泵装置的制作方法

本发明涉及一种泵装置，其至少包括布置在共同的壳体中的泵和用于该泵的驱动单元。驱动单元是轴流式电驱动器，其包括与壳体抗扭地连接的定子以及以能相对壳体转动的方式布置的转子。转子形成了泵的外部的输送器件并且在内圆周面处具有第一输送轮廓(例如第一制齿部或叶片泵的叶片)，其中，沿径向在转子内布置有泵的内部的输送器件，该内部的输送器件在外圆周面处具有第二输送轮廓(例如第二制齿部或柱筒形的外圆周面)，第二输送轮廓与第一输送轮廓配合作用以输送流体和必要时(在制齿部的情况下)通过转子驱动内部的输送器件。

背景技术：

1、在公知的泵实施方案中，泵的转子布置在轴上，该轴从泵装置的壳体导引出来。

2、泵装置例如由de 10 2015 207 748 a1公知。在那里说明了一种用电动马达驱动的流体泵。在此，流体泵的泵转子与电动马达联接。电动马达是轴流式电动马达，该轴流式电动马达的电动马达转子也是泵转子或者驱动泵转子。泵转子和电动马达转子安装在共同的壳体中，在该壳体中，泵转子和电动马达转子圆盘形地集成为组合式转子地转动，其中，共同的壳体具有到组合式转子的流体流入部和流体流出部。泵室或流体输送室封闭地布置在共同的壳体中并且在轴向沿着旋转轴线进行到泵室的流体流入以及流体流出。

3、由de 10 2017 113 825 a1已知一种泵装置，该泵装置包括布置在共同的壳体中的至少一个泵和用于该泵的驱动单元。驱动单元是轴流式电驱动器，其包括与壳体抗扭地连接的定子以及以能相对壳体转动的方式布置的转子。转子形成了泵的外部的输送器件，其中，沿径向在转子内布置有泵的内部的输送器件，该内部的输送器件与第一输送轮廓配合作用以输送流体和必要时(在制齿部的情况下)通过转子驱动内部的输送器件。内部的输送器件布置在套筒上。没有设置外部的输送器件的和转子的机械的支承结构。为了设定尽可能无泄漏的运行，包围转子的侧壁经由牵引器件根据彼此间的特定的间距进行设定。

技术实现思路

1、一直需要进一步简化这种泵并且为了运行而将这种泵设计得结实耐用和耐久。尤其应当建议一种紧凑的泵装置，其能尽可能简单的制造并且能尽量无磨损地运行。

2、带有权利要求1的特征的一种泵装置有助于解决该任务。有利的扩展设计方案是从属权利要求的主题。在权利要求中逐个提及的特征能以技术合理的方式相互组合并且可以通过所阐释的事实由说明书和/或附图的细节加以补充，其中，示出了本发明的另外的实施变型方案。

3、建议了一种泵装置，其至少包括布置在共同的壳体中的具有压力侧和抽吸侧的泵以及用于该泵的驱动单元。驱动单元是轴流式电驱动器，其包括(正好)一个与壳体抗扭地连接的定子以及(正好)一个以能相对壳体转动的方式布置的转子。转子用第一端侧与定子或与定子侧的壳体(即包围定子的壳体)沿轴向对置地布置并且形成了泵的外部的输送器件。外部的输送器件在内圆周面处具有第一输送轮廓。沿径向在转子内布置有泵的内部的输送器件，该内部的输送器件在外圆周面处具有第二输送轮廓，该第二输送轮廓与第一输送轮廓配合作用以输送流体。输送器件与第一端侧间隔开布置。内部的输送器件支承在与壳体抗扭地连接的定心元件上。至少转子和外部的输送器件设置用于，仅通过经由泵输送的流体(以能相对泵装置的其它部件转动的方式)支承。至少在第一端侧和定子(或定子侧的壳体)之间布置有第一流体导引结构并且与压力侧连接，因而在泵装置的运行中在第一端侧和定子(或定子侧的壳体)之间通过流体能建立起间隙。

4、电驱动器通常包括彼此同轴布置的定子和转子。转子在此称为永磁体的载体，定子则具有线圈装置。在轴流式马达中，转子和定子尤其沿着轴向前后相继地布置。在此，将不同地磁化的磁体沿着圆周方向交替地布置在转子上。

