本发明涉及一种泵组件，至少包括第一壳体，在其中可转动支承地布置有至少一个用于输送流体的第一驱动器件，其中，所述第一驱动器件的第一驱动轴沿着轴向方向至少延伸穿过第一壳体的第一侧壁。泵组件尤其是用于水-尿素-溶液(例如adblue，柴油机尾气处理液或汽车环保尿素)的输送设备，其优选地被置入在机动车中以用于处理内燃机的废气。
背景技术
用于水-尿素-溶液的这样的泵组件自长久以来是已知的。在此，通常将电气驱动单元联接到驱动器件的驱动轴处。经由这样的旋转泵(rotationspumpe)的驱动轴来驱动驱动器件以用于输送流体。作为驱动器件已知例如齿轮转子(在齿轮泵的情况中)。恰对于在机动车中的应用而言应提供一种尽可能紧凑地构建的泵组件，其中，尤其应尽可能避免泵组件的噪音。此外，在输送水-尿素-溶液的情况中应注意的是，尽可能地避免溶液在管路中的冻结。因此，通常将水-尿素-溶液从管路输送回到储备箱中。然而，为此还应在相反的转动方向上驱动驱动器件。
技术实现要素：
由此出发本发明的任务是至少缓和或甚至解决关于现有技术所描述的问题。尤其应提出一种紧凑地构建的泵组件，该泵组件通过较小的噪音生成(geräuschentwicklung)而出众。
为了解决该任务，提出一种根据专利权利要求1的特征的泵组件，有利的改进方案是从属专利权利要求的对象。在专利权利要求中单独地列举的特征可以以技术上有意义的方式相互组合并且可通过来自说明书的所阐释的事实情况(sachverhalte)和来自附图的细节来补充，其中，指出了本发明的另外的实施变型方案。
本发明涉及一种泵组件，至少包括第一壳体，在其中可转动支承地布置有至少一个用于输送流体的第一驱动器件，其中，第一驱动器件的第一驱动轴沿着轴向方向至少延伸穿过第一壳体的第一侧壁；其中，在第一壳体之外第一轴向通量电驱动器(axialfluss-elektroantrieb)的至少一个第一转子布置在第一驱动轴上，其中，第一轴向通量电驱动器具有仅一个(关联于第一轴向通量电驱动器和第一转子的第一)定子(即尤其不具有另外的(第二)定子)。
尤其地，第一壳体液密地包围至少第一驱动器件，其中，设置有用于导入和导出待输送的流体的联接部(anschluss)。第一驱动轴延伸穿过第一壳体的第一侧壁，其中，此处在第一侧壁与第一驱动轴之间还设置有液密的密封部。在第一壳体之外设置有第一轴向通量电驱动器(afm：轴向通量马达)的第一转子，其布置在第一驱动轴上用于朝向第一驱动器件传递转矩。由于驱动器件与电驱动器的分离布置可避免由于所输送的流体引起的电驱动器的损坏。
尤其地，第一壳体至少包围第一驱动器件，其中，设置有用于导入和导出待输送的流体的联接部。第一驱动轴延伸穿过第一壳体的第一侧壁。在第一壳体之外，设置有第一轴向通量电驱动器(afm：轴向通量马达)的第一转子，其布置在用于朝向第一驱动器件传递转矩的第一驱动轴上。优选地，第一壳体未实施成液密的，从而待输送的流体可作为泄漏流例如沿着第一驱动轴从第一壳体离开。然而，第一壳体优选地如此实施，以至于由于来自第一壳体的该泄漏流(即不是仅仅经由用于导入和导出流体的联接部的流体流出和/或流体流入)不进行对泵组件的输送器功率的显著损害。尤其地，泄漏流是泵组件的输送器功率(输送器体积流)的最高5%。
第一轴向通量电驱动器包括(单个)定子和第一转子，它们彼此同轴布置。定子可具有软磁材料，例如所谓的“软磁复合物(smc)”，或者由电板(elektrobleche)和smc构成的组合。定子的线圈包括芯，其优选地由软磁材料压制地且烘烤地制造。smc材料在此未烧结。相反地，进行到熔化温度以下的调温，然而这足以使芯持续地保持其几何形状。
轴向通量电驱动器的转子例如在凹口中可具有永磁体或也可具有软磁元件。因此可与作为轴向通量电动机的永磁体一同形成永久激励的同步或无刷直流电机，缩写bldc，同时例如可与软磁元件一同以轴向的结构方式创造磁阻电动机(reluktanzmotor)来作为电动机。
