CN119084319A - 流体泵、尤其冷却剂泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流体泵、尤其冷却剂泵，其具有转子、定子、至少一个转子支承结构以及用于沿轴向支撑转子的至少一个支撑部位，其中，转子支承结构具有布置在支撑部位的区域中的止推盘。提出了，止推盘具有至少一个止推面以及至少一个构造在止推面中的、沿径向方向所限定的润滑剂凹袋，其中，转子和定子以轴向偏移量相对于彼此偏移地布置，以用于提供磁性的轴向拉力。

Description

流体泵、尤其冷却剂泵

技术领域

本发明涉及一种流体泵、尤其冷却剂泵以及一种用于流体泵的止推盘。

背景技术

对于具有分离罐的冷却剂泵而言，市场上现有的解决方案是，通过旁路从轴承系统旁边输送颗粒，以便降低磨损。

发明内容

本发明涉及一种流体泵、尤其冷却剂泵，其具有转子、定子、至少一个转子支承结构以及用于沿轴向支撑转子的至少一个支撑部位，其中，转子支承结构具有布置在支撑部位的区域中的止推盘。按照本发明提出了，止推盘具有至少一个沿径向方向所限定的润滑剂凹袋，其中，转子和定子以轴向偏移量相对于彼此偏移地布置，以用于提供磁性的轴向拉力。

按照本发明的液体泵优选用作车辆中的冷却剂泵，以便产生冷却剂流，例如用于冷却车辆中的马达。

对于使用具有如烧结铁那样的低滑动特性的轴承材料来说有利的是，轴承装备有凹槽或其他间隙，以便在高轴向力的情况下能够实现流体动力的润滑。由于流体泵的高压区和低压区通过轴承系统连接，通过这种凹槽而产生对轴承的穿流。由此存在的可能性是，颗粒进入到轴承系统中。这些颗粒可能导致支承结构的磨损，这导致了效率的降低和提高的声学上的排放。通过流体泵的按照本发明的设计方案，能够特别有利地降低颗粒进入到这类轴承中。

轴向支承结构中的润滑剂凹袋能够实现用流体来润湿轴承表面。因为润滑剂凹袋在边缘侧限定地构造、是并不贯通的，所以颗粒到轴承中的穿流和因此进入得以最小化。通过借助于磁性的轴向拉力将轴向轴承按压到止推盘处，在止推盘与轴向轴承之间能够提供持久密封的连接。以这种方式能够特别有利地降低颗粒进入。

按照本发明的一种有利的改进方案，流体泵具有泵壳体，电驱动马达集成到该泵壳体中。电驱动马达优选是永久励磁的同步马达。电驱动马达的转子优选驱动泵叶片，以便产生液体流。在液体泵的泵壳体中在中心地在相对于驱动马达的纵轴线和转子轴线的同轴的支承结构中布置有轴承螺栓，按照本发明的一种有利的改进方案，该轴承螺栓抗转动地紧固在泵罐中。按照本发明的一种有利的改进方案，轴承螺栓接纳在转子侧的轴承套筒中，该轴承套筒与转子一起绕转并且与泵叶片抗转动地连接。通过转子侧的轴承套筒，将转子的转动驱动传递到泵叶片上。

为了轴向支撑轴承套筒，轴向轴承布置在支撑部位处。优选支撑部位构造为壳体支撑部位。优选支撑部位布置在流体泵的吸取管套中。特别有利地，壳体支撑部位构造为三脚架。在该支撑部位与轴向轴承之间优选布置有止推盘。止推盘优选与轴承螺栓抗转动地连接地构造。

按照本发明的一种有利的改进方案，至少一个润滑剂凹袋构造为止推盘的止推面中的表面凹槽。优选抵靠面接触式地抵靠在轴向轴承处。优选借助于磁性的轴向拉力将轴向轴承持久地牢固地对着抵靠面按压。优选抵靠面具有相对于轴向轴承的基本上平整的接触面。优选抵靠面以防止颗粒进入的方式密封地抵靠在轴向轴承处。按照本发明的一种有利的改进方案，轴向轴承是滑动轴承，尤其由烧结铁构成。