5、定子的线圈装置具有例如由smc制成的芯，它们被载流绕组包围。每个芯可以是一个元件，当电流通过围绕芯的载流绕组时，该元件布置成会被磁化。载流绕组可以设计成线圈。

6、smc尤其由彼此电绝缘的铁粉小颗粒形成。smc部件在交变电场中的铁损耗通常低。因此在这方面似乎值得期望的是，至少部分取代最为频繁使用的钢层(钢板或电工钢板)地在电机中使用smc。为了形成smc制成的部件，颗粒被压实并且硬化。smc材料在此并没有烧结。更确切地说，发生了到低于熔点的回火，但其足以使材料持久地保持规定的几何形状。

7、电驱动器的转子例如在留空部中可以具有永磁体或软磁元件。因此用永磁体可以形成永久励磁的同步或无刷直流马达作为电驱动器，简称bldc，用软磁元件则可以例如创造出一种磁阻马达作为轴向、径向或横向设计的电动马达。

8、转子和定子共同形成了特别是泵装置的驱动单元。

9、转子在内圆周面处具有第一输送轮廓(例如第一制齿部)，内部的输送器件通过该第一输送轮廓与布置在内部的输送器件的外圆周面处的第二输送轮廓(例如第二制齿部)配合作用以输送流体。在输送轮廓构造成制齿部时，内部的输送器件通过外部的输送器件被驱动。

10、不需要例如通过内部的输送器件的轴线来自己驱动内部的输送器件。转子和内部的输送器件尤其共同形成了泵装置的泵，泵将流体从抽吸侧或低压侧(流体入口)朝着压力侧或高压侧(流体出口)输送。

11、适用于这种泵装置的例如有摆线泵和内齿轮泵(也称为新月形齿轮泵)。两种泵类型的出众之处在于具有制齿部的平行的、但在径向彼此间隔开布置的转动轴线的转子(内部的输送器件和外部的输送器件)。由于彼此嵌接的制齿部，其中一个输送器件的驱动是通过驱动另一个输送器件完成的。

12、同样可以使用叶片泵和滚子叶片泵作为泵装置，其中，外部的输送器件包括能相对转动轴线沿径向移动的叶片或滚子作为第一输送轮廓。第二输送轮廓例如由内部的输送器件的与叶片或滚子配合作用的柱筒形的外圆周面形成。

13、转子和输送器件尤其滑动支承地布置。在泵装置运行中，在滑动支承结构中、特别是在相对轴向作用的支承结构中，形成了流体膜，该流体膜减小了在不同地运动的构件之间的摩擦。

14、转子尤其和外部的输送器件一起特别是设计成没有轴或者相对径向未受支承地或仅滑动支承地布置。

15、在轴流式电驱动器运行中，沿轴向出现了力，这些力促使转子沿轴向被吸引到定子上。在此处为紧凑的泵装置所建议的带有仅一个定子的实施方案中，这些力可能导致转动的转子接触定子或包围定子的壳体。这个问题在转子没有布置在轴上或者相对径向未受支承地布置的泵装置中还被加剧，因为无轴的转子在运行中很容易倾斜。在转子的也仅稍微弯斜的布置中(转子的端侧通常情况下不能真正垂直于旋转轴线地制造)，可能出现转子和壳体或定子之间的仅局部的接触。在此可以通过转子对壳体或定子产生剥除材料的作用，由于这会对泵装置造成永久性损伤并且明显降低其使用寿命。

16、在当前的泵装置中，转子的倾斜另外特别是通过转子的用作相对轴向的轴承的面的尽可能大的直径而被阻止或减少。

17、在此建议，在转子的第一端侧和定子或定子侧的壳体之间布置有流体导引结构并且该流体导引结构与压力侧连接，因而在泵装置运行中在第一端侧和定子或定子侧的壳体之间可以通过流体建立间隙。流体的通过泵装置在压力侧设定的压力在此用于，设定和保持在第一端侧和定子或壳体之间的沿着轴向的间距。

18、在电磁的转子部分(磁体)和电磁的定子部分之间的间距尤其为约0.5mm并且特别是没有明显受到流体的影响。在泵装置运行时在转子和定子或定子侧的壳体之间由于流体而产生并且形成了间隙的间距，尤其仅设置用于，防止在构件之间的摩擦，从而防止磨损。所述间隙，即由流体形成的间距，尤其明显小于转子和定子的电磁的部件之间的间距。