定子，尤其在使用smc以及另外的细节的情况下的构建还涉及例如由申请人的后公开的文件pct/ep2015/075036获悉的转子，在本发明的公开内容的范畴中对其作出参考。
第一轴向通量电驱动器尤其具有少于100瓦特、优选地少于50瓦特的电气功率消耗。尤其以最高10巴的输送压力来输送流体。
根据一种优选的设计方案，第一驱动轴未支承在第一壳体之外或通过至少一个轴承来支承，其仅仅承受在轴向方向上作用的力。此处因此尤其在第一壳体之外不需要径向轴承，即如下轴承，其用于相对于在径向方向上作用的力的支撑。第一驱动轴因此尤其仅仅支承在第一壳体中，从而不需要用于在第一壳体之外另外所需的轴承的结构空间。由此实现泵组件的一种特别紧凑的实施方案。
在此，作为轴承可使用所谓的摩擦轴承或滑动轴承。优选地，至少第一驱动轴仅仅经由第一壳体来支承，例如经由第一侧壁和/或第二侧壁，其中，尤其侧壁的材料形成支承面。
在此，尤其待输送的流体沿着第一驱动轴的泄漏流引起轴承的润滑。优选地，泵组件的压力腔经由开口至少在第一侧壁中与第一壳体之外的区域流体技术上相连接。由此待输送的流体的(在量方面)受控的体积流可从第一壳体离开并且经由轴承流回到第一壳体中。
根据另一有利的设计方案，第一轴向通量电驱动器布置在第二壳体中，该第二壳体可以可重复地可松开地与第一壳体相连接。由此，第一轴向通量电驱动器相对于待输送的流体受保护地布置，其中，泵组件的各个部件可彼此独立地更换和/或维护。
尤其地，第一转子直接相邻于第一侧壁并且在第一侧壁与第一轴向通量电驱动器的定子之间布置。在该布置方案的情况下，第一驱动轴可实施成非常短的，因为与第一驱动轴相连接的第一转子直接相邻于第一端壁布置，第一驱动轴从第一壳体出发穿过该第一端壁延伸到第二壳体中。
根据另一设计方案，第一轴向通量电驱动器的定子直接相邻于第一侧壁并且在第一侧壁与第一转子之间布置。此处第一驱动轴可实施成更长的，因为其还朝向第一转子延伸穿过定子。
优选地，定子(即其部件，尤其线圈、芯和回环(rückschlussring))在径向方向上布置在至少一个第一驱动器件之外。
优选地，定子(即线圈、芯和回环的部件中的至少一个)沿着轴向方向与第一壳体相叠地、优选地与第一驱动轴的至少一个轴承相叠地、特别优选地与至少一个第一驱动器件相叠地布置。
该优选的设计方案实现了泵组件的特别紧凑的构建，其中，(仅仅)至少一个第一驱动器件、第一侧壁和第一转子沿着轴向方向并排布置并且由此确定泵组件沿着轴向方向的结构尺寸。
尤其地，定子与第一侧壁不可分离地相连接。尤其地，定子形成第一端壁的至少一部分。
优选地，第一驱动器件是第一齿轮转子。其可例如实施成齿轮泵的组成部分，其中，齿轮泵可构建成带有优选地渐开线齿部(evolventenverzahnung)的外齿轮泵、构建成内齿轮泵或也构建成齿环泵(zahnringpumpe)，例如构建成内齿轮油泵(gerotorpumpe，有时也称为摆线泵)或内啮合齿轮泵(sichelpumpe，有时也称为月牙形泵)。此外，齿轮泵可以是螺杆泵(schraubenspindelpumpe，有时也称为螺旋泵)。
尤其地，至少第一齿轮转子由塑料制造。
