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CN102292544B - 马达泵单元 - Google Patents

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CN102292544B CN201080005493.8A CN201080005493A CN102292544B CN 102292544 B CN102292544 B CN 102292544B CN 201080005493 A CN201080005493 A CN 201080005493A CN 102292544 B CN102292544 B CN 102292544B
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Abstract

本发明涉及一种用于高压清洁设备的马达泵单元，该马达泵单元具有液体冷却的电动马达和泵，其中，该电动马达具有马达壳体，该马达壳体由冷却壳体包围来构成带有环形腔入口和环形腔出口的环形腔，其中，该泵具有与环形腔出口连接的吸入口和压出口，并且待由泵输送的液体可输入到环形腔入口。为了以如下方式改进该马达泵单元，即，使马达壳体具有小的壁厚并且尽管如此可以有效地通过大的面区域冷却，按照本发明提出：将马达壳体设计为一体式的深冲件，该马达壳体在前方的壳套区域中贴靠在电动马达的定子板上，并且在后方的壳套区域中与定子的后线圈头部间隔地布置，并且在后方的壳套区域中具有提高刚度的强化部，其中，前方和后方的壳套区域由环形腔包围。

Description

马达泵单元
技术领域
本发明涉及一种用于高压清洁设备的马达泵单元，该马达泵单元具有液体冷却的电动马达和泵，其中，电动马达具有呈罐状的马达壳体，该马达壳体由冷却壳体所包围来构成带有环形腔入口和环形腔出口的环形腔，并且其中，泵具有与环形腔出口连接的用于吸入液体的吸入口和用于排出液体的压出口，并且其中，待由泵输送的液体可输入到环形腔入口。
背景技术
这种马达泵单元由DE102007009394A1所公知。该马达泵单元使用在高压清洁设备中，在高压清洁设备中，优选为水的液体被加压并且随后通过压出口排出。高压软管可连接到压出口上，高压软管在其自由端上携带有例如喷枪或喷嘴。这提供了以下可能性，即，处在高压下的液体射流指向到物体上，例如以便对物体进行清洁。
借助电动马达实现泵的驱动，该电动马达由输送给泵的液体来冷却。对此，马达壳体由呈缸套状的冷却壳体所包围，其中，在马达壳体和冷却壳体之间构成环形腔，通过环形腔入口可以将液体输入到该环形腔。该液体可流经环形腔并且通过环形腔出口到达泵的吸入口，从而液体随后被加压。
在许多情况下，泵连接到公共的供水网上。在供水网中，液体处在几bar的例如3bar至10bar的输送压力下。这导致在环形腔内也存在着存在于供水网中的输送压力。这再度导致马达壳体由液体加载以明显的、在径向上向内指向的压力。马达壳体必须承受住这个压力。出于制造原因，该马达壳体无论如何都应具有尽可能小的壁厚。因此存在如下危险，即，如果该环形腔在马达壳体的在内侧上不由电动马达的定子支撑的区域上延伸，则马达壳体通过存在于环形腔中的液体压力而受损。可以克服这种危险，方法是：使环形腔仅在马达壳体的壳套的部分区域上延伸。但是这样会导致冷却效果受到限制。
发明内容
本发明的任务在于，以如下方式改进开头所提及种类的马达泵单元，以使得马达壳体具有尽可能小的壁厚，并且尽管如此可以有效地通过大的面区域得到冷却。
该任务在这种类型的马达泵单元中按照本发明以如下方式解决，即，将马达壳体设计为一体式的深冲件，该马达壳体在前方的壳套区域中贴靠在电动马达的定子板上，并且在后方的壳套区域中与定子的后线圈头部间隔地布置，并且在后方的壳套区域中具有提高刚度的强化部，其中，不仅前方的壳套区域而且后方的壳套区域都由环形腔包围。