19、第一流体导引结构尤其包括通道结构，通道结构至少构造在形成间隙的表面上。这些表面至少由转子的第一端侧并且通过定子的或壳体的与该第一端侧对置的壁形成。特别是不存在有恒定的间隙尺寸的间隙，而是间隙尺寸会由于在至少一个表面上设计的通道结构而局部变化。流体可以通过所述通道结构特别是至少沿着径向通过间隙地(并且越过间隙地)输送。在此特别是提供至少一个用于流体的流动通道，流体沿该流动通道通过间隙地(并且越过间隙地)输送。

20、流体尤其应当基本上输送到间隙中，以便在那里减小在构件之间的摩擦。超出间隙地输送流体尤其只是一种为了将流体输送到间隙中而在技术上必不可少的弊病。流体尤其不应有针对性地输送到间隙外，而是要将这种内部的泄漏保持在尽可能少。

21、特别是沿着第一流体导引结构的延伸部分或者沿着间隙中的通道结构提供流体的一种基本上恒定不变的压力。因此尤其不存在沿着第一流体导引结构的或者沿着通道结构的流动通道的节流区段，所述节流区段造成了逐渐的或连续的压力下降。在此，在通道结构的不同的流动通道之间完全有可能存在经节流的压力。

22、尤其这样来设计泵装置，使得通过在压力侧处在泵装置运行中产生的流体压力来(正好)补偿在定子和转子之间作用的轴向力。必要时可以通过(能调节的或恒定不变的)节流阀来设定在转子和定子之间的间隙中存在的流体压力。

23、转子尤其在面朝定子的第一端侧和对置布置的第二端侧之间沿着轴向延伸经过第一宽度，其中，第一输送轮廓和第二输送轮廓分别延伸经过较小的第二宽度。输送轮廓尤其具有相同的宽度，因而内部的输送器件和外部的输送器件的端侧可以沿着径向彼此齐平地布置。

24、第二输送轮廓尤其与第一输送轮廓配合作用以驱动内部的输送器件，其中，内部的输送器件以能转动的方式支承在定心元件上。在此，内部的输送器件也仅通过经由泵输送的流体支承。

25、在转子和定子之间的间隙尤其仅由转子的第一端侧形成并且不是由外部的或内部的输送器件形成。输送器件沿着轴向与第一端侧间隔开地布置。输送器件尤其延伸至转子的第二端侧。转子因此尤其构造成圆盘形。第一流体导引结构因此可以布置在一个大的面上，因而用流体可以在所述大的面上补偿在电驱动器的运行中产生的大的轴向力。

26、壳体尤其在转子的与第一端侧对置布置的第二端侧处具有与泵装置的压力侧连接的压力管线。第一流体导引结构尤其(仅)通过定心元件和/或通过输送轮廓与压力管线连接。

27、流体尤其从压力管线起(仅)通过定心元件朝着第一流体导引结构输送。

28、转子尤其具有(仅)一个至少沿轴向延伸的贯通开口，流体通过该贯通开口从压力管线起或者从压力侧起朝着第一流体导引结构输送。贯通开口尤其具有最大的开口横截面，该开口横截面具有转子的第一端侧的面积的最多2％、优选最多1％、特别优选最多0.5％。

29、第一流体导引结构尤其(仅)通过至少一个贯通开口与压力管线连接。

30、内部的输送器件尤其以能转动的方式支承在定心元件的第一外部的圆周面上，其中，第二流体导引结构为了将压力管线与第一流体导引结构连接起来而至少部分构造在第一外部的圆周面上。因此尤其可以形成内部的输送器件在定心元件上的动液压的或静液压的支承。

31、第二流体导引结构尤其按照第一流体导引结构的类型构造，其中，第二流体导引结构设置用于在定心元件和内部的输送器件之间产生平行于转动轴线延伸的间隙。

32、壳体尤其在转子的与第一端侧对置布置的第二端侧处具有与抽吸侧连接的抽吸管线。尤其通过转子的第二外圆周面完成流体从第一流体导引结构到抽吸管线的会被称为泄漏的传送。这种泄漏尤其用于润滑转子和壳体的彼此对置的表面。

