圆楔连接装置或另一圆楔连接装置可具有总圆周角在180°和330°之间的圆周接触面。作为圆周接触面在此理解为圆楔连接装置的所有角区段α₂之和，在这些角区段中一个连接配合件的一个或多个圆楔以其圆轮廓贴靠在另一连接配合件的一个或多个互补圆楔的圆轮廓上。圆周接触面越大，则可从一个连接配合件向另一连接配合件传递的最大转矩就越大。

由于定义圆周接触面的角区段α₁与定义圆楔后沿之间的开口或者说穿流口的角区段α₂构成一个整圆，因此圆周接触面不应选择得过大，否则穿流口的宽度就会过小。例如在具有三个圆楔并且圆周接触面为300°的圆楔连接装置中，每个穿流口的角区段为α₂＝20°。为了使穿流口仍具有足够的穿流容量，穿流口的圆周角至少应为α₂＝10°，在此情况下最大圆周接触面约为330°。

根据本发明，所述滑动轴承或轴承支座具有承载圆楔形状的外壁并具有支承转子轴的内壁，所述外壁和内壁彼此间隔开并且通过支撑结构相互连接。由此形成一个环形室并且实现双层壁，其具有多个功能。一方面可相对于滑动轴承或轴承支座的实心结构节省材料，这尤其是在相对昂贵的材料、如摩擦学优化的塑料中实现了巨大的成本节约。同时实现重量减轻。另外，通过间隔开的壁而为转矩产生工具提供了大平面的嵌接可能性。

双层壁相对于实心构件的另一优点在于均匀的力分布(材料应力)。因此导入的力可在圆周上均匀、尤其是相互独立地分布。也就是说，通过滑动轴承和轴承支座之间的圆楔连接装置导入内壁的力或者在滑动轴承和轴承支座一体的情况下从转子轴导入滑动轴承的力可均匀地分布在内壁中。并且通过轴承支座和保持元件或间隙管之间的圆楔连接装置导入外壁的力可均匀地分布在外壁中。

双层壁的另一优点在于由此产生的机械弹性。因此内壁例如可吸收轴的振动并且减弱该振动。

外壁和内壁之间的所述支撑结构可由一个环形壁或由至少三个连接片构成。环形壁朝向泵单元方向限定转子室。与此相对，由连接片构成的支撑结构沿轴向方向、即在接片之间至少部分敞开，因此转子室朝向滑动轴承前方区域、尤其是朝向泵室敞开。为了在此实现过滤，例如可在滑动轴承或轴承支座中在外壁和内壁之间嵌入环状过滤器。该过滤器在结构和材料特性方面可如同针对设置用于穿流口的过滤元件所描述的那样来构造。

优选地，支撑结构设置在外壁和内壁的轴向端部上或设置在轴向中点和所述端部之间的区域中。由此通过支撑结构限定环形室并且赋予其特定深度，使得用于安装滑动轴承和/或轴承支座的转矩产生工具可形锁合地嵌入该环形室中。支撑结构因此沿轴向方向构成用于工具的止挡，从而滑动轴承和/或轴承支座能够在安装时在工具上沿轴向方向保持就位。

在一种有利的扩展方案中，外壁和/或内壁具有至少一个用于形锁合地容纳转矩产生工具的径向突出部。优选设置两个、三个或更多这种突出部，它们尤其是对称分布地设置。工具具有相对应的径向凹槽，突出部可形锁合地嵌入所述凹槽中。在工具进行旋转运动时，转矩被施加到突出部上并被导入滑动轴承或轴承支座中。当突出部对称分布时，转矩导入也对称地进行。

另外有利的是，突出部设置在外壁或内壁壁厚基于圆楔形状最薄的地方。这是指紧邻圆楔轮廓起点处、即紧邻圆楔后沿后方。作为替代方案，突出部沿圆周方向看设置在圆楔中点。在两种情况下突出部的数量优选对应于圆楔的数量。