按照本发明使用的马达壳体制造成一体式的深冲件，也就是说由相对较薄的板件通过深冲而成型。该深冲件具有壳套和底部，其中，该壳套实际上在其全长上由环形腔包围，由泵在压力下置入的液体引导流过该环形腔。在前方的壳套区域中，马达壳体贴靠在电动马达的定子板上并且由此在径向方向上得到支撑。然而，在后方的壳套区域中却缺少马达壳体的径向支撑，更确切地说，马达壳体在后方的壳套区域中与定子的通电的后线圈头部之间具有间隔。在该区域中，马达壳体具有提高刚度的强化部。这些强化部有效地克服了马达壳体的变形。因此，环形腔可以在马达的纵向方向上在马达壳体的整个壳套上延伸，从而确保非常良好的散热，而不存在马达壳体在后方的壳套区域中由于液体压力而变形的危险。
提高刚度的强化部例如可以构造成环形槽或滚花。然而，特别有利的是，该提高刚度的强化部构造为呈加强筋的形式。该加强筋有利地在电动马达的纵向方向上取向。这些加强筋在纵向方向上有利地在马达壳体整个后方的壳套区域上延伸，该后方的壳套区域与定子的后线圈头部间隔地布置。
有利的是，马达壳体在提高刚度的强化部的背向泵的一侧上构造有密封面，密封环密封地贴靠在该密封面上。该密封环在轴向方向上界定环形腔。因此，它优选地在短间距下连接到提高刚度的强化部上。
可以设置的是，马达壳体在强化部的背向泵的一侧上具有与马达轴同心地取向的突起部，该突起部构造有用于密封环的密封面。
贴靠在密封面上的密封环优选在径向上夹紧在马达壳体和冷却壳体之间。这简化了马达泵单元的装配。此外，可以通过在径向上加载密封环来补偿马达壳体和冷却壳体的与其同心度相关的制造公差。
有利的是，将冷却壳体设计为呈缸套状的合成材料件，该冷却壳体可在轴向方向上推移到马达壳体上，并且该冷却壳体在朝向泵的前方区域以及背向泵的后方区域中具有与马达轴同心地取向的呈缸套状的密封面，在这些密封面上分别贴靠有在径向方向上夹紧的用于密封环形腔的密封环。为了装配该马达泵单元，可以将由合成材料制成的冷却壳体在中间放置有前密封环和后密封环的情况下推移到马达壳体上。在这种情况下，沿着马达壳体的壳面构造有环形腔，该环形腔在轴向上由两个密封环密封。密封环的径向加载不仅简化了马达泵单元的装配，而且也如上阐释地实现了对马达壳体和冷却壳体与其同心性相关的制造公差的补偿。
冷却壳体在其背向泵的端部区域中有利地包括呈环形的突出部，该突出部限定出呈缸套状的、用于接触密封环的密封面。
特别有利的是，该突出部的密封面在径向方向上布置在与提高刚度的强化部的底部相等的高度上。
在本发明特别优选的实施方式中，在环形腔入口和/或在环形腔出口处布置有与马达轴平行地取向的螺纹接管，在冷却壳体推移到马达壳体上时，该螺纹接管与泵的驱动壳体的冷却流道可以液体密封地连接。由此，通过将冷却壳体推移到马达壳体上，由此同时也在环形腔入口和/或环形腔出口与驱动壳体的冷却流道之间制造出了液体密封的连接。提供至少一个冷却流道能够使有待由泵加压的液体也用于直接冷却驱动壳体。在这种情况下，能以简单的方式将冷却流道连接到环形腔入口或环形腔出口处，方法是：将冷却壳体在轴向方向上推移到马达壳体上。
有利的是，不仅环形腔入口而且环形腔出口都与驱动壳体的冷却流道连接。待输送的液体在这种设计方案中首先流过驱动壳体的第一冷却流道，然后通过环形腔入口进入到包围着马达壳体的环形腔中，并且通过环形腔出口和驱动壳体的连接在该环状腔出口上的第二冷却流道流向吸入口。该吸入口可以通过连接管道与环形腔出口连接。
附图说明
本发明优选实施方式的下列介绍结合详细阐释的附图来进行。其中
图1示出马达泵单元的部分剖开视图；
图2示出沿着图1中的线2-2的剖开视图；
图3示出图1中的马达泵单元的电动马达的马达壳体的侧视图；并且
图4示出图3中的马达壳体的透视示图。