尤其提出的是，至少第一齿轮转子由带有孔隙度的经烧结的材料制造，其中，齿轮转子除了空隙度之外还具有另一降噪器件(schallminderungsmittel)。在此尤其参照文件de102015201873的内容。已证实，通过齿轮转子的轮体中的密度的变化，固体声波从在齿圈处的产生至轮毂的传递路径可被中断或声波可被如此折射或反射，以至于固体声信号在输出部处、即齿轮转子的轴/钻孔处明显更小地损失(ausfallen)。密度的变化可在此旋转对称地或局部地实施。同样可行的是，齿轮转子在盘片组件中带有不同地实施的密度。各个层的平面的角度在此可与优选平面(vorzugsebene，有时也称为参考平面)、构件的水平平面不同。因为与在带有较小密度的材料中相比，固体声在带有更高密度的材料中更好地传播，还可行的是，将声引导通道带入到齿轮转子中或仅仅带入到齿部中，其使固体声波有针对性地偏转或减弱。在此，通道和/或局部密度变化不仅可以以不同密度的纯净材料来执行而且还可以以由不同材料如铁粉或还有油的组合来执行。
该降低声音的几何结构可利用不同的制造方法来实现。对此属于的例如有智能的填充靴(füllschuh)、尤其用于以至少两种不同材料来填充的旋转地转动的填充靴，如此如例如由文件de102014006374所获悉的。由此可例如在压制过程中已建立密度变化。此外，还可使用被称为“绿中绿(grün-in-grün)”的制造方法，如由文件de102009042598所获悉的，以便于例如产生密度变化。如金属粉末的常规压制的制造方法，如其还以修改的形式由文件wo2013/067995a1所获悉的那样，以及金属材料和/或塑料的增材制造，例如以如其示例性由文件de102013103006a1所获悉的装置，同样可得到使用，尤其以便于制造低噪音的齿轮转子。但是还可使用如下制造方法，如其基本上由文件ep2221131a1、文件ep1407877a1、文件ep134527a2或还有文件jps60-162702a所获悉的。
一种改进方案设置成，定子通过第一壳体来形成。为此例如可将定子放入到第一壳体中。这例如可借助于方法绿中绿来实现，这上面已经说明并且与此相关地参考该方法。还可将定子置入到第一壳体中。因此，第一壳体的外侧例如可具有定子可被压入到其中的切口(ausschnitt)。例如，第一壳体在该区域中可由塑料构成，而定子由金属材料制造。例如可压入在其上布置有定子极(statorpole)的回环。
在该设计方案的情况中尤其有利的是，定子(即线圈、芯和回环的部件中的至少一个)与第一驱动轴的至少一个轴承相叠地、尤其优选地与至少一个第一驱动器件相叠地布置。
优选的是，第一壳体至少在相邻于定子、优选地电磁回路(环)且尤其相邻于定子的芯的区域中具有抗磁性(amagnetisch)材料。由此不干扰或仅仅较少地干扰用于在轴向通量马达的转子处产生转矩的电磁场的所需的构建。
根据另一有利的设计方案，第二轴向通量电驱动器在第一壳体之外且在第一壳体的与第一侧壁相对而置的第二侧壁处布置；其中，第二轴向通量电驱动器要么与第一驱动轴或要么与布置在第一壳体中的第二驱动器件的第二驱动轴传递转矩地相连接。
尤其地，第二轴向通量电驱动器与第二驱动轴传递转矩地相连接，其中，第二驱动器件是第二齿轮转子，其与用于输送流体的第一齿轮转子啮合地布置，其中，两个齿轮转子经由两个轴向通量电驱动器彼此夹紧地布置。
两个齿轮转子的夹紧引起齿轮转子的始终无间隙的啮合，从而可减小噪音。尤其地，还可在使驱动器件的旋转方向反转的情况中设定该夹紧(例如，在为了避免在管路中的结冰将水-尿素-溶液输送回到箱中的情况中)。
根据另一设计方案，两个轴向通量电驱动器虽然构建成相同的，但关于定子极的布置彼此偏置地布置在齿轮转子的对立的端部处。通过该偏置例如可行的是，获得在轴向通量电驱动器的所产生的电磁波之间的平衡。例如可根据轴向通量电驱动器的构建如此设计偏置，使得通过第一轴向通量电驱动器造成的波谷(wellental)与通过第二轴向通量电驱动器造成的波峰(wellenberg)在其转矩作用中近似重叠。由此实现齿轮转子的平衡的、尤其一致的驱动。这又导致在相互啮合的齿轮处的噪音发射的减小。转矩在被驱动的轴处的平均化尤其导致相互啮合的齿轮的各个齿的更平稳的接触。至少可使相互啮合的齿的碰撞最小化。
