CN114761684B - 具有锥形马达腔室的泵单元 - Google Patents

Abstract

泵单元(10)，该泵单元包括用于对液压致动系统进行加压的电动驱动液压泵(4)。泵单元(10)包括在泵容纳部(11)的泵腔室(110)中的液压泵(4)。泵(4)由电动马达(3)驱动，该电动马达包括马达转子体(310)以及场线圈(32)与磁体(33)的组合件。间隙(C)围绕马达转子体(310)布置，该间隙在轴向方向上从小直径到大直径渐扩，使得马达转子体(310)的旋转迫使液压流体朝向大直径流动。在间隙的较大直径处的流体出口(122)使得液压流体能够离开，从而产生流体流，该流体流减少了泵单元内的液压摩擦，从而增大泵的容量。

Description

具有锥形马达腔室的泵单元

技术领域

本发明涉及用于对液压致动系统进行加压的泵单元。

背景技术

WO2017192036公开了一种具有非常紧凑的构造的泵单元。泵单元被布置成对液压汽车致动系统进行加压，该液压汽车致动系统特别地用于致动可转换车顶系统或车辆车轮悬架。泵单元包括泵单元容纳部，泵单元容纳部包括用于容纳活塞泵的泵腔室以及用于容纳电力驱动装置的马达转子的马达腔室。马达转子支撑多个磁体。磁体与场线圈相对地布置以致动马达转子。活塞泵具有与马达转子成一体的泵转子。泵转子和马达转子形成一体的部件，这有助于泵单元的紧凑性。紧凑的泵单元使得能够在狭窄的内置空间中实现，同时提供所需的泵容量。

该紧凑的泵单元的缺点是，在某些应用中，该泵单元仍然不够紧凑，无法提供所需的泵容量。

期望提供如下的泵单元设计：该泵单元在保持相同的泵容量的同时提供更多的紧凑性，或者换言之，该泵单元在保持相同的紧凑性的同时提供增大的泵容量。这种紧凑的泵单元在包括用于使部件移动的液压致动系统的多个应用中将是有益的。除了汽车应用之外，这种紧凑的泵单元在其他领域(如船舶领域、医疗领域或民用领域)中也将是有益的。例如，在船舶领域，紧凑的泵单元在用于操作船用装置(例如船用门、舱口、升降机、露台、舷墙、桅杆、系泊舷梯等)的液压致动系统中可能是有益的。例如，在医疗领域，紧凑的泵单元在用于操作医疗装置(例如医疗工具、升降机、手推车、椅子或担架(诸如救护车担架或牙科椅)、或医用桌(如手术桌、治疗桌或扫描桌))的液压致动系统中可能是有益的。例如，在民用领域，紧凑的泵单元在用于操作建筑物门或舱口(例如滑动车库门、舷窗、天窗或百叶窗)的液压致动系统中可能是有益的。

该目的通过用于对液压致动系统进行加压的泵单元来实现。

发明内容

根据本发明，提供了用于对液压致动系统进行加压的泵单元。

泵单元包括液压泵。液压泵被容纳在泵容纳部的泵腔室中。

泵单元包括与液压泵流体连通的、用于容纳液压液体的储存部。

泵单元包括用于驱动液压泵的电动马达。电动马达至少部分地被容纳在马达容纳部的马达腔室中。电动马达包括马达转子。马达转子包括马达转子体。马达转子体能旋转地驱动。此外，电动马达包括多个场线圈和多个磁体。磁体与场线圈相对地布置。优选地，电动马达是无刷直流马达，其中，场线圈静止地布置，磁体连接到马达转子体。

间隙被布置在马达转子和马达容纳部之间。间隙被布置在马达腔室的内圆周表面和马达转子体的外圆周表面之间。

根据本发明，由于在轴向方向上观察到该间隙是渐扩的，因此得到了改进。间隙从小直径到大直径渐扩。间隙可以是锥形的，并且从最小直径到最大直径线性地渐扩。该改进进一步预见到在间隙的大直径的位置处提供流体出口。优选地，流体出口被布置在间隙的最大直径处。

间隙的渐扩意味着间隙体积在轴向位置上是不同的。在轴向方向上观察到，间隙的渐扩的形状导致在间隙的小直径的位置和间隙的大直径的位置之间的压力差。由于间隙的渐扩的形状和流体出口的存在，马达腔室中的液压流体被迫使从间隙的小直径处流向大直径处。在大直径处，液压流体离开马达腔室并且被排放到储存部。因此，在运行中，渐扩的间隙的存在导致液压流体朝向流体出口流动，以使得液压流体能够从马达腔室排出。