优选至少止推盘和轴向轴承构成转子支承结构。优选止推盘构造为基本上同心的孔盘以用于接纳轴承螺栓。优选止推盘的径向延伸基本上对应于轴向轴承的抵靠面的径向延伸。

为了特别均匀地润湿止推盘，止推盘优选具有多个润滑剂凹袋、尤其在周缘处分布的润滑剂凹袋、以特别优选的方式等距离地在周缘处分布的润滑剂凹袋。

按照本发明的一种有利的改进方案，止推盘具有第一润滑剂凹袋和第二润滑剂凹袋、优选多个第一润滑剂凹袋和第二润滑剂凹袋，其中，第一润滑剂凹袋和第二润滑剂凹袋作为润滑剂沟槽基本上沿径向方向延伸。优选不仅第一润滑剂凹袋而且第二润滑剂凹袋也沿径向并不贯通地构造。优选这些润滑剂凹袋分别具有径向入口并且在止推盘的径向的中部区域中结束。为了限定径向流量，润滑剂凹袋分别通过分离元件来相对于径向的外部或内部空间限定地构造。按照本发明的一种有利的改进方案，第一润滑剂凹袋沿径向置于内部地布置，并且第二润滑剂凹袋沿径向置于外部地布置，其中，优选第一润滑剂凹袋中的至少一个第一润滑剂凹袋、优选第一润滑剂凹袋中的多个第一润滑剂凹袋、特别优选所有第一润滑剂凹袋分别通过第一分离元件相对于径向的外部空间限定地构造，并且其中，优选第二润滑剂凹袋中的至少一个第二润滑剂凹袋、优选第二润滑剂凹袋中的多个第二润滑剂凹袋、特别优选所有第二润滑剂凹袋分别通过第二分离元件相对于径向的内部空间限定地构造。优选第一润滑剂凹袋和第二润滑剂凹袋环绕地交替地布置。优选第一润滑剂凹袋和/或第二润滑剂凹袋沿径向方向具有基本上恒定的横截面。

为了在同时避免颗粒进入到轴承中的情况下最佳地润湿止推面，按照本发明的另外的有利的改进方案，第一润滑剂凹袋和/或第二润滑剂凹袋基本上至少部分地穿透止推盘的径向宽度、优选穿透超过一半。

按照本发明的一种有利的改进方案，在止推盘处抵靠地布置有弹性体元件、尤其弹性体垫圈，以用于补偿公差。

特别容易且成本低廉的止推盘能够尤其通过下述方式来提供，即：止推盘一件式地构造。

按照还另外的有利的实施方案，轴向轴承构造为由烧结材料制成的烧结轴承。按照还另外的有利的实施方案，转子侧的轴承套筒由叶片载体的塑料材料注射包封，该叶片载体与泵叶片一件式地构造。轴承套筒因此接纳在叶片载体的塑料材料中，由此在轴承套筒与叶片载体包括泵叶片在内之间实现了牢固的连接，并且将轴承套筒的旋转运动直接传递给叶片载体和泵叶片。

附图说明

另外的优点和适宜的实施方案由另外的权利要求、附图说明和附图得出。其中：

图1示出了具有集成的电驱动马达的、实施为冷却剂泵的液体泵的截面，其中，在轴承螺栓上形状配合地固定有止推盘，

图2示出了止推盘的立体的示图。

在附图中，相同的构件设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中示出了流体泵10的第一实施例。需要注意的是，仅描绘了流体泵的一半，以便能够实现详细说明的示图。

在图1中示出了流体泵10的第一实施例。出于原因清楚性，在图1仅描绘了流体泵的一半。按照本发明的在图1中所示出的实施方式，流体泵10具有泵壳体20和驱动马达30。按照本发明的一种有利的改进方案，驱动马达30具有置于外部的定子14和置于内部的转子15，该转子的纵轴线和转动轴线以附图标记16标记。在转子15与定子14之间优选布置有泵罐13，该泵罐将泵的潮湿区与干燥区分离。

按照本发明的一种有利的改进方案，驱动马达30是永久励磁的同步马达，按照本发明的在图1中所示出的实施方式，该驱动马达在定子14中具有能通电的线圈17并且在转子15中具有带有永磁体的叠片组18。

在转子15中抗转动地优选接纳有轴承套筒19，该轴承套筒与转子15一起绕转。按照本发明的一种有利的改进方案，轴承套筒19由叶片载体100的塑料材料注射包封，泵叶片110与该叶片载体一件式地构造，该泵叶片沿轴向处在轴承套筒19的上方。

在转子15转动时，因此叶片载体100包括泵叶片110在内也转动，该泵叶片产生所期望的流体流。按照本发明的在图1中所示出的实施方式，流体、尤其冷却剂被沿轴向吸入和沿径向导出。

按照本发明的一种有利的改进方案，轴承套筒19支承在轴承螺栓120上，该轴承螺栓的下方的在端侧的、与泵叶片110对置的端部布置在定子14的接纳部130中。按照本发明的一种有利的改进方案，轴承螺栓120抗转动地在接纳部130中夹紧地构造。优选接纳部130布置在泵罐13的底部中。