具体实施方式
在图1中示意性地示出了按照本发明的马达泵单元10，该马达泵单元具有构造为异步马达的液体冷却的电动马达11以及由电动马达11驱动的泵12。电动马达11通常具有由定子15包围的转子14。定子15包括定子线圈16，这些线圈保持在定子板17上并且构成朝向泵12的前线圈头部18和背向泵12的后线圈头部19。
电动马达11具有呈罐状的马达壳体22，该马达壳体由板件通过深冲成型。该马达壳体包括圆柱形壳套23和底部24。在底部24中央成型有容纳部26，该容纳部容纳有马达轴29的第一轴承27。马达轴29的第二轴承31保持在轴承座33上，该轴承座成型在泵12的驱动壳体35上。
马达壳体22的壳套23利用前壳套区段37直接贴靠在定子板17上，并且在后壳套区段38中该马达壳体22以一定径向间距地围绕着定子15的后线圈头部19。在该区域中，马达壳体22在周向上具有相互间以均匀间距布置的多个提高刚度的、呈纵向加强筋40的形式的强化部。这些纵向加强筋40在背向泵的方向上延伸，直至呈弧形的过渡区域42，与马达轴29同心地取向的突起部44连接到该过渡区域上。该突起部构造成马达侧的呈缸套状的后密封面45，后密封环46贴靠在该后密封面上。底部24连接到该马达侧的后密封面45上。该底部在围绕着中央的容纳部26的呈环形的底部区段48中具有多个在径向上延伸的槽49，这些槽提高了马达壳体22的底部24的刚度。
马达壳体22在其朝向泵12的端侧上构成有向外伸出的环状法兰51，在马达侧上的呈缸套状的前密封面52朝向泵12地连接到该环状法兰上，前密封环53贴靠在该前密封面上。
马达壳体22在周向上被由合成材料制成的冷却壳体55包围，该冷却壳体构造为呈缸套状的并且在轴向方向上推移到马达壳体22上。冷却壳体55的与突起部44同心地取向的突出部57限定出冷却壳体55的与马达壳体22的后密封面45相对应的后密封面58。在后密封面45和58之间径向地夹紧了后密封环46。冷却壳体55的呈缸套状的前密封面59包围着马达壳体22的前密封面52。在密封面52和59之间径向地夹紧了前密封环53。在周向上包围马达壳体22的环形腔60在后密封环46和前密封环53之间的区域中延伸，液体可以通过环形腔入口61输入到该环形腔，并且液体可以从该环形腔中通过环形腔出口62流出。在环形腔入口61的上游布置有驱动壳体35的第一冷却流道64，并且驱动壳体35的第二冷却流道65在下游连接到环形腔出口62上。
这两个冷却流道64和65分别通过导热肋片66与驱动壳体35的底体68一体式地连接。由此，实现了从底体68到冷却流道64、65的特别良好的热传导。
底体68包围着保持在马达轴29上的带有摆动盘片71的摆动机构70。此外，底体包围着泵12的在端侧贴靠在摆动盘片71上的活塞73。在图中，活塞73为清晰起见而与摆动盘片71间隔地布置。然而，实际上活塞贴靠在摆动盘片71上并且由该摆动盘片驱动着来回运动。活塞73通常每次都以活塞的背向摆动盘片71的端部沉入到泵腔中，从而将液体基于活塞的来回运动从泵12的吸入口75吸入到泵腔中，并且在活塞73的压缩行程之后通过泵12的压出口76排出。
吸入口75通过管道装置80的连接管道78与驱动壳体35的第二冷却流道连接。除了连接管道78之外，管道装置80还具有导入件82，该导入件可以通过管接头84输入液体。有待由泵12加压的液体首先流过管接头84和导入件82以及第一冷却流道64，然后通过环形腔入口61进入到环形腔60中，在环形腔60内环流马达壳体22，并且通过环形腔出口62进入到第二冷却流道65中。液体从该第二冷却流道中通过连接管道78输入到吸入口75中，从而使该液体随后可由泵12加压。