渐扩的间隙和流体出口有利于减少出现在马达转子和马达腔室的内圆周表面之间的液压摩擦的量。

泵单元可以包括任何类型的液压泵，例如齿轮泵或叶片泵。在与活塞泵(特别是旋转活塞泵)结合的情况下，减少摩擦的优点特别地有利。包括活塞泵和电动马达的组合的泵单元类型容易受到由于在上述间隙中的液压流体的存在而导致的液压摩擦的影响。液压摩擦是由液压流体导致的，该液压流体是由源自活塞泵的泄漏流提供的。在泵单元的运行中，由于活塞泵的可移动部件之间的制造公差，液压流体的泄漏流总是会发生。液压流体的泄漏流可以沿着活塞转子的活塞流过和/或可以沿着泵定子朝向马达腔室流过。马达腔室中的泄漏的液压流体随后进入间隙，并且随马达转子沿着马达腔室的内圆周表面扫掠，这导致了液压摩擦。如以上所说明的，渐扩的间隙和流体出口导致液压流体通过流体出口离开间隙，这有利地减少了液压摩擦。液压摩擦的减小意味着用于对液压致动系统进行致动的泵单元的更高的效率和可用功率的增大。

在进行一些初步试验时，摩擦的减少似乎有助于显著地增大从电动马达向活塞泵传递的功率。由摩擦导致的功率损失似乎从约130W减少到约30W。通过减少液压摩擦，电动马达的更多功率仍然可用于驱动活塞泵。有利地，可以使用较小的电动马达来实现相同的泵容量。因此，根据本发明，可以提供更紧凑的泵单元。

在根据本发明的泵单元的实施例中，渐扩的间隙由马达腔室的锥形的内圆周表面形成。优选地，马达转子体具有恒定的外直径。优选地，当在沿着轴向轴线的纵向截面上观察时，锥形的内圆周表面包括形成锥形形状的两个锥形部分。优选地，马达腔室的内圆周表面具有锥形形状。锥形形状的尖端形成最大直径。流体出口被布置在锥形形状的尖端处，以使得液压流体能够离开马达腔室。

在根据本发明的泵单元的替代实施例中，渐扩的间隙可以由马达转子体的锥形的外圆周表面形成。马达腔室的内圆周表面可能具有恒定的内直径。马达腔室的流体出口可以在马达转子体的最小直径的轴向位置处被布置在渐扩的间隙处。同样，以这种方式，在泵单元的运行中，压力差将导致间隙中的液压流体向流体出口流动以离开马达腔室。

在根据本发明的泵单元的实施例中，形成渐扩的间隙的圆周表面的锥形形状具有至少160°的钝角。优选地，钝角至少为170°，这有助于适当地迫使液压流体离开间隙。

在根据本发明的泵单元的实施例中，在马达腔室的横截面平面中，流体出口在倾斜的方向上延伸。流体出口可以由钻孔形成。倾斜的流体出口沿着马达转子的旋转方向定向，使得在运行中液压流体被旋转的马达转子推动到流体出口中。优选地，流体出口相对于马达腔室的内圆周表面沿切向方向延伸。有利地，切向方向有助于改进液压流体离开马达腔室的排出。

在根据本发明的泵单元的实施例中，泵单元进一步包括用于引入气体介质的气体入口，特别是用于引入空气的空气入口。空气入口与在马达转子和马达腔室的内圆周表面之间的间隙流体连通。空气入口可以由从马达腔室延伸到马达容纳部外部的钻孔形成。空气入口有助于从马达腔室排出液压流体。有利地，空气入口可以防止马达腔室中的负压，负压可能影响液压流体通过流体出口的适当排放。空气入口可以布置有止回阀，使得仅允许单向流进入马达腔室中。优选地，为了防止液压流体进入空气入口中，空气入口在与马达转子的旋转方向相反的方向上相对于马达腔室的内圆周表面沿切向方向延伸。这种相反的切向定向可以防止液压流体通过空气入口从马达腔室离开。此外，空气入口的切向定向可以减少将空气引入到马达腔室中的阻力。

在根据本发明的泵单元的实施例中，储存部具有至少部分地环绕马达容纳部的储存部壁。储存部壁包围了储存部空间。储存部空间被布置在马达容纳部和储存部壁之间。流体出口与储存部空间流体连通，以使得排出的液压流体能够进入储存部空间。优选地，储存部壁完全环绕马达容纳部。至少，储存部壁覆盖流体出口以使得液压流体能够进入储存部空间。此外，储存部空间与液压泵(特别是活塞泵)流体连通，以使得液压泵能够向储存部来回输送液压流体。

在根据本发明的泵单元的另一实施例中，马达腔室的流体出口由通路形成。该通路可能由马达转子的外圆周表面中的孔形成，该孔在马达腔室和储存部空间之间形成流体连接。该通路位于环绕马达腔室的储存部的顶部区域处。通路使得液压流体能够离开马达腔室并且进入储存部，同时通路使得来自储存部的空气进入马达腔室。马达腔室的流体出口和空气入口结合在通路中。有利地，储存部围绕马达腔室的构造有助于泵单元的紧凑性。

在根据本发明的泵单元的实施例中，液压泵(特别是活塞泵)在轴向方向上被布置在储存部和电动马达之间。流体出口可以通过流体管道连接到储存部，以将液压流体从马达腔室输送到储存部。流体管道可以例如由柔性的套筒、管线或钻孔形成。在泵单元的运行期间，可以通过马达转子的扫掠力推动液压流体穿过管道。泵单元可以被实施为在预定的定向上使用。优选地，储存部具有储存部空间，在运行中该储存部空间仅部分地充满液压流体，使得在液压流体体积上方存在空气体积。优选地，储存部具有与马达腔室的流体出口流体连通的储存部入口，该储存部入口出现在储存部空间的空气体积中。在运行中，液压流体进入空气体积中的储存部空间，并且液压流体在重力作用下移动到液压流体体积。有利地，储存部空间的空气体积提供了低的阻力，这使得来自马达腔室的液压流体能够进入储存部空间。