尤其地，第一轴向通量电驱动器至少形成至少一个加热元件，其经由至少一个导热结构与第一侧壁导热地相连接。尤其地，可将带有其线圈的定子用作第一壳体的加热元件。此处出现的放热(wärmeentwicklung)可例如传导地经由第一侧壁被带入到第一壳体中。通过功率电子机构可为此例如提供相应的电流以供使用，其流动穿过定子极的线圈。为了创造良好的热传递，特别有利的是，定子以其背面完全地与第一壳体相连接，即，例如自身形成第一侧壁。因此，定子作为第一侧壁优选地直接放上到第一壳体上，或者例如置入到实施成第一壳体的遮盖件的第一侧壁中。
为了制造定子或第一侧壁或导热结构，可例如共用金属的、可导电的粉末，例如在用于以至少两种不同材料填充的旋转转动的填充靴的情况中，如此如例如由文件de102014006374所获悉的那样。由此可例如在(定子、第一侧壁的)压制过程中不仅已建立密度变化并且建立传导的热路径(导热结构)和可电气加热的路径(导热结构)。
第一侧壁尤其形成引导流体的通道的至少一部分。优选地，侧壁的至少一部分接触在通道的区域中(例如在驱动器件的区域中)输送的流体。尤其地，仅该部分区域构建成带有导热结构，从而在定子的该区域中生成的热可经由导热结构有针对性地给出到流体处。
对于热产生而言可例如采用温度传感器。这样的温度传感器可本身安装在泵组件处。另一设计方案设置成，使用在泵组件的功率电子机构处存在的温度传感器，以决定，电流是否且多强地被发送穿过定子。这样的例如可被存储在关联于尿素注射的控制器中。因此，例如在探测过低温度的情况中在实际起动内燃机之前已经实现加热。如果想到用于打开和起动的当今的无钥系统，则因此该打开可能已经触发预防性的加热。由此泵自身的加热是可行的，其例如以如下热来补充，其例如由箱加热或者作为废热由仍热的内燃机来引起。由此，在低温的情况下该系统也可为可投入使用的或者保持可投入使用。
此外根据一种设计方案设置成，设置有在泵组件中不同材料的不同热膨胀的补偿。流体或尿素溶液可经受如下温度，该温度可环境决定地但也运行决定地强烈波动，例如在例如-35℃的深度结霜的情况中以及由于在注射至少短时间+100℃的尿素溶液的情况下的条件的原因。这同样作用于各个部件，它们由于环境温度已经不同地膨胀或收缩。因此，泵组件例如在其内部中可具有弹簧张紧的复位装置(nachführung，有时也称为追踪装置)，其允许例如在其他情况下产生的间隙量的减小。
提出了根据本发明的泵组件用于在机动车中输送水-尿素-溶液的应用。
除了第一齿轮之外，机动车尿素泵(kraftfahrzeug-ureapumpe)还可具有在第二轴上的第二齿轮，其中，两个齿轮相互啮合并且在此构建压力。两个齿轮可由相同的材料构建。但是两个齿轮还可由彼此不同的材料构建。例如其中一个齿轮可由塑料构成，另一齿轮由金属构成。复合齿轮也可得到使用，也就是说，该齿轮具有不同的材料，例如芯由金属构成而表面由塑料构成或反之亦然。优选地，在相互啮合的齿轮的情况中使用斜齿啮合的齿轮。然而对于压力提高而言可同样有利的是，使用直齿啮合的齿轮。优选地，将一个或多个齿轮制造成带有生产质量(fertigungsqualität)的端轮齿轮，在其中齿轮具有根据din3961和din3962、关于至少一个参数、优选地总的型材误差fα、型材角度误差fhα和型材形状误差fα、至少品质6、优选地至少品质5或更好的设计的齿轮的质量品质，在这些值中的至少一个、尤其至少该三个值的情况下。例如，第一壳体还可具有附加的衰减(dämpfung，有时也称为阻尼)，借助于其降低泵噪音。在此例如可使用如上面说明的这样的密度变化。还可使用另外此处说明的可行性方案来降低壳体中或壳体处的固体声，以获得附加的衰减。