在轴承螺栓120上邻近于其面向泵叶片110的端部放置有轴向轴承140，按照本发明的一种优选的改进方案，该轴向轴承具有沿径向方向延伸的凸缘142和柱体区段144。优选轴向轴承140一件式地构造。轴向轴承140例如能够构造为滑动轴承。优选轴向轴承140在驱动马达30运行中围绕轴承螺栓120旋转。优选承载着转子15的轴承套筒19优选通过轴向轴承140能转动地支承在轴承螺栓120上。按照本发明的一种有利的改进方案，轴向轴承140构造为烧结轴承。

如在图1中能够识别出的那样，转子支承结构115除了轴向轴承140外还具有止推盘300。按照本发明的在图1中所示出的实施方式，转子支承结构115在端侧在流体泵10的壳体处支撑在支撑部位200处。止推盘300布置在支撑部位200与轴向轴承140之间。优选止推盘300构造为基本上同心的孔盘并且处在轴承螺栓19上。

图1中所示出的流体泵在潮湿区中显示了在靠近旋转的泵叶片110的高压区170与处在转子15的区域中的低压区172之间的压力梯度。如果使用具有如烧结轴承那样的低滑动特性的轴承材料，则轴承必须具备凹槽或其他间隙，以便在高轴向力的情况下构建流体动力的润滑。因为流体泵10的高压区和低压区170、172通过转子支承结构115与彼此连接，所以通过这种凹槽会产生对转子支承结构的穿流。通过这种流动，颗粒会进入到轴承系统中，这导致了支承结构的磨损以及效率降低并且导致提高的声学上的排放。

为了将到轴承系统中的颗粒运送保持得尽可能的低，具有轴向轴承140和止推盘300的转子支承结构115应该满足尽可能的密封功能并且同时能够实现对轴承的足够的润滑。也重要的是，保证轴向轴承140持续地对着支撑部位200按压。

该目的通过本发明来实现，其方式为：一方面止推盘300具有沿径向所限定的、沿径向并不贯通的润滑剂凹袋310，并且另一方面借助于磁性的轴向拉力400将轴向轴承140持续地按压到支撑部位200处。通过这种组合实现了有效的密封并且使到轴承系统中的流动和颗粒运送最小化。同时，磁性的轴向拉力400能够实现将轴向轴承140持续地按压在支撑部位200处。由此降低了支承结构的磨损，这引起了改善的效率和更低的声学上的排放。这种解决方案有助于优化流体泵10的功率和可靠性。为了提供磁性的轴向拉力400，转子15和定子15以轴向偏移量402相对于彼此偏移地布置。

优选地，具有永磁体的能转动地支承在轴承螺栓120上的转子15如此以轴向偏移量402相对于定子17偏移地布置，使得将轴向拉力朝转子支承结构115的方向施加到转子15的磁体上。以这种方式，轴向轴承140通过抵靠的轴承套筒19而沿轴向密封地按压到止推盘310处并且通过止推盘310按压到支撑部位200处。

除了磁性的轴向拉力外，在泵运行期间来自液压系统的轴向力也作用到转子支承结构115上。然而，当泵并不运行或者以低转速转动时，该轴向力仅具有低的影响。除了这种力外，由于驱动马达30的转子15与定子14之间的偏移而出现的轴向力也作为轴向的夹紧力作用到转子支承结构115上。该磁性的轴向拉力400不依赖于泵的转速。通过轴向偏移量402而产生永久的轴向的预紧力，该轴向的预紧力降低转子15与定子14之间的轴向间隙。在泵运行期间，这种预紧通过来自液压系统的额外的轴向推力而得以进一步提高。这两个分量的组合产生总夹紧力403，该总夹紧力确保了转子-定子单元在流体泵10中的轴向定位和稳定性。液压的轴向力以及转子14和定子15的偏移共同工作，以便产生有效的轴向预紧并且使单元在运行期间的不希望的轴向运动最小化。由此保证了，泵可靠地工作并且能够实现对流体的精确输送。

按照本发明的在图1中所示出的实施方式，支撑部位200构造为壳体支撑部位、尤其构造为布置在流体泵10的吸取管套中的壳体支撑部位、尤其构造为形成三脚架的壳体支撑部位。