在根据本发明的泵单元的实施例中，空气入口可以通过空气管道与储存部空间流体连通。空气管道出现在储存部空间的空气体积中。

在根据本发明的实施例中，液压泵是活塞泵。特别地，活塞泵是旋转活塞泵。这种活塞泵有利于获得泵单元的紧凑构造。活塞泵被容纳在泵容纳部的泵腔室中。活塞泵包括泵定子，泵定子被固定地布置在泵腔室内。泵定子具有伸长的泵定子体。伸长的泵定子体在泵单元的轴向方向上延伸。伸长的泵定子体限定了轴向轴线。泵定子体包括至少入口通道和出口通道，以向储存部来回供应和排放液压流体。储存部与活塞泵流体连通以容纳液压流体。此外，活塞泵包括泵转子。泵转子围绕泵定子体布置。泵转子具有泵转子体，该泵转子体能在围绕轴向轴线的旋转方向上驱动。泵转子体包括多个汽缸孔，每个汽缸孔接纳活塞。每个活塞相对于泵转子体能在径向方向上滑动。此外，活塞泵包括偏心环。偏心环围绕泵转子体布置。偏心环能相对于泵转子体以一偏心度进行偏心调节以提供泵容量。为了用活塞泵的小的内部泵体积来产生所需的泵容量，活塞泵通常能以高的角速度(例如至少300rpm)运行。

在根据本发明的泵单元的实施例中，马达转子和泵转子结合到公共转子中，该公共转子是一体的部件。公共转子包括马达转子部分和泵转子部分。优选地，公共转子完全由泵定子支撑。优选地，泵定子作为悬臂固定到泵容纳部。优选地，泵定子在公共转子的至少一半长度上延伸穿过公共转子。有利地，公共转子有助于紧凑的泵单元的最佳构造。

在根据本发明的泵单元的实施例中，磁体由马达转子体支撑。有利地，在优选实施例中，电动马达是无刷马达。磁体可以被布置在马达转子体的端部面处。优选地，马达转子体具有马达转子凹槽，该马达转子凹槽在端部面处是敞开的。马达转子凹槽被构造成用于接纳场线圈，场线圈与马达转子体的磁体配合。优选地，磁体被布置在马达转子凹槽的内圆周表面上。可替代地，磁体可以被布置在马达转子凹槽的底部表面上。

根据本发明的另一方面，提供了第二措施以减少泵单元内的液压摩擦。液压摩擦的减小可能有助于泵容量的增大，或者作为等效结果，在相同的泵容量下，泵单元的构造更紧凑。第二措施涉及如下的泵单元的实施例：在该泵单元的实施例中，电动马达具有相对于场线圈径向地布置的磁体。磁体与场线圈径向地隔开一距离。多个磁体被布置在围绕多个场线圈的圆形阵列中。环形的磁间隙被布置在多个磁体和多个场线圈之间。类似于以上描述的运行方式，液压流体将通过马达转子体的旋转扫掠穿过环形间隙，这导致了液压摩擦。根据第二措施，环形的磁间隙的间隙宽度至少为1mm。

此外，本发明涉及包括根据本发明的泵单元的液压致动系统。

有利地，液压致动系统可以是独立的，这意味着只需要电连接。电连接可以包括来自供电系统或电池的电能供应。根据本发明的泵单元安装在移动式液压致动系统中可能是有利的，因为泵单元可以具有非常紧凑的轻量的构造。

泵单元可以有益地由电池供电。包括电池的移动式液压致动系统使得能够通过由电动驱动的泵单元控制的至少一个液压致动器来操作相对重的负载。因此，根据本发明的泵单元在要求小的且轻量的致动系统、但同时要求移动大的负载的移动式应用中可能是非常有益的。特别地，提供了用于对汽车致动系统进行加压的泵单元，该汽车致动系统例如被构造为车辆的可转换车顶系统、后备箱盖、发动机覆盖罩系统或车轮悬架。通常，泵单元的尺寸紧凑以安装在狭窄的安装空间，例如安装在车辆底盘的隔间内。上文提到了这种应用在医疗领域、船舶领域以及民用领域中的示例。救护车担架的致动系统是这种移动式致动系统的典型示例，救护车担架的致动系统既要轻量化同时又要功率大。轻量化是因为救护车担架应该由人员携带，同时功率大是因为救护车担架的致动系统应当移动在担架上的病人的负荷。

附图说明

将参照附图更详细地进行说明本发明。附图示出了根据本发明的实际实施例，其不能被解释为限制本发明的范围。根据本发明的泵单元在车辆应用中示出，其不应被解释为限制性的。泵单元在其他领域的各种其他应用中也是有用的。除所示的实施例外，还可以考虑特定的特征，并且特定的特征可以在更广泛的背景下被考虑不仅为所示的实施例的界定特征，也为在所附权利要求的范围内的所有实施例的共同特征，在附图中：

