CN107810329A - 以电动马达驱动的流体泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种以电动马达驱动的流体泵，尤其是油泵或还原剂泵，其具有电动马达(1)、容积式泵尤其是齿轮泵(2)以及布置在电动马达(1)和容积式泵之间的轴承罩(3)。本发明的任务在于，在以电动马达驱动的流体泵中提供能经济地制造的、能允许制造误差且吸收高的径向力的支承装置。该任务通过权利要求1的特征来解决。

Description

以电动马达驱动的流体泵
技术领域
本发明涉及一种以电动马达驱动的流体泵，尤其是油泵或还原剂泵，其具有电动马达(1)、容积式泵尤其是齿轮泵(2)以及布置在电动马达(1)和容积式泵之间的轴承罩(3)。
背景技术
在用于流体的容积式泵中，有利地使用液力滑动轴承，以便承受高的径向力并且同时形成成本最优的支承装置。
在现有技术中，在泵的轴承盖中应用精确的钻孔，这是因为针对液力滑动轴承需要在轴向上均匀的轴承间隙。这需要仅出现很少的轴偏差和很少的轴倾斜。然而如果要构建整合式马达泵，那么由于所涉及的单个部件的长的公差链和制造过程误差而不能满足轴在轴承所在之处的准确取向的要求。
由DE 101 44 653 B4公知了一种按类属的泵，在其中，在电动马达和泵之间布置有轴承罩，其在用于在永磁转子与泵之间的连接轴的贯通部上配设有烧结滑动轴承，其在高转速下起到液力轴承的作用。由此，泵适合于不同的流体，也适合于油并且适合于不同转速。
发明内容
本发明的任务在于，在以电动马达驱动的流体泵中提供能经济地制造的、能允许制造误差且吸收高的径向力的支承装置。
该任务通过权利要求1的特征来解决。由于轴承罩(3)容纳外球面轴承(4)(其在力作用F的情况下能以受限的方式枢转)，因此可以以简单的方式补偿制造误差。由于外球面轴承(4)容纳了在电动马达(1)与齿轮泵(2)之间的连接轴(5)，其中，在外球面轴承(4)的内直径与连接轴(5)之间可以保留环形的填充流体的轴承间隙(6)并且由外球面轴承(4)、连接轴(5)和填充流体的轴承间隙(6)构成的系统在运行时作为液力滑动轴承起作用，所以可以承受高径向力。由于外球面轴承在传统的电动马达中被大量使用，此外其还可以以简单的方式来装配，所以也可以实现非常经济的制造。具有特殊形状的滑动轴承也落入本发明的保护范围内。
在从属权利要求中示出了本发明的改进方案。如在外球面轴承中常见的那样，在本发明中也设置有用于建立轴承与轴承罩之间的卡夹力的卡夹弹簧。在此，外球面轴承通过卡夹弹簧被按压到轴承罩的至少区域式是锥形、棱面形或空心球形的贴靠面上。
在此，卡夹弹簧以如下方式来定尺寸，即，使得轴向作用到外球面轴承上的力分量大于通过流体压力产生的、作用到外球面轴承上的轴向作用的对应力(FP)。在此重要的是，不产生轴向运动，也不暂时地产生轴向运动，因为这会造成令人不悦的噪音。
另一方面，卡夹力也不允许过大，因此使外球面轴承的倾斜可以作为由于液力而引起的公差补偿。轴承至少应根据几何条件最迟在第一次加速到高转速之后和/或在有从外部的径向力之后进行取向，其中，出现了在连接轴与外球面轴承之间的流体间隙。
按照适宜方式，外球面轴承如在许多干式应用中常见地那样构造成烧结滑动轴承，并且具有孔隙状的中间空间，这些中间空间能填充流体，尤其是油。这些中间空间起到润滑剂储存部的作用并且即使在液位下降的特殊情况下也能提供充足的润滑。
当流体泵和电动马达整合时，得到了紧凑的结构形式。为此，例如可以在轴向延长马达壳体，以便提供用于泵的容纳空间。
附图说明
下面结合附图详细阐述本发明的实施例。其中：
图1示出穿过轴承区域的简化的剖视图；