如已经阐释的那样，按照本发明的一种优选的实施方式，止推盘与固定的轴承螺栓120牢固地连接并且因此构造为固定的构件。轴向轴承能转动地围绕轴承螺栓构造并且接纳轴承套筒。止推盘具有面向轴向轴承140的止推面302。在该止推面302中构造至少一个润滑剂凹袋310。按照本发明的一种有利的改进方案，在止推盘300的止推面302与轴向轴承140之间构造第一作用面对312，并且在止推盘300与壳体支撑部位200之间构造第二作用面对314，其中，借助于轴向拉力400将轴向轴承140和止推盘300对着壳体支撑部位200按压。优选在止推盘300与壳体支撑部位200之间布置有补偿公差的弹性体垫圈。

润滑剂凹袋310优选用于，在相对于轴向轴承的抵靠部处利用通过泵所输送的流体来润湿轴承表面。对轴承表面的润湿是至关重要的，以便确保对支承结构的足够的润滑并且降低磨损。通过作为沿径向并不贯通地构造的润滑剂凹袋的构造方案，流体不会沿径向通过凹槽从轴承的内部空间运行到外部空间中，反之亦然。以这种方式不会导致对径向轴承15的穿流并且因此也不会导致不希望的颗粒进入。按照本发明的一种有利的改进方案，止推盘300在止推面302中具有多个润滑剂凹袋310。按照本发明的一种特别优选的改进方案，止推盘300具有第一润滑剂凹袋310a和第二润滑剂凹袋310b。优选第一润滑剂凹袋310a沿径向置于内部地布置，并且第二润滑剂凹袋310b沿径向置于外部地布置。优选第一润滑剂凹袋和第二润滑剂凹袋310a、310b环绕地交替地布置。通过凹袋的交替的布置方式保证了对轴承表面的全面状的润湿。

润滑剂凹袋310a、310b的径向中断阻止了形成会有利于颗粒进入的穿流通道。通过受控制地润湿轴承表面以及避免提高的穿流，到轴承系统中的颗粒运送的风险得以最小化。这再次降低了轴承的磨损并且引起了流体泵10的更长的寿命。这引起了泵的改善的效率、更低的噪声生成以及轴承系统的更长寿命。

在图2中以立体图描绘了止推盘300。按照本发明的在图2中所示出的实施方式，止推盘300具有环绕地分布的润滑剂凹袋310，该润滑剂凹袋在止推盘300的止推面302中构造为表面凹槽。

如在图2中能够识别出的那样，按照一种有利的改进方案，止推盘300具有用于接纳轴承螺栓302的居中的钻孔312。优选轴承螺栓302穿透止推盘300。优选止推盘300抗转动地与轴承螺栓120夹紧。止推盘300因此优选构造为基本上同心的孔盘。

如在图2中能够明显识别出的那样，润滑剂凹袋310沿径向方向并不贯通地构造。优选润滑剂凹袋310中的每个润滑剂凹袋具有分离元件410，该分离元件限定了到径向的内部空间314和/或外部空间316的润滑剂流量。

按照本发明的在图2中所示出的实施方式，润滑剂凹袋310分别具有径向入口315。按照本发明的一种有利的改进方案，到润滑剂凹袋310中的径向入口315能够与径向的内部空间314或径向的外部空间316连接。

按照本发明的在图2中所示出的实施方式，止推盘300具有第一润滑剂凹袋和第二润滑剂凹袋310a、310b。第一润滑剂凹袋310a优选具有沿径向置于内部的、与内部空间314连接的入口315a。第二润滑剂凹袋310b优选具有分别沿径向置于外部的、与外部空间316在流体方面连接的入口315b。第一润滑剂凹袋310a具有分别第一分离元件410a以用于将外部空间316与润滑剂凹袋310a在流体方面分离。第二润滑剂凹袋310b分别具有第二分离元件410b以用于将内部空间314与润滑剂凹袋310b在流体方面分离。

按照本发明的在图2中所示出的实施方式，润滑剂凹袋310a、301b环绕地相对于彼此分布地、尤其等距离地分布地布置。优选第一润滑剂凹袋和第二润滑剂凹袋310a、310b分别环绕地交替地布置。优选润滑剂凹袋310a、310b构造为单侧地沿轴向方向敞开的表面凹槽。

优选润滑剂凹袋310a、310b分别具有倒圆的横截面。优选润滑剂凹袋310a、310b穿透止推盘300的径向宽度318超过一半，也就是说该润滑剂凹袋超出止推盘300的中心直径M。优选地，具有分离元件410a、410b的止推盘300一体式地尤其基本上平整地构造。

按照本发明的一种有利的改进方案，在止推盘处抵靠地布置有弹性体元件、尤其弹性体垫圈以用于补偿公差。

Claims (16)

1.流体泵(10)、尤其冷却剂泵，其具有转子(18)、定子(17)、至少一个转子支承结构(115)以及用于沿轴向支撑所述转子(18)的至少一个支撑部位(200)，其中，所述转子支承结构(115)具有布置在所述支撑部位的区域中的止推盘(300)，