图1示出了布置有可转换车顶系统的车辆的示意性侧视图；

图2示出了图1的可转换车顶系统的示意图，该可转换车顶系统包括液压致动系统，该液压致动系统包括用于对多个汽缸进行加压的泵单元；

图3在关于轴向轴线A-A的纵向截面视图中示出了根据本发明的泵单元的实施例，其中，泵单元包括电动马达和活塞泵；

图4示出了图3的马达腔室的纵向截面视图；

图5示出了图3的泵单元的马达腔室的放大视图，示出了具有锥形形状的间隙，该锥形形状形成朝向流体出口渐扩的间隙；

图6示出了马达腔室的横截面视图，示出了出现在马达腔室中并且与泵单元的储存部流体连通的流体出口和空气入口；

图7示出了具有与马达腔室流体连通的储存部的泵单元的侧视图，其中，泵容纳部位于储存部和马达容纳部之间；

图8示出了泵单元的替代实施例，该泵单元的替代实施例具有环绕马达容纳部的储存部并且具有充当空气入口和流体出口的通路；

在附图中，相同的附图标记用于表示相同的或功能相似的部件。

具体实施方式

图1以示意图的方式公开了车辆100。车辆100包括用于液压致动的可移动的车辆部件(例如天窗、发动机罩盖、后备箱盖、扰流板、可转换车顶或车轮悬架)的汽车致动系统。如在此示出的，车辆100布置有用于选择性地打开或覆盖乘客空间的可转换车顶系统2。

在此，可转换车顶系统2具有包括前车顶部件200的可转换车顶20。车顶部件200围绕枢转轴线可枢转地连接到可转换车顶20的其余车顶部件201。在此，前车顶部件200被示出为从前窗框释放。在可转换车顶的闭合的构造中，前车顶部件200连接到前窗框并且被锁定构件锁定。

图2更详细地示出了可转换车顶系统2的实施例。这种可转换车顶系统的总体机械结构在本领域是众所周知的。图2进一步示出了液压致动系统21。液压致动系统21被布置成致动可转换车顶20、锁定构件以及另外的覆盖板202。覆盖板202被布置成覆盖车辆1的隔间，该隔间被构造成在可转换车顶转换成打开构造时接纳可转换车顶20。

液压致动系统21包括用于使可转换车顶2的车顶部件200、201移动的两对液压汽缸23、23’、24，24’。液压汽缸25被布置成使覆盖板202移动，并且液压汽缸22被布置成致动锁定构件。汽缸22、23、23’、25、25’通过液压管道液压连接到液压泵单元10。

如在图2中进一步示出的，泵单元10具有泵单元容纳部17。泵单元容纳部17是块状的。泵单元10包括阀单元16。阀单元16被安装到安装面，在此安装面被布置在泵单元容纳部17的顶部侧。控制单元18被配置成控制泵单元10。控制单元18电连接到用于驱动液压泵4(在此是活塞泵)的电动马达3。电动马达3连接到泵单元容纳部17的前侧F。此外，泵单元10包括用于积聚液压液体的储存部19。在此，储存部19被布置在泵单元容纳部17的后部B处。

图3示出了在泵腔室110中的被布置在泵单元容纳部17内的活塞泵4。在图4中更加详细地示出了泵腔室110。泵腔室110由被构造成用于容纳活塞泵4的内部空间形成。

根据本发明的第一方面，通过提供渐扩的间隙C和出现在间隙C中的流体出口122的存在来改进泵单元10。图5更详细地示出了间隙C和流体出口122。

渐扩的间隙C和流体出口122的存在使得液压流体流能够从间隙排出。有利地，液压流体的排出有利于减少液压摩擦。由于液压摩擦的减小，泵单元本身的功率消耗更小，并且更多的功率能用于产生用于液压致动系统21的所需的泵容量。有利地，与现有技术相比，可以使用更小的电动马达3来获得相同的所需的泵容量。由此，泵单元可以被更紧凑地构造。泵单元可以包括任何类型的液压泵，例如齿轮泵或叶片泵。在与活塞泵(特别是旋转活塞泵)结合的情况下，摩擦减少的优点特别地有利。

图3在关于轴向轴线A-A的纵向截面视图中示出了泵单元10。泵单元容纳部17具有形成泵容纳部11的部分以及形成马达容纳部12的部分。泵容纳部11被构造成接纳形成活塞泵4的部件。马达容纳部12被构造成接纳电动马达3的部件。

在此，活塞泵4是旋转活塞泵40。这种类型的活塞泵在本领域是众所周知的。旋转活塞泵40具有泵转子41，该泵转子能围绕泵定子42旋转。

泵定子42具有沿着泵单元的轴向方向A-A延伸的伸长的定子体420。泵定子体420是束状的。泵定子体420固定地固定到泵单元容纳部17。泵定子体4仅在一个端部处固定。泵定子体420被固定为悬臂。泵定子体420具有固定到泵腔室110的底部表面的近侧定子端部421。泵定子体420具有被布置在由泵腔室110提供的内部空间中的自由的远侧定子端部422。泵定子体420包括至少两个通道，该至少两个通道形成用于输送液压液体的至少一个入口通道43和至少一个出口通道44。