滑动轴承、轴承支座和/或保持元件可在朝向泵单元的间隙管轴向端部上设置在间隙管中。但也可置入在间隙管中远离泵单元的轴向端部上。

另外，间隙管可以是间隙罐，其具有封闭一个轴向端部的底部，并且端部区段由间隙罐的该封闭的端部构成，在端部区段中设有圆楔形的容纳部，滑动轴承或轴承支座置入该容纳部中。在该实施方式中底部侧的端部区段构成保持元件。

在泵总成的传统结构中，转子轴由两个滑动轴承支承。根据本发明尤其是在每个滑动轴承中借助圆楔连接装置进行固定。就湿转子泵而言(在其中第一滑动轴承固定在间隙管的一个端部上并且另一滑动轴承固定在间隙管的另一端部上)，所述每个滑动轴承可借助圆楔连接装置直接或间接通过其它所描述的构件、即轴承支座和/或保持元件固定在间隙管中。

附图说明

下面借助两种实施例及附图详细说明根据本发明的泵总成以及根据本发明的圆楔连接装置的其它优点和特征。附图如下：

图1为其间可形成圆楔连接装置的滑动轴承和轴承支座的第一种实施方式的分解图；

图2为安装有滑动轴承的轴承支座的第一种实施方式的径向横截面图；

图3为其间可形成圆楔连接装置的轴承支座和保持元件的第二种实施方式的分解图；

图4为安装有轴承支座的保持元件的第二种实施方式的轴向横截面图；

图5为安装有轴承支座的保持元件的第二种实施方式的俯视图；

图6为安装有轴承支座的保持元件的第二种实施方式的透视图；

图7为在轴承支座和间隙管之间具有圆楔连接装置的第三种实施方式的透视图。

具体实施方式

下面所描述的实施例涉及一种包括泵单元和驱动该泵单元的电动机的泵总成，电动机包括定子和具有转子轴的转子，所述转子轴支承在两个滑动轴承中。至少一个所述滑动轴承借助圆楔连接装置直接或间接固定在泵总成中，所述圆楔连接装置具有至少一个圆楔和至少一个互补圆楔。该泵总成构造为湿转子泵，在其中定子与转子通过间隙管或间隙罐液密地分离。间隙罐是这样的间隙管，其在一个轴向端部上借助底部封闭。间隙管的内部构成转子室，转子在该转子室中旋转。转子包括转子轴和转子芯。

图1示出套筒状的滑动轴承30，其包括圆柱形的管状区段33，该管状区段在一个轴向端部上具有径向向外延伸的凸缘32。未示出的转子轴同轴穿过管状区段33并且由该管状区段支承。在管状区段33的内圆周表面和转子轴的外周面之间于是形成被液体填充的轴承间隙，该轴承间隙允许转子轴在滑动轴承30中进行滑动旋转运动。滑动轴承由塑料、碳、陶瓷或复合材料制成。

在管状区段33的外圆周表面上设有三个圆楔31。管状区段33的与凸缘32相对置的轴向端部朝向其轴线倒棱，从而在轴向接合时使转子轴对中。

另外，图1示出轴承支座20，滑动轴承30可嵌入该轴承支座中或者说在安装状态中嵌入该轴承支座中。轴承支座20包括构成内壁24的管状内侧部件、构成外壁23的管状外侧部件以及环形壁28，该环形壁在轴承支座20的后轴向端部上将内壁24和外壁23彼此连接。轴承支座20由塑料注塑成型。

在内壁24和外壁23之间形成自由的环形空间22。在外壁23的朝向轴承支座轴线定向的内侧上对称分布地成型出三个突出部25，所述突出部轴线平行并且径向向内延伸。环形空间22用于容纳工具，该工具具有与突出部25相对应的凹槽并且设置用于将转矩传递到轴承支座上。

内壁24的内圆周表面具有三个圆楔29，它们构成与滑动轴承30外圆周上的圆楔31互补的圆楔。所述圆楔29、31因此构成第一圆楔连接装置。另外，轴承支座20的外圆周、准确地说外壁23的外圆周具有另一圆楔连接装置的三个圆楔21。