33、用所述泵装置可以将流体通过输送轮廓从抽吸管线朝着压力管线输送。用于润滑和支承部件并且用于确保间隙的流体量可以至少部分(作为泄漏)从压力侧经由间隙地朝着抽吸侧(返回)流动。

34、流体尤其从压力侧起经由定心元件和经由第二流体导引结构以及经由贯通开口朝着转子的第一端侧输送。流体尤其(然后但特别是仅作为泄漏)沿着在第一端侧和定子之间的间隙并且至少沿着径向越过间隙地向外输送。流体(然后)通过转子的第二外圆周面(即在壳体和转子之间)朝着第二端侧并且朝着布置在那里的抽吸侧流动。

35、转子和外部的输送器件尤其设计成由两部分构成、优选由两部分、即彼此分开地制成。转子和外部的输送器件尤其彼此抗扭地连接。所述连接可以例如通过连接元件建立，例如通过定位销、螺旋结构等。

36、泵装置的至少在泵装置运行中旋转的构件(转子、外部的输送器件、内部的输送器件)，尤其相对泵装置的固定不动的构件(壳体、定子、定心元件)无接触地布置。至少在泵装置的运行中尤其不会在泵装置的旋转的构件和泵装置的固定不动的构件之间存在机械的接触。

37、所有旋转的构件尤其均在流体中运行。尤其通过流体防止在泵装置的旋转的构件和泵装置的固定不动的构件之间的接触或者确保了无接触的布置。

38、尤其可以软化(aufweichen)否则的话要高精度地制造的构件的公差，因而可以降低制造泵装置的成本。在转动轴线和第一端侧之间一般需要的垂直度在此尤其以较小的精度实现，因为在转子和壳体或定子之间的间隙通过流体得以保证。

39、在这种泵装置中，转子的端侧的平行度是要极为精确实施的剩余的重要的公差。这些都可以更为利于成本地制造(例如通过双盘研磨)。

40、至少转子尤其通过粉末冶金法制造的。至少定子尤其通过粉末冶金法制造。转子尤其也通过烧结制造。

41、优选的是，泵

42、-是摆线泵或内齿轮泵(也称为新月形齿轮泵)并且第一输送轮廓是第一制齿部以及第二输送轮廓是第二制齿部，其中，制齿部具有彼此不同的齿数；或者

43、-是叶片泵或滚子叶片泵；

44、其中，转子的第一转动轴线和内部的输送器件的第二转动轴线彼此平行并且沿径向彼此间隔开地布置。

45、泵装置尤其仅具有静态密封结构，即仅布置在抗扭布置的部件之间的密封结构。因此可以通过仅静态的密封结构就确保了安全的和持久的密封。

46、泵装置尤其具有下列运行参数：

47、-以瓦为单位的标称功耗：0到2000；优选50到200；

48、-以巴为单位的标称的最大运行压力：0至100；优选4至12；

49、-以升/分钟为单位的体积功率：0到50；优选3到12；

50、-转子的以转/分钟为单位的转速：0至7000；优选1000至4000。

51、在转子的第一端侧(特别是不在磁体的范围内)和壳体或定子之间的间隙，即特别是形成了滑动轴承的间隙或由第一流体导引结构形成的间隙，在泵装置运行中尤为至少为0.003mm、优选最多为0.1mm、特别优选最多为0.05mm或者甚至最多为0.01mm。

52、在磁体和壳体或定子之间的间隙尤其至少为0.2mm、优选至少为0.3mm。间隙在这个范围内最多为1.5mm、特别优选最多为1.0mm、特别是0.3至0.7mm。

53、不定冠词(“一”、“一个”、“一种”)的使用，特别是在权利要求中和再现这些权利要求的说明书中，因此不能理解为是数词。因此可以这样来理解伴随这些不定冠词所引入的术语或部件，即，这些术语或部件至少出现一次，但尤其也可以多次出现。

54、谨慎起见，要注意的是，在此所使用的数词(“第一”、“第二”、…)主要(仅)用于区分多个相同的对象、参量或过程，即特别是不预定这些对象、参量或过程的相互关系和/或顺序。如果需要相互关系和/或顺序，那么这会在此明确说明或者在研究具体说明的设计方案中对本领域技术人员而言显而易见。倘若构件可以出现多次(“至少一次”)，那么对这些构件中的其中一个构件的说明同样适用于这些构件的全部或一部分，但这并不是强制性。