泵转子41具有泵转子体410，泵转子体旋转地连接到泵定子42的泵定子体420。泵转子体410相对于泵定子42同轴地布置。泵定子42支撑泵转子41。在此，仅从一侧支撑泵转子41。当泵定子42仅在近侧定子端部421处固定到泵容纳部时，泵定子42向泵转子46提供单侧的支撑。

如在图3中所示的，在此马达转子31和泵转子41结合到公共转子中，该公共转子是一体的部件。公共转子包括马达转子部分和泵转子部分。公共转子完全由泵定子42支撑。有利地，公共转子有助于泵单元10的紧凑性。

泵转子体410包括多个汽缸孔，每个汽缸孔接纳活塞419。活塞419具有纵向活塞体。活塞体具有指向定子体420的近侧活塞端部以及径向向外地指向环形元件的远侧活塞端部，该环形元件围绕泵转子体410。环形元件是所谓的偏心环48。泵转子体410被布置在偏心环48的内侧。偏心环48在径向位置偏心以获得偏心度E，偏心度限定了泵单元10的泵容量。如在图3中由虚线示出的，沿着偏心环48的面向泵单元的前侧的端部面，偏心环48将泵腔室110与马达腔室120隔开。

为了减少磨损，偏心环48形成为轴承。轴承可以是滑动轴承。在此，偏心环48由具有内环和外环的球轴承形成，其中内环相对于外环由球轴承支撑。外环固定地布置并固定到泵容纳部261，内环可旋转地布置。偏心环48的内环与在内侧布置的泵转子41能一起旋转地移动。

偏心环48包括内支承表面，内支承表面充当活塞419的远侧端部的运转表面481。运转表面481与泵转子体410的外圆周转子表面411相对地布置。偏心环48相对于泵转子体410偏心地布置。在外圆周转子表面411和内运转表面481之间的环形居间空间被布置成使得在运行中由泵转子体410保持的活塞419沿径向方向移动。由于当前的偏心度E，外圆周转子表面411和运转表面481之间的居间空间的高度是变化的，这将导致在旋转地驱动泵转子体410时活塞419在径向方向上移动。径向向内移动的活塞419将向液压液体提供压力，并且将推动液压液体穿过出口通道44，径向向外移动的活塞41将向液压液体提供负压，这将通过入口通道43吸入液压液体。由此，径向移动的活塞41产生对液压回路的泵送作用。

图4以纵向截面视图示出了泵单元容纳部17的泵腔室110和腔室马达120。泵单元容纳部17具有形成泵容纳部11的部分和形成马达容纳部12的部分。泵容纳部11能连接到马达容纳部12。泵容纳部11在马达容纳部12的后侧B处具有被接纳在凹槽中的部分，以提供形成泵腔室110和马达腔室120的内部空间。

如在图4中所示，马达腔室120具有沿纵向方向的锥形的马达腔室内表面121。马达腔室内表面121在轴向方向上以从小直径延伸到大直径。马达腔室内表面121的锥形形成渐扩的间隙C。马达转子31的旋转将使间隙C中的液压流体流动到大直径位置。

在此，马达腔室内表面121具有第一内表面部段121.1和第二内表面部段121.2，第一内表面部段和第二内表面部段一起形成了锥形的马达腔室内表面121。每个内表面部段121.1、121.2都是锥形的。第一内表面部段121.1以与第二内表面部段121.2呈镜像对称的方式呈锥形。圆周表面121的锥形形状在尖端处具有至少为160°(特别地，至少为170°)的钝角α。

如在图5中用箭头所示出的，在运行中，锥形形状导致液压流体朝向锥形形状的尖端流动。圆周内表面121和马达转子31之间的间隙C从在马达腔室120的侧边缘处的小直径向在间隙C的中间区域中的大直径渐扩。在运行中，离心力和压力差导致液压流体向大直径流动。流体出口122被布置在锥形形状的尖端处的大直径处。流体出口122由相对于内圆周表面121倾斜的(特别是相切的)通道形成。在运行中，液压流体将被迫使穿过流体出口并且从马达腔室120排出。有利地，液压流体的排出减少了在间隙C中出现的液压摩擦。

图5更详细地示出了在马达腔室120内的电动马达3。在此，电动马达3是无刷直流马达。直流马达是有益的，因为在没有介入检修的情况下直流马达的使用寿命相对较长。电动马达3具有马达转子31。马达转子31具有马达转子体310。马达转子体310呈伸长的圆柱形。马达转子体310沿着轴向轴线A-A延伸。马达转子体310具有外圆周表面311和马达转子端部面313。