为了安装，这样沿轴向接合滑动轴承30和轴承支座20，使得它们首先在有间隙的情况下同轴地相互嵌套。接着相对旋转滑动轴承30和轴承支座20，使得间隙消失并且滑动轴承30面状地压紧到轴承支座20上。这由图2示出。滑动轴承30和轴承支座20共同构成轴承单元50。

图2示出轴承支座20和安装在其中的滑动轴承30的径向横截面。滑动轴承30在此构成内侧部件，其径向横截面近似圆形。滑动轴承30的外圆周对应于基圆，在该基圆上在横截面中看具有圆楔31的圆楔轮廓径向向外升起。与此相应，轴承支座20作为连接配合件构成圆楔连接装置的外侧部件。内壁24的内圆周也对应于基圆，在横截面中看具有互补圆楔29的互补圆楔轮廓从该基圆径向向内升起。

每个圆楔31和互补圆楔29由在展开的基圆上持续上升的轮廓构成，该轮廓上升直至特定的轮廓高度并且随后以相对于该上升更陡峭的侧壁下降，该侧壁被称为圆楔后沿26、36。在滑动轴承30中圆楔轮廓或者说圆楔31沿以附图标记“B”表示的圆周方向上升。互补圆楔轮廓或者说互补圆楔29沿以附图标记“A”表示的相反圆周方向上升。

滑动轴承30和轴承支座20在有间隙的情况下相互嵌套地接合。这表示：一个圆楔和互补圆楔的圆楔后沿相互贴靠或与夹紧状态相比仅略微间隔开。通过相对旋转两个连接配合件20、30使该间隙消失。为此，在滑动轴承30固定时沿圆周方向B旋转轴承支座20或在轴承支座20固定时沿圆周方向A旋转滑动轴承30。滑动轴承30在此被压紧到轴承支座20上，并且圆楔的圆楔轮廓面状地相互压紧并且在圆周上产生角区段3*α₁约为330°的接触区域。圆楔31和沿圆周方向B相邻的互补圆楔29的圆楔后沿26、36通过连接配合件20、30的旋转彼此远离并且分别释放角区段α₂宽度约为10°的开口37。

轴承支座20的外壁23具有另外三个圆楔21，以用于与另一连接配合件形成圆楔连接装置，这在下面还将说明。外壁23区段地具有恒定的径向厚度。与此相对，内壁24的壁厚随着互补圆楔29的连续升起而增大。即越来越厚直至圆楔后沿。而外壁23并非越来越厚。而是，外壁23和内壁24之间的距离随着外侧圆楔21的连续升起而越来越大。应指出，其它实施方式也是可能的。例如内壁也可区段地具有恒定径向厚度。另外例如外壁也可具有随着圆楔21的连续升起而增大的壁厚。

为了避免外壁23在一个圆楔端部向下一圆楔起点的过渡部过薄并且由此产生断裂的危险，一个圆楔的端部和下一圆楔的起点略微重叠。这表示：外壁23在紧邻圆楔21端部处沿径向看增厚。

图3至7示出第二轴承单元51，其是轴承单元50的替代实施方式。根据该替代实施方式，轴承单元51如图1和2构造成两件式的，并且轴承支座20和滑动轴承在其几何形状方面基本上与图1和2相同地构造。但滑动轴承30与轴承支座20并非通过圆楔连接装置、而是借助传统的压配合彼此连接。轴承支座20的内壁24的内侧和滑动轴承30的管状区段33的外侧因此构造成光滑的。管状区段33的外径略大于内壁24的内径，由此在轴向嵌套接合时在连接配合件20、30之间产生压配合，对此尤其是参见图4。