图2示出图1的力示意图；并且
图3示出根据本发明的流体泵马达的示意图。
提示：具有撇号的附图标记和相应的不具有撇号的附图标记在附图和附图表述中表示名称相同的单个部分。在此，涉及在其他实施方式、现有技术中的应用，并且/或者单个部分是一种变型方案。出于简略的目的，权利要求书、说明书引言、附图标记列表和摘要仅包含不具有撇号的附图标记。
具体实施方式
图1示出穿过根据本发明的用于流体泵(在这里是用于油泵)的电动马达的轴承区域的简化的剖视图，其具有轴承罩3、连接轴5、外球面轴承4和卡夹弹簧7。卡夹弹簧7布置到轴承罩3的柱体的凹部9中并且在此通过圆锥面形的卡夹环区域10卡紧在凹部9的内面上。除了卡夹环区域10之外，卡夹弹簧7还由环形的贴靠区域11和圆锥面形的支承保持区域12组成。外球面弹簧7的贴靠区域11抵靠在凹部9的端部上的环形的贴靠面上。在此，凹部9以如下方式与外球面轴承4的长度相协调，即，使得圆锥面形的轴承保持区域12施加力FF到外球面轴承4上并且将该外球面轴承按压到轴承罩3的锥形的贴靠面8中。由于外球面轴承4的球形的外形，其仅圆线形地抵靠在圆锥形的贴靠面8上。自由空间13、14紧邻该圆线，这些自由空间可以实现外球面轴承4的倾斜或至少使其倾斜变得容易。外球面弹簧4具有多个在这此不能看到的外球面弹簧指部，它们提高了外球面弹簧7的弹性。
图2示出了图1的力示意图，其具有弹簧力FF、接触力FB、流体压力/油压力FP和径向力FR，弹簧力FF与轴承保持区域12呈直角地作用在外球面弹簧7的轴承保持区域12与外球面轴承4的球形的外型廓之间的接触圆线上，接触力FB与锥形的贴靠面8呈直角地作用在锥形的贴靠区域与外球面轴承4的球形的外型廓之间的接触圆线上，流体压力/油压力FP通过在运行时出现的流体压力/油压沿轴向方向作用到外球面轴承4上，而径向力FR大部分在泵中产生。在示出的实施例中，力矢量FB相对于铅锤线的夹角为35°，力矢量FF相对于水平线的夹角为15°，外球面球直径为20mm，泵压力为6bar(巴)，轴直径为8mm，作为针对流体压力/油压的作用面的投影面AP为160mm2，相对于轴线的接触点间距rB为8.2mm，摩擦系数μ为0.1，外球面长度为15mm，通过流体压力/油压产生的力分量FP为96.3N并且径向力FR为200N。这种观测只能沿径向力方向进行。
在最大负荷力的情况下，在此得到206N的弹簧力、179N的接触力FB、38.5Ncm的调节力矩和用于调节所需的51.3N的力FRn。
当没有负荷力FP和FR时，得到206N的弹簧力、346N的接触力FB、55.3Ncm的调节力矩和用于调节所需的73.7N的力FRn
图3示出根据本发明的油泵马达的示意图，其具有电动马达1和齿轮泵2，齿轮泵在这里构造为摆线泵。电动马达1具有绕线式定子15和永磁转子16。在定子15与永磁转子16之间布置有间隙管21，其使定子15相对于充油的转子空间22密封。开口23(在这里示出为在连接轴5与轴承罩3之间的环形的中间空间)将转子空间22与泵空间24连接。连接轴5在电动马达1的远离泵的区域中支承在第二马达轴承25中，该第二马达轴承容纳在马达壳体盖19中。摆线泵包括抗相对转动地(drehfest)装配在连接轴5上的内齿轮17，其外齿部与外齿轮18的内齿部啮合。通过内齿轮17在外齿轮18中的转动运动改变了由齿轮17、18的齿和油泵的外壁限定的泵容积，从而产生输送作用。外壁通过电动马达1的轴承罩3形成，第二外壁通过泵壳体盖20形成。此外，示出了外球面轴承4、卡夹弹簧7和凹部9。代替电子换向的直流马达地，例如也可以使用电刷换向的直流马达或其他类型的电动马达。