此外，电动马达3包括多个场线圈32。场线圈32是在运行中产生磁场的直流场线圈。场线圈32与由马达转子体310支撑的多个磁体33相对地布置。多个磁体33以圆形阵列的方式布置。磁体33可以被布置在马达转子端部面313上。优选地，如所示出的，磁体33被布置在围绕场线圈32的马达转子内圆周表面处。场线圈32径向地布置在磁体33的圆形阵列内。场线圈32被布置在马达转子凹槽312内。马达转子凹槽312从马达转子端部面313沿轴向轴线A-A延伸。马达转子凹槽312具有用于接纳场线圈32的凹槽深度。马达转子凹槽312提供了马达转子内圆周表面314和马达转子内底部表面315。在此，磁体33被布置在马达转子内圆周表面314上。在磁体33和相对地布置的场线圈32之间存在磁间隙。

根据本发明的第二方面，该磁间隙的间隙宽度至少为1mm(特别地至少为2mm)以减少场线圈32和马达转子31之间的液压摩擦。

图6在左侧的图中示出了在马达容纳部12中的马达腔室120(如在图4中所示的)的横截面视图。箭头指示了马达转子31在马达腔室120内的旋转。由于马达转子31的旋转，存在于马达腔室120中的液压流体将被马达转子31朝向流体出口122输送。流体出口122与马达腔室120的内圆周表面121相切。流体出口122由具有通道端部开口的流体通道形成，通道端部开口在马达腔室内表面121处出现。流体通道在沿马达转子31的旋转方向的方向上切向地延伸。液压流体通过马达转子31的旋转被推动穿过流体出口122并且从马达腔室120排出。

在左侧的图中，图6进一步示出了空气入口123。空气入口123被构造成使得空气能够进入马达腔室120。液压流体从马达腔室排出可能会导致负压。空气入口123使得空气能够进入以补偿负压。空气入口123可以由被布置成出现在马达腔室120的任何位置处的任何空气间隙或任何空气通道提供。在此，空气入口123由空气通道形成。空气入口123与流体出口122相对地布置。流体出口122和空气入口123相对于马达腔室120的中心轴线成镜像对称。形成空气入口123的空气通道具有出现在马达腔室内表面121处的空气通道端部开口。空气通道在与马达转子31的旋转相反的方向上切向地延伸。形成空气入口123的空气通道在与马达转子31的旋转方向相反的方向上延伸。空气入口123的定向防止来自马达腔室122的液压流体进入空气入口。

图6在右侧的图中还示出了泵单元容纳部17在竖直方向上的纵向截面视图。泵单元的前侧是向上指向的。在重力作用下，液压流体将向下流向在泵单元的底部区域处的储存部19。储存部19分别与泵容纳部11的泵腔室110以及马达容纳部12的马达腔室120流体连通。液压流体可以从泵腔室110和马达腔室122流向储存部19的储存部空间RS。储存部空间RS被储存部壁190包围。储存部空间RS包括流体体积。活塞泵便于与储存部空间RS流体连通以抽取或排放液压流体。来自储存部的流体体积的液压流体被来回输送到活塞泵4。

图7示出了根据本发明的泵单元10的实施例的侧视图。泵单元10具有在泵容纳部11内的泵腔室110中的液压泵4以及在马达容纳部12内的马达腔室120中的电动马达3。储存部19被安装在泵容纳部的后侧B处。储存部19具有用于包括流体体积FV的储存部空间RS，储存部空间与活塞泵4流体连通。储存部空间RS进一步包括位于流体体积FV上方的空气体积AV。在顶部区域处，储存部19具有储存部入口191和可选的储存部出口192。储存部入口191经由流体管道124与马达容纳部12的流体出口122流体连通。储存部入口191被布置成用于通过流体管道124将液压流体从在马达容纳部11内的马达腔室120输送到储存部19的储存部空间RS。储存部出口192经由空气管道125与马达容纳部12的空气入口123流体连通。储存部出口192被布置成用于将空气从储存部空间RS输送到马达腔室120。

图8示出了穿过根据本发明的泵单元10的优选实施例的马达容纳部12的示意性横截面视图。在此，由储存部壁190围绕马达容纳部12形成储存部19，而不是在泵容纳部的相对侧形成储存部。储存部壁190环绕马达容纳部12并且包围了储存部空间RS。储存部空间RS围绕马达容纳部12并且在运行中包括流体体积FV和空气体积AV。泵单元10将以空气体积AV位于流体体积FV上方的竖直定向被使用。箭头示出了在马达容纳部12的马达腔室120内的马达转子31的旋转方向。在运行中，马达转子31和马达腔室内表面121之间的间隙C将容纳液压流体。由于马达转子31的旋转，液压流体将沿着马达腔室内表面121扫掠。通路129被布置在马达腔室120的顶部区域处。通路129出现在马达腔室内表面121处，并且在储存部19和马达腔室120之间提供流体连通。通路129被布置成用于将液压流体从马达腔室122排放到储存部19并且向马达腔室供应空气。有利地，储存部19围绕马达容纳部12的这种构造进一步有助于泵单元10的紧凑性。