根据轴承单元的另一种未示出的实施方式，轴承单元并非如附图中那样构造成两件式的、而是一件式的。滑动轴承30和轴承支座20于是构成一个唯一的构件并且是一体的。在滑动轴承30和轴承支座20之间因此不存在力锁合、即没有如图3至7所示的压配合，而是材料锁合。轴承支座20因此直接支承转子轴。为此轴承支座具有圆柱形开口，转子轴可旋转地同轴穿过该开口。在其几何形状方面轴承支座20与附图中的轴承支座20构造成相同的。因此开口由管状内壁24构成。但内壁23的内侧涂有滑动层、如陶瓷层、DLC层或由耐磨损的、摩擦学优化的塑料制成的塑料层，参见图4。在该实施例中，滑动层提供滑动面，因此轴承支座本身用作滑动轴承并且也可被看作滑动轴承。

当在下文中说明借助圆楔连接装置安装轴承支座20时，鉴于所说明的、但未示出的实施方式，该轴承支座也可理解为滑动轴承。

在根据图3至7的第二种实施方式中，轴承支座20借助圆楔连接装置固定在保持元件40中。图3以分解图示出所述连接配合件20、40。图4示出轴承支座20和保持元件40的安装状态的轴向剖面图。图5示出俯视图并且图6示出所安装的构件20、40的透视图。

轴承支座20的外壁23在其外侧上具有三个圆楔21。三个与其互补的圆楔41构造在保持元件40的管状区段43的内侧上。保持元件40主要包括该管状区段43和凸缘42，所述凸缘在该管状区段的一个轴向端部上径向向外延伸。该凸缘用作泵总成中的法兰状轴承盖。然而如图3可见，管状区段43相对于凸缘42略微突出，从而在凸缘42前方形成轴向突出的环45。

保持元件40可以是单独的构件，如图3至6所示。在此保持元件40由塑料注塑成型。根据该方案，管状区段43这样安装在在此未示出的间隙管或间隙罐中，使得间隙管/间隙罐在外圆周上包围管状区段。该安装可借助压配合或根据本发明也可通过圆楔连接装置在保持元件和间隙管之间进行。图3中的附图标记44表示切下的间隙管的一部分。

在将轴承支座20安装到保持元件40中时，轴承支座构成内侧部件。在径向横截面中看(参见图2)，外壁23是近似圆形的。外壁的外圆周对应于基圆，在横截面中看具有圆楔21的圆楔轮廓在该基圆上径向向外升起。与此相对，保持元件40作为连接配合件构成圆楔连接装置的外侧部件。管状区段的内圆周也对应于基圆，在横截面中看具有互补圆楔41的互补圆楔轮廓在该基圆上径向向内升起。每个圆楔21和互补圆楔41在此也由在展开的基圆上连续上升的轮廓构成，该轮廓上升直至特定的轮廓高度并且随后以在相对于该上升陡峭的侧壁中下降，从而形成相应的圆楔后沿26、46。在轴承支座的外壁中圆楔轮廓或者说圆楔21的上升沿圆周方向A进行。互补圆楔轮廓或者说互补圆楔41沿相反方向B进行，参见图5。

轴承支座20在保持元件40中的安装在此也可通过有间隙的轴向接合和连接配合件的相对旋转进行。为此在保持元件固定时轴承支座20沿圆周方向B旋转。由此，轴承支座20被压紧到保持元件40上，在此圆楔21、41的圆楔轮廓面状地相互压紧并且在圆周上产生角区段3*α₁约为279°的接触区域。在圆楔21和沿圆周方向A相邻的互补圆楔41的圆楔后沿26、46之间通过连接配合件20、40的旋转彼此远离并且分别释放角区段α₂宽度约为27°的开口27。

由图3和4可见，圆楔轮廓并不沿管状区段43内侧的整个轴向长度延伸。而是，该圆楔轮廓的深度对应于轴承支座20的轴向长度，参见图4。在管状区段43的内侧上构造环状突出部47，该突出部在圆楔41尚未达到其最大轮廓高度的圆周区段中用作轴承支座20的止挡。

代替图3至6所示的轴承单元51，根据图1和2的第一种实施方式的轴承单元50也可用于保持元件40中。在此情况下，在滑动轴承30和轴承支座20之间存在第一圆楔连接装置并且在轴承支座20和保持元件40之间存在第二圆楔连接装置。在此情况下重要的是第一和第二圆楔连接装置之间的圆楔轮廓的定向，因为一个圆楔连接装置沿一个旋转方向夹紧，但沿另一旋转方向松开。因此必须这样定向两个圆楔连接装置，使得它们沿同一方向夹紧和松开。