图4示出根据本发明的油泵马达的变型方案的示意图，其具有电动马达1‘和齿轮泵2‘，其在这里同样构造为摆线泵。电动马达1‘具有绕线式定子15‘和永磁转子16‘。在定子15‘与永磁转子16‘之间布置有间隙管21‘，其使定子15‘相对于充油的转子空间22‘密封。开口23‘(在这里示出为在连接轴5‘与轴承罩3‘之间的环形的中间空间)将转子空间22‘与泵空间24‘连接。连接轴5‘在电动马达1‘的远离泵的区域中支承在第二马达轴承25‘中，该第二马达轴承容纳在壳体罩26‘中。摆线泵包括抗相对转动地装配在连接轴5上的内齿轮17‘，其外齿部与外齿轮18‘的内齿部啮合。通过内齿轮17‘在外齿轮18‘中的转动运动改变了由齿轮17‘、18‘的齿和油泵的外壁限定的泵容积，从而产生输送作用。外壁通过电动马达1‘的轴承罩3‘形成，第二外壁通过泵壳体盖20‘形成。此外，示出了外球面轴承4‘、卡夹弹簧7‘和凹部9‘。
附图标记列表
1 电动马达
2 齿轮泵
3 轴承罩
4 外球面轴承
5 连接轴
6 轴承间隙
7 卡夹弹簧
8 贴靠面
9 凹部
10 卡夹环区域
11 贴靠区域
12 轴承保持区域
13 第一自由空间
14 第二自由空间
15 定子
16 永磁转子
17 内齿轮
18 外齿轮
19 马达壳体盖
20 泵壳体盖
21 间隙管
22 转子空间
23 开口
24 泵空间
25 马达轴承
26 壳体罐

Claims (6)

1.一种以电动马达驱动的流体泵，尤其是油泵或还原剂泵，其具有电动马达(1)、容积式泵尤其是齿轮泵(2)以及布置在所述电动马达(1)和所述容积式泵之间的轴承罩(3)，其特征在于，所述轴承罩(3)容纳外球面轴承(4)，所述外球面轴承在力作用下能以受限制的方式枢转，所述外球面轴承(4)容纳所述电动马达(1)与所述容积式泵之间的连接轴(5)，在所述外球面轴承(4)的内直径与所述连接轴(5)之间能够保留环形的填充流体的或能填充流体的轴承间隙(6)，并且由外球面轴承(4)、连接轴(5)和轴承间隙(6)构成的系统在运行时能够起到液力滑动轴承的作用。
2.根据权利要求1所述的以电动马达驱动的流体泵，其特征在于具有卡夹弹簧(7)，所述卡夹弹簧将所述外球面轴承(4)按压到所述轴承罩(3)的至少区域式是锥形、棱面形或空心球形的贴靠面(8)上，并且所述卡夹弹簧牢固卡夹在所述轴承罩(3)的呈基本上空心柱形的凹部(9)形式的容纳部中。
3.根据权利要求1或2所述的以电动马达驱动的流体泵，其特征在于，所述卡夹弹簧(7)以如下方式来定尺寸，即，使得轴向作用到所述外球面轴承(4)上的力分量大于通过流体压力产生的、作用到所述外球面轴承(4)上的轴向作用的对应力(FP)。
4.根据权利要求3所述的以电动马达驱动的流体泵，其特征在于，所述卡夹弹簧(7)以如下方式来定尺寸，即，使得通过在所述外球面轴承(4)与所述连接轴(5)之间的流体能够将倾斜力作用到所述外球面轴承(4)上，其大小足以克服由于所述卡夹弹簧(7)而在轴承容纳部中产生的摩擦力，且不会有润滑膜局部被外球面轴承(4)或连接轴(5)穿透。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的以电动马达驱动的流体泵，其特征在于，所述外球面轴承(4)是具有孔隙状的中间空间的烧结滑动轴承。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的以电动马达驱动的流体泵，其特征在于，所述流体泵和所述电动马达(1)是整合在一起的。
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