以上参照附图的详细描述提供了根据本发明的泵单元的示例性实施例。除了这些实施例之外，许多变型也是可能的。例如，在所示的实施例的变型中，泵单元可以包括另一种类型的液压泵，例如齿轮泵或叶片泵，而不是活塞泵。在变型中，马达转子的磁体可以被布置在马达转子端部面处，并且场线圈可以轴向地与磁体相对布置。在变型中，马达转子和泵转子可以由通过联接构件连接的多个单独的部件形成。在变型中，包括马达转子和泵转子的一体的公共转子可以在两个转子端部上形成有轴颈。从小直径到大直径渐扩的间隙在附图中由马达腔室的锥形形状的内圆周表面以及马达转子的笔直的外表面形成。渐扩的间隙可以通过多种方式得到。例如，渐扩的间隙可以由从小直径到大直径平行地延伸的锥形的内表面和锥形的外表面形成。可替代地，间隙可以由马达腔室的笔直的内圆周表面和马达转子的锥形的外圆周表面形成。由于转子的旋转，液压流体将被迫使流到大直径处、流到马达腔室的流体出口。

尽管已经详细描述了本发明，但对本领域技术人员而言以下是明显的：在不背离所要求保护的本发明的范围的情况下，可以进行各种改变和修改。所有这种改变和修改旨在包含在本公开和权利要求的范围内。

应当注意，根据本发明的措施(特别是在从属权利要求中提到的措施)被认为以其自身的权利以及以与在其他独立权利要求或从属权利要求中提到的措施相独立的方式能获得专利权。例如，这些措施可以是专利分案申请的主题，其中这些措施与目前包含在独立权利要求或其他从属权利要求中的措施相独立地限定。这特别适用于上述措施，其中，磁间隙的间隙宽度至少为1mm(特别地至少为2mm)以减少场线圈和马达转子之间的液压摩擦。

因此，本发明提供了包括电动驱动的活塞泵的用于对液压致动系统进行加压的泵单元。活塞泵在泵腔室内具有泵转子。泵转子由电动马达驱动，该电动马达包括马达转子体以及场线圈与磁体的组合件。间隙围绕马达转子体布置，该间隙在轴向方向上从小直径到大直径渐扩，使得马达转子体的旋转迫使液压流体朝向大直径流动。在间隙的较大直径处的流体出口使得液压流体能够离开，从而产生流体流，该流体流减少了泵单元内的液压摩擦，从而增大泵的容量。

附图标记列表

100车辆 110泵腔室

2可转换车顶系统

20可转换车顶 12马达容纳部

200车顶部件 120马达腔室

201其余车顶部件 121马达腔室内表面

202覆盖板 122流体出口

123空气入口

21液压致动系统

22液压汽缸 124流体管道

23，23’液压汽缸 125空气管道

24，24’液压汽缸

25液压汽缸 129通路

C间隙

10泵单元 16阀单元

F前侧 17泵单元容纳部

18控制单元

11泵容纳部 19储存部

190储存部壁 4液压泵

191储存部入口 40旋转活塞泵

192储存部出口

41泵转子

RS储存部空间 410泵转子体

AV空气体积 411泵转子外圆周表面

FV流体体积 419活塞

3电动马达 42泵定子

30马达定子 420泵定子体

31马达转子 421泵定子近侧端部

310马达转子体 422泵定子远侧端部

311马达转子外圆周表面

312马达转子凹槽 43入口通道

313马达转子端部面 44出口通道

314马达转子内圆周表面

315马达转子内底部表面 48偏心环

481运转表面

32场线圈

33磁体 5环致动器

Claims (28)

1.用于对液压致动系统(21)进行加压的泵单元(10)，其中，所述泵单元(10)包括：

-液压泵(4)和泵容纳部(11)，所述泵容纳部包括用于容纳所述液压泵(4)的泵腔室(110)；

-电动马达(3)和马达容纳部(12)，所述电动马达用于驱动所述液压泵(4)，所述马达容纳部包括用于容纳所述电动马达(3)的马达腔室(120)；以及

-与所述液压泵(4)流体连通的储存部(19)，所述储存部用于容纳液压流体；

其中，所述电动马达(3)包括：

-马达转子(31)，其中，所述马达转子包括马达转子体(310)；

-多个场线圈(32)；以及

-多个磁体(33)，所述磁体与所述场线圈(32)相对地布置，以旋转地驱动所述马达转子体(310)；

其中，间隙(C)被布置在所述马达腔室(120)的内圆周表面(121)和所述马达转子体(310)的外圆周表面(311)之间，

其特征在于，所述间隙在轴向方向上从小直径到大直径渐扩，

并且流体出口(122)被布置在所述间隙的大直径的位置处，使得在所述泵单元的运行中使所述间隙中的液压流体朝向所述流体出口流动以离开所述马达腔室(120)。

2.根据权利要求1所述的泵单元(10)，其中，所述间隙(C)由所述马达腔室(120)的锥形的内圆周表面(121)和/或所述马达转子体(310)的锥形的外圆周表面(311)形成。

3.根据权利要求1或2所述的泵单元(10)，其中，当在沿着轴向轴线的纵向截面中观察时，所述马达腔室(120)或所述马达转子体(310)的形成所述间隙(C)的渐扩的形状的圆周表面具有锥形形状，其中，所述流体出口(122)被布置在所述锥形形状的尖端处。