其特征在于，所述止推盘(300)具有至少一个沿径向方向所限定的润滑剂凹袋(310)，其中，所述转子(18)和所述定子(17)以轴向偏移量(402)相对于彼此偏移地布置，以用于提供磁性的轴向拉力(400)。

2.根据权利要求1所述的流体泵(10)，其特征在于，所述至少一个润滑剂凹袋(310)构造为所述止推盘(300)的止推面(302)中的表面凹槽。

3.根据前述权利要求中任一项所述的流体泵(10)，其特征在于，设置了至少一个轴承螺栓(120)以用于接纳所述转子支承结构(115)，其中，所述止推盘(300)优选构造为同心的孔盘以用于接纳所述轴承螺栓(120)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的流体泵(10)，其特征在于，所述转子支承结构(115)具有至少一个轴向轴承(140)以用于将所述转子(18)支承在所述轴承螺栓(120)上，其中，所述止推盘(300)的止推面(302)优选接触式地抵靠在所述轴向轴承(400)处。

5.根据前述权利要求中任一项所述的流体泵(10)，其特征在于，所述止推盘(300)具有多个润滑剂凹袋(310a、310b)、尤其等距离地分布在周缘处的润滑剂凹袋(310a、310b)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的流体泵(10)，其特征在于，所述止推盘(300)具有第一润滑剂凹袋(310a)和第二润滑剂凹袋(310b)、优选多个第一润滑剂凹袋(310a)和第二润滑剂凹袋(310b)，其中，所述第一润滑剂凹袋(310a)和所述第二润滑剂凹袋(310b)优选基本上沿径向方向延伸。

7.根据前述权利要求中任一项所述的流体泵(10)，其特征在于，所述第一润滑剂凹袋(310a)沿径向置于内部地布置，并且所述第二润滑剂凹袋(310b)沿径向置于外部地布置，其中，优选所述第一润滑剂凹袋(310a)中的至少一个第一润滑剂凹袋、优选所述第一润滑剂凹袋(310a)中的多个第一润滑剂凹袋、特别优选所有第一润滑剂凹袋(310a)分别通过第一分离元件(410a)相对于径向的外部空间(316)限定地构造，并且其中，优选所述第二润滑剂凹袋(310b)中的至少一个第二润滑剂凹袋、优选所述第二润滑剂凹袋(310b)中的多个第二润滑剂凹袋、特别优选所有第二润滑剂凹袋(310b)分别通过第二分离元件(410b)相对于径向的内部空间(314)限定地构造。

8.根据前述权利要求中任一项所述的流体泵(10)，其特征在于，所述第一润滑剂凹袋和/或所述第二润滑剂凹袋(310a、310b)基本上至少部分地穿透所述止推盘(300)的径向宽度(318)、优选穿透超过一半。

9.根据前述权利要求中任一项所述的流体泵(10)，其特征在于，所述止推盘(300)一件式地构造。

10.根据前述权利要求中任一项所述的流体泵(10)，其特征在于，所述第一润滑剂凹袋和第二润滑剂凹袋(310a、310b)环绕地交替地布置。

11.根据前述权利要求中任一项所述的流体泵(10)，其特征在于，所述第一润滑剂凹袋和/或第二润滑剂凹袋(310a、310b)沿径向方向具有基本上恒定的横截面。

12.根据前述权利要求中任一项所述的流体泵(10)，其特征在于，所述支撑部位(200)构造为壳体支撑部位、尤其构造为布置在所述流体泵(10)的吸取管套中的壳体支撑部位、尤其构造为形成三脚架的壳体支撑部位。

13.根据前述权利要求中任一项所述的流体泵(10)，其特征在于，所述轴向轴承(140)布置在所述轴承螺栓(120)上、尤其布置在抗转动地所夹紧的轴承螺栓(120)上，其中，所述轴向轴承(140)构造用于能转动地支承对所述转子(18)进行接纳的轴承套筒(19)。

14.根据前述权利要求中任一项所述的流体泵(10)，其特征在于，在所述止推盘(300)的止推面(302)与所述轴向轴承(140)之间构造第一作用面对，并且在所述止推盘(300)与所述支撑部位(200)之间构造第二作用面对，其中，借助于所述轴向拉力(400)将所述轴向轴承(140)和所述止推盘(300)对着所述支撑部位按压。

15.根据权利要求1至10中任一项所述的流体泵(10)，其处在机动车辆的总成中。

16.止推盘(300)，其用于根据权利要求1至10中任一项所述的流体泵(10)。