为此在构成两个圆楔连接装置的连接配合件的结构元件中第二圆楔连接装置的圆楔应与第一圆楔连接装置的圆楔沿同一圆周方向上升地成型。这可最佳地在图2中清楚地看出。在此轴承支座20是两个圆楔连接装置的连接配合件。与滑动轴承圆楔31互补的圆楔29沿圆周方向A升起。外壁23外侧上的圆楔21也沿该方向升起。设置在轴承支座20外圆周和内圆周上的圆楔21、29因此沿同一圆周方向A升起。当保持元件40借助圆楔连接装置安装在间隙管中时，这同样适用。

图7示出本发明的第三种实施方式。如上所述，保持元件可以是单独的构件或安装在泵总成中的另一构件的一部分。在根据图7的实施方式中，保持元件由分离转子室和定子的间隙管10的端部区段构成。间隙管在此构造为间隙罐并且包括管状区段12、底部13以及保持元件40，所述底部封闭管状区段12的一个轴向端部，所述保持元件构造在管状区段的另一端部上、即一体地过渡到管状区段中。在图3至6中的保持元件40的凸缘42在图7中延长并且现在构成盖，该盖设置在定子和泵室之间。该盖在端面覆盖定子。图7中的虚线表示保持元件40的法兰42延伸至何处。

根据第三种实施方式，保持元件40的管状区段43是间隙管10的一部分。这表示：在该实施方式中圆楔连接装置存在于轴承支座20和间隙管10之间。轴承支座20可与滑动轴承30通过圆楔连接、传统的压配合或材料锁合连接。

由于采用本发明圆楔连接装置的泵总成是湿转子泵，所以在圆楔后沿之间的开口27、37构成穿流口，通过所述穿流口，液体、尤其是由泵输送的液体可流入转子室中。为此目的，开口应敞开或者说可被穿流。在开口27、37中插入过滤元件，以便过滤粗的悬浮物、如石灰颗粒和铁锈颗粒并且防止它们到达转子室中。

另外，为了防止圆楔连接装置之一松开，在开口27、37之一中设置锁止器件。在一个唯一的开口27、37中设置一个这种锁止器件足以防止连接配合件的相对旋转。另外为了实现可穿流性，锁止器件构造为空心型材或过滤器，其例如由压制的金属丝网或烧结金属制成。

附图标记列表

10 间隙管

11 圆楔

12 管状区段

13 底部

14 盖

20 轴承支座

21 外侧圆楔

22 环形空间

23 外壁

24 内壁

25 突出部

26 圆楔后沿

27 开口

28 支撑结构、环形底部

29 内侧圆楔

30 滑动轴承

31 圆楔

32 凸缘

33 圆柱形的管状区段

34 圆楔后沿

37 开口

40 保持元件

41 内侧圆楔

42 凸缘

43 管状区段

44 突出部

45 轴向突出的环

46 圆楔后沿

47 止挡

50 由20和30借助圆楔连接装置构成的轴承单元

51 由20和30借助压配合构成的轴承单元

Claims (18)

1.一种包括泵单元和驱动该泵单元的电动机的泵总成，所述电动机包括定子和具有转子轴的转子，所述转子轴支承在至少一个滑动轴承(30)中，其特征在于，所述滑动轴承(30)借助至少一个圆楔连接装置(21、41；29、31)固定在该泵总成中，所述圆楔连接装置具有至少一个圆楔(21、31)和至少一个互补圆楔(29、41)；所述转子是湿运行的，并且在所述圆楔连接装置(21、41；29、31)的夹紧状态中在至少一个圆楔(29、31)和沿圆周方向相邻的互补圆楔(29、41)之间沿圆周方向形成对于包围所述转子的液体不封闭的开口(27、37)。