4.根据权利要求3所述的泵单元(10)，其中，所述圆周表面的锥形形状的尖端具有至少160°的钝角。

5.根据权利要求1所述的泵单元(10)，其中，所述流体出口(122)相对于所述马达腔室(120)的内圆周表面(121)沿倾斜的方向延伸。

6.根据权利要求1所述的泵单元(10)，其中，空气入口(123)与所述间隙(C)流体连通，使得空气能够进入所述马达腔室(120)。

7.根据权利要求6所述的泵单元(10)，其中，所述空气入口(123)相对于所述马达腔室(120)的内圆周表面(121)沿切向方向延伸。

8.根据权利要求6或7所述的泵单元(10)，其中，所述空气入口(123)布置有止回阀，使得仅允许单向流进入所述马达腔室(120)中。

9.根据权利要求1所述的泵单元(10)，其中，所述储存部(19)具有储存部壁(190)，所述储存部壁至少部分地环绕所述马达容纳部(12)并且包围储存部空间(RS)，其中，所述流体出口(122)与所述储存部空间(RS)流体连通。

10.根据权利要求9所述的泵单元(10)，其中，所述储存部壁(190)完全环绕所述马达容纳部(12)。

11.根据权利要求9或10所述的泵单元(10)，其中，所述流体出口(122)由在所述储存部(19)的顶部区域处的通路(129)形成，该通路(129)使得液压流体能够从所述马达腔室(120)离开并且空气能够进入所述马达腔室。

12.根据权利要求1所述的泵单元(10)，其中，所述液压泵(4)被布置在所述储存部(19)和所述电动马达(3)之间，其中，所述流体出口(122)通过流体管道(124)与所述储存部(19)的储存部空间(RS)流体连通，该储存部空间(RS)在运行中包括空气体积(AV)和液压流体体积(FV)，并且该流体管道(124)出现在所述空气体积(AV)中。

13.根据权利要求12所述的泵单元(10)，其中，所述空气入口(123)通过空气管道与所述储存部空间(RS)的空气体积(AV)流体连通。

14.根据权利要求1所述的泵单元(10)，其中，所述液压泵(4)是包括以下各项的活塞泵：

-泵定子(42)，所述泵定子固定地布置在所述泵腔室(110)内，该泵定子具有伸长的泵定子体(420)，所述泵定子体在限定轴向轴线的轴向方向上延伸，其中，所述泵定子体(420)至少包括与所述储存部(19)流体连通的入口通道和出口通道(43，44)；

-泵转子(41)，所述泵转子围绕所述泵定子体(420)布置，该泵转子具有能在围绕所述轴向轴线的旋转方向上驱动的泵转子体(410)，其中，所述泵转子体(410)包括多个汽缸孔，每个汽缸孔接纳能在径向方向上相对于所述泵转子体(410)滑动的活塞(419)；以及

-围绕所述泵转子体(410)布置的偏心环(48)，其中，所述偏心环(48)相对于所述泵转子体(410)以偏心度E偏心以提供泵容量。

15.根据权利要求14所述的泵单元(10)，其中，所述马达转子(31)和所述泵转子(41)结合到公共转子中，所述公共转子是包括马达部分和泵转子部分(31，42)的一体的部件，其中，所述公共转子完全由所述泵定子(42)支撑。

16.根据权利要求1所述的泵单元(10)，其中，所述磁体(33)由所述马达转子(31)支撑。

17.根据权利要求16所述的泵单元(10)，其中，所述磁体(33)与所述场线圈径向地间隔一距离，以在所述磁体与场线圈之间形成环形的磁间隙。

18.液压致动系统(21)，所述液压致动系统包括根据权利要求1所述的泵单元(10)。

19.车辆悬架，所述车辆悬架包括根据权利要求18所述的液压致动系统(21)，其中，所述车辆悬架包括联接部和至少一个液压汽缸，所述至少一个液压汽缸用于致动所述联接部的联接，以使得能够对车辆车轮悬架进行主动控制。

20.可转换车顶系统(2)，所述可转换车顶系统包括根据权利要求18所述的液压致动系统(21)，其中，所述可转换车顶系统(2)包括可转换车顶(20)，所述可转换车顶包括车顶部件(200)，所述车顶部件相对于其余车顶部件(201)是可移动的。

21.车辆(100)，所述车辆包括根据权利要求18所述的液压致动系统(21)。

22.医疗装置，所述医疗装置包括根据权利要求18所述的液压致动系统(21)。

23.根据权利要求22所述的医疗装置，其中，所述医疗装置是需要用于运行的电连接的独立的医疗装置。

24.根据权利要求23所述的医疗装置，其中，所述独立的医疗装置是电池供电的移动装置。

25.根据权利要求22或23所述的医疗装置，其中，所述医疗装置是可调节的医疗升降机、手推车、担架、桌子或椅子。

26.船用装置，所述船用装置包括根据权利要求18所述的液压致动系统(21)。

27.根据权利要求26所述的船用装置，其中，所述船用装置是独立的船用装置。

28.根据权利要求26或27所述的船用装置，其中，所述船用装置是船用门致动器、船用舱口致动器、船用露台致动器、船用舷墙致动器或船用桅杆致动器。