此外，不仅可通过不同的烧结材料和/或在烧结材料的情况下的密度来获得噪音或噪音频谱的衰减。还可通过烧结材料的有针对性的开孔度(offenporigkeit)或关闭孔、例如通过添加铜、例如接合不同的密度、可能通过利用内材料和外材料使用绿中绿制造方法、还如通过一个或多个例如利用塑料在构件处的涂层(überzüge)来有针对性地设定衰减。
附图说明
随后根据附图更详细地阐释本发明以及技术领域。应指出，不应通过所示的实施例限制本发明。尤其地，只要未另外明确示出，还可行的是，提取在附图中阐释的事实情况的部分方面并且与其它组成部分和由当前描述连同附图的认知相组合。相同的附图标记表示相同的对象，从而必要时可补充地考虑来自其它附图的阐释。其中，
图1示意性地以透视图示出了第一泵组件的分解图；
图2示意性地以侧视图以截面示出了根据图1的第一泵组件的分解图；
图3示意性地以侧视图以截面示出了根据图1和2的第一泵组件；
图4示意性地以俯视图示出了根据图3的第一泵组件；
图5示意性地以透视图示出了第二泵组件的分解图；
图6示意性地以侧视图以截面示出了根据图5的第二泵组件的分解图；
图7示意性地以侧视图以截面示出了根据图5和6的第二泵组件；
图8示意性地以侧视图示出了第三泵组件；
图9示意性地以侧视图示出了第四泵组件；
图10示意性地以侧视图示出了第五泵组件；且
图11示意性地以侧视图示出了第六泵组件。
具体实施方式
图1以透视图示出了第一泵组件1的分解图。图2以侧视图以截面示出了根据图1的第一泵组件1的分解图。图3以侧视图以截面示出了根据图1和2的第一泵组件1，并且图4以俯视图示出了根据图3的第一泵组件1。在下面共同地描述图1至4。此处未示出用于流体4的导入和导出管路以及电气部件(控制单元、电气联接部等)，因为其布置方案对于本领域的技术人员而言通常是已知的。
泵组件1包括带有第一侧壁6和用于驱动器件3,21(此处两个相互啮合的齿轮转子)的容纳部10的第一壳体2。驱动器件3,21可转动支承地布置在用于输送流体4的第一壳体2中，其中，第一驱动器件3的第一驱动轴5沿着轴向方向7延伸穿过第一壳体2的第一侧壁6。在第一壳体2之外，第一轴向通量电驱动器9的第一转子8布置在第一驱动轴5上。
第一壳体2尤其气密且液密地包围驱动器件3,21，其中，设置有用于导入和导出待输送的流体4的联接部。第一驱动轴5延伸穿过第一壳体2的第一侧壁6，其中，此处还设置有在第一侧壁6与第一驱动轴5之间的液密的密封部。第一轴向通量电驱动器9包括(第一)定子13和第一转子8，它们彼此同轴地布置。定子13的线圈15与第一转子8的磁体22一同作用以产生用于在周向方向16上驱动第一转子8且由此第一驱动轴5的转矩。定子13具有多个线圈15，它们在周向方向16上均匀地彼此间隔开地布置在定子13的返回板(rückschlussplatte)上。
第一驱动轴5仅仅经由径向轴承(在径向方向24上承受力)且必要时经由轴向轴承(在轴向方向7上承受力)支承在第一壳体2之内。在第一壳体2之外未支承地布置有第一驱动轴5。
第一轴向通量电驱动器9布置在第二壳体12中，该第二壳体12可以可重复地可松开地与第一壳体2相连接。由此第一轴向通量电驱动器9相对于待输送的流体4受保护地布置，其中，泵组件1的各个部件可彼此独立地更换且/或维护。
此处第一转子8直接相邻于第一侧壁6布置且布置在第一侧壁6与第一轴向通量电驱动器9的定子13之间。在该布置方案的情况中，第一驱动轴5可实施成非常短的，因为与第一驱动轴5相连接的第一转子8直接相邻于第一端壁6布置，第一驱动轴5由第一壳体2出发穿过该端壁延伸进入到第二壳体12中。
定子13具有软磁材料17，例如所谓的“软磁复合物”(smc)，或由电板和smc构成的组合。
图5至7示出了第二泵组件1。图5以透视图示出了第二泵组件1的分解图。图6以侧视图以截面示出了根据图5的第二泵组件1的分解图。图7以侧视图以截面示出了根据图5和6的第二泵组件1.