2.根据权利要求1所述的泵总成，其特征在于，在所述滑动轴承(30)和容纳该滑动轴承(30)的轴承支座(20)之间形成所述圆楔连接装置(29、31)。

3.根据权利要求1所述的泵总成，其特征在于，在所述滑动轴承(30)和固定在所述电动机或泵单元上的保持元件(40)之间形成所述圆楔连接装置。

4.根据权利要求1所述的泵总成，其特征在于，在容纳所述滑动轴承(30)的轴承支座(20)和固定在所述电动机或泵单元上的保持元件(40)之间形成所述圆楔连接装置(21、41)。

5.根据权利要求3或4所述的泵总成，其特征在于，所述转子在转子室中旋转，所述转子室与所述定子通过间隙管(10)分开，并且所述保持元件(40)构成所述间隙管(10)的端部区段。

6.根据权利要求3或4所述的泵总成，其特征在于，所述转子在转子室中旋转，所述转子室与所述定子通过间隙管(10)分开，并且所述保持元件(40)通过所述圆楔连接装置固定在所述间隙管(10)中。

7.根据权利要求2至4之一所述的泵总成，其特征在于，所述至少一个圆楔(21、31)沿第一圆周方向升起地构造在所述滑动轴承(30)、轴承支座(20)或固定在所述电动机或泵单元上的保持元件(40)的外圆周表面上，并且径向相对置的所述至少一个互补圆楔(29、41)沿相应相反的圆周方向升起地构造在所述轴承支座(20)、保持元件(40)或间隙管(10)的内圆周表面上，所述间隙管将所述定子与转子室分开，所述转子在所述转子室中旋转。

8.根据权利要求1所述的泵总成，其特征在于，所述圆楔连接装置(21、41；29、31)由三个圆楔(29、31)和相应的三个互补圆楔(29、41)形成。

9.根据权利要求8所述的泵总成，其特征在于，在所述圆楔连接装置(21、41；29、31)的夹紧状态中在每个圆楔(21、31)和沿圆周方向相邻的互补圆楔(29、41)之间形成一个开口(27、37)，至少一个所述开口在该泵总成运行时不被封闭以便被穿流。

10.根据权利要求1所述的泵总成，其特征在于，在所述开口(27、37)或至少一个所述开口(27、37)中置入锁止器件。

11.根据权利要求1所述的泵总成，其特征在于，在所述开口(27、37)或至少一个所述开口(27、37)中置入过滤元件。

12.根据权利要求11所述的泵总成，其特征在于，所述过滤元件构成锁止器件。

13.根据权利要求2或4所述的泵总成，其特征在于，所述滑动轴承(30)或轴承支座(20)具有承载圆楔形状的外壁(23)并具有支承所述转子轴的内壁(24)，所述外壁(23)和内壁(24)彼此间隔开并且通过支撑结构(28)相互连接。

14.根据权利要求13所述的泵总成，其特征在于，所述支撑结构(28)由一个环形壁或至少三个连接片构成。

15.根据权利要求13所述的泵总成，其特征在于，所述支撑结构(28)设置在所述外壁(23)和内壁(24)的轴向端部上或设置在轴向中点和所述轴向端部之间的区域中。

16.根据权利要求13所述的泵总成，其特征在于，所述外壁(23)和/或内壁(24)具有至少一个用于形锁合地容纳转矩产生工具的径向突出部(25)。

17.根据权利要求5所述的泵总成，其特征在于，所述间隙管(10)是间隙罐，其具有封闭一个轴向端部的底部(13)，并且所述端部区段由该封闭的端部构成，在所述端部区段中设有圆楔形的容纳部，所述滑动轴承(30)或轴承支座(20)置入该容纳部中。

18.根据权利要求1所述的泵总成，其特征在于，在所述滑动轴承(30)与容纳该滑动轴承(30)的轴承支座(20)之间形成第一圆楔连接装置(29、31)，在轴承支座(20)与固定在电动机或泵单元上的保持元件(40)之间形成另一圆楔连接装置(21、41)；设置在所述轴承支座(20)的外圆周和内圆周上的圆楔(21、29)沿同一圆周方向升起。