[发明专利]流体泵

说明书

本发明涉及一种用于内燃机的流体泵，其具有一电机，该电机具有一设置在电机外壳内的转子和定子，其中，所述转子至少抗扭地设置在一驱动轴上，一固定在驱动轴上的工作轮，至少一个导向叶轮，该导向叶轮在要输送的流体的流动方向上设置在所述工作轮的后面，以及一围绕电机外壳、工作轮和导向叶轮的泵外壳，并且在该泵外壳上的两个轴向端部分别对置地设置一压力接管和一抽吸接管。

用于内燃机的流体泵尤其被用作冷却液回路中的冷却液泵。虽然在过去与电机的转速存在直接的关联，并且所述泵通过带传动或链传动驱动，但在更新的发动机中越来越多地使用转速可调的、带有缝隙管的电冷却液泵，以便实现现代的热管理。因此可以避免输送功率的过剩，从而可以，比如说在冷启动之后更快地加热内燃机。输送量可以根据实际需要的冷却功率调节。

例如MTZ Nr.112005年(872-877页)公开了一种这一类型的泵。这种电冷却液泵包括一作为驱动装置的EC-电机，并且具有一带有轴向入口和切向出口的泵头部。然而，在此使用的部件，并且尤其是外壳部分对泵的功率消耗来说太大，因此必须使用较大的驱动电机。

因此，US2002/0106290A1公开了一种半轴流式电流体泵，在电机的功率消耗相同时，使用这种半轴结构使该电机为达到更大的转速可被设计得更小，从而可以在更小的结构下达到相同的输送量。该电流体泵具有完全包封的电机，在所述电机的外侧设计有一导向叶轮。然而，在流动方向上看，在导向叶轮后面形成有防止与电子单元建立电接触的障碍。

在工作轮侧，整个电机通过密封件相对环境密封。在转动的部件上的这类密封到何种程度才算足够至少还有争议。

泵的外壳设计为两部分，并且具有不同的阶梯和用于电接触的通孔。根据所希望的最高输送量来开发不同的电机和外壳。

由于导向叶片较短，很可能无法实现完全没有涡旋的流动。此外，因用于电接触的通孔造成的压力损失也相当高，因此，相对电机的功率消耗的增益由于出现的压力损失而被部分削弱。

DE20201183U1公开了一种带有电机的轴流式泵，所述电机被一带有直的支撑肋的外壳部分包围，所述支撑肋用作导向叶轮。由于支撑肋设计为直的，因此压力损失非常高。此外，通过这种结构极有可能无法实现无涡旋的流动。

因此，本发明所要解决的技术问题是，以尽可能小的压力损失实现一没有涡旋的流出，并且在减小尺寸的同时提高效率。此外就是在使用相同的外壳部分时可以实现不同的最高输送功率。

该技术问题由此解决，即，压力侧的电机外壳部分具有一出口导流装置。通过该出口导流装置可以实现几乎完全无涡旋的流动，因此，流动速度的切向分量的动能以小的摩擦损失转化为压力能，这提高了流体泵的效率。因此，为了获得相同的输送量，也可以减小电机的尺寸。

在一种进一步发展的实施形式中，出口导流装置通过回导叶片形成，该回导叶片与压力侧的电机外壳部分一体地制造，并且构造在所述电机外壳部分的表面上，因此不需要其它的部件，并以小的能量损失保证了没有涡旋的流动。回导叶片用于无较高压力损失地将切向流动分量转化为轴向流动分量。效率被提高，且部件数目减少。

压力侧的电机外壳部分优选在流动方向上压缩地设计，并且被相应成型的压力侧的泵外壳部分包围。由此，回导叶片在其径向端部通过泵外壳限定边界，从而可靠地避免了叶片的溢流。

在压力侧的泵外壳部分设计一个槽是有利的，回导叶片的径向端部伸入所述槽中。这通过防止叶片的溢流再次减小了流动阻力，并且确定了电机外壳部分相对泵外壳部分的位置，因而再度避免了装配错误，因为所述槽在装配时用作导向槽。

在一种进一步发展的实施形式中，通过将所述压力侧的泵外壳部分推套到所述压力侧的电机外壳上，所述压力侧的电机外壳部分可在中间垫设有一密封件的情况下被推入一轴向毗邻的电机外壳部分的容纳孔中，其中，通过将所述压力侧的泵外壳部分固定在一相对所述轴向毗邻的电机外壳部分位于径向外部的泵外壳部分上来固定所述压力侧的电机外壳部分。相应地，不必使用固定元件来固定压力侧的电机外壳部分。仅通过泵外壳的固定就能保证电机外壳密封地固定，从而降低装配费用。

压力侧的泵外壳部分优选具有一法兰，流体泵可通过该法兰固定在内燃 机上。由于泵外壳部分的简单性，压力接管可与所述法兰一体地制造，因此，流体泵可以不用附加的中间导管例如直接法兰连接固定在电机外壳上。