参照图1至4的实施方案。区别于第一泵组件1，此处交换地布置有第一转子8和定子13。此处第一轴向通量电驱动器9的定子13直接相邻于第一侧壁6布置且布置在第一侧壁6与第一转子8之间。此处第一驱动轴5可较长地实施，因为其还延伸穿过定子13直至第一转子8。
此处，带有其线圈15的定子13可被用作第一壳体2的加热元件25。那里出现的放热可例如传导地经由第一侧壁6被带入到第一壳体2中。通过功率电子机构可为此例如提供相应的电流以供使用，该电流流动穿过定子13的定子极的线圈15。为了创造良好的热传递，定子13以其背面完全地与第一壳体2相连接，此处即与第一侧壁6相连接。
第一侧壁6形成引导流体4的通道的至少一部分(在第一驱动器件3和第二驱动器件21的区域中)。在此，第一侧壁6的至少一部分接触在通道的区域中(例如在驱动器件3,21的区域中)输送的流体4。此处仅仅在该部分区域中构造有导热结构26，从而可将在定子15的区域中生成的热经由导热结构26有针对性地给出到流体4处。
图8以侧视图示出了第三泵组件1。参照对于图1至7的实施方案。区别于第一和第二泵组件1，此处第二轴向通量电驱动器18在第一壳体2之外布置在第三壳体23中和第一壳体2的与第一侧壁6相对而置的第二侧壁19处。第二轴向通量电驱动器18与布置在第一壳体2中的第二驱动器件21的第二驱动轴20传递转矩地相连接，其中，第二驱动器件21是第二齿轮转子，其与用于输送流体4的第一齿轮转子啮合地布置。
图9以侧视图示出了第四泵组件1。参照对于图8的实施方案。区别于第三泵组件1，第二轴向通量电驱动器18与第一驱动轴5传递转矩地相连接。
图10以侧视图显示了第五泵组件1。参照对于图5至7的实施方案。区别于图5至7，定子13(即其部件，线圈15、芯和回环14)在径向方向24上布置在至少一个第一驱动器件3之外。在此，定子13(即线圈15、芯和回环14的部件中的至少一个)沿着轴向方向7与第一壳体2相叠地、此处与第一驱动轴5的至少一个轴承11(径向轴承、轴向轴承、滑动轴承、摩擦轴承)相叠地布置并且与至少一个第一驱动器件3相叠地布置。该优选的设计方案实现了泵组件1的特别紧凑的构建，其中，(仅仅)至少一个第一驱动器件3、第一侧壁6(连同例如作为第一侧壁6的组成部分的轴承11)和第一转子8沿着轴向方向7并排布置并且由此确定泵组件1沿着轴向方向7的结构尺寸。
图11以侧视图示出了第六泵组件1。参照对于图1至4的实施方案。区别于第一泵组件1，此处第一驱动轴5通过轴承11支承地布置在第一壳体2之外，其中，轴承11仅仅承担作用在轴向方向7上的力。此处因此径向轴承、即用于相对于在径向方向24上作用的力的支撑的轴承11不布置在第一壳体2之外。同样此处第一驱动轴5仅仅支承在第一壳体2中，从而在第一壳体2之外不需要用于另外需要的轴承11的结构空间。由此实现泵组件1的一种特别紧凑的实施方案。
附图标记列表
1泵组件
2第一壳体
3第一驱动器件
4流体
5第一驱动轴
6第一侧壁
7轴向方向
8第一转子
9第一轴向通量电驱动器
10容纳部
11轴承
12第二壳体
13定子
14回环
15线圈
16周向方向
17材料
18第二轴向通量电驱动器
19第二侧壁
20第二驱动轴
21第二驱动器件
22磁体
23第三壳体
24径向方向
25加热元件
26导热结构。