在环形腔入口61和第一冷却流道64之间的液体密封的连接通过与第一冷却流道64平行取向的并且成型在环形腔入口61上的螺纹接管69实现，在冷却壳体55推移到马达壳体22上时，该螺纹接管沉入到第一冷却流道64中并且由密封环72包围。以相应的方式，借助成型到环形腔出口62上的螺纹接管74来实现在环形腔出口62与第二冷却流道65之间的液体密封的连接，该螺纹接管沉入第二冷却流道65中并且由密封环77包围。
流过冷却流道64和65以及环形腔60的液体接收了驱动壳体35和马达壳体22的废热。由此，有效地冷却了驱动壳体35和马达壳体22。
在许多情况下，将管接头84连接到处在压力下的供水网上。这导致流入到环形腔60中的液体已经处在几bar的压力下，例如，处在3bar至10bar的压力下。因此，实际上马达壳体22的包围在环形腔60的全长上的壳套23受到了不可小视的压力负载。在前壳套区段37的区域中，壳套23直接贴靠在定子板上并且由这些定子板可靠地支撑。然而，在后线圈头部19的区域中壳套23却不受到这种支撑。因此，在后壳套区段38中将提高刚度的纵向加强筋40成型到马达壳体中。已得到证明的是，由此，在长时间使用马达泵单元10的情况下，马达壳体22也可以可靠地承受住压力负载，如马达壳体通常处在公共供水网中那样。因此，该环形腔60可以在马达壳体22的壳套23的全长上延伸，而不是仅在通过定子板17而受到支撑的前壳套区段37上延伸。由此扩大的环形腔60引起了电动马达11的特别有效的冷却。此外，因为驱动壳体35和尤其是在该驱动壳体上的轴承座33以及摆动机构70也由所输送的液体冷却，所以按照本发明的马达泵单元10特征在于特别有效的冷却。即使当马达泵单元10由不带有进气开口和排气开口的壳体包围时，也不存在过热的危险。因此，该马达泵单元10尤其适合使用在高压清洁设备的防溅壳体中。

Claims (7)

1.用于高压清洁设备的马达泵单元，所述马达泵单元具有液体冷却的电动马达和泵，其中，所述电动马达具有呈罐状的马达壳体，所述马达壳体由冷却壳体包围来构成带有环形腔入口和环形腔出口的环形腔，并且其中，所述泵具有与所述环形腔出口连接的用于吸入液体的吸入口以及用于排出液体的压出口，并且其中，待由泵输送的所述液体能输入到所述环形腔入口，其特征在于，所述马达壳体(22)设计为一体式的深冲件，所述马达壳体在前方的壳套区域(37)中贴靠在所述电动马达(11)的定子板(17)上，并且在后方的壳套区域(38)中与定子(15)的后线圈头部(19)间隔地布置，并且在所述后方的壳套区域(38)中具有提高刚度的强化部(40)，其中，所述前方的壳套区域和所述后方的壳套区域(37、38)由所述环形腔(60)包围。
2.根据权利要求1所述的马达泵单元，其特征在于，提高刚度的所述强化部构造为在所述电动马达(11)的纵向上取向的加强筋(40)。
3.根据权利要求1或2所述的马达泵单元，其特征在于，所述马达壳体(22)在所述强化部(40)的背向所述泵(12)的侧上具有与马达轴(29)同心地取向的突起部(44)，所述突起部构造有用于密封环(46)的密封面(45)。
4.根据权利要求1所述的马达泵单元，其特征在于，所述冷却壳体(55)构造为呈缸套状的合成材料件，所述冷却壳体能在轴向方向上推移到所述马达壳体(22)上，并且所述冷却壳体在朝向所述泵的前方区域以及背向所述泵的后方区域中具有与所述马达轴(29)同心地取向的密封面(59、58)，在径向方向上夹紧的、用于密封所述环形腔(60)的密封环(53、46)分别贴靠在所述密封面上。
5.根据权利要求4所述的马达泵单元，其特征在于，所述冷却壳体(55)在其背向所述泵(12)的端部区域中具有呈环形的突出部(57)，所述突出部限定出缸套状的、用于接触密封环(46)的密封面(58)。
6.根据权利要求5所述的马达泵单元，其特征在于，所述突出部(57)的密封面(58)在径向方向上布置在与所述强化部(40)的底部相等的高度上。
7.根据权利要求4、5或6所述的马达泵单元，其特征在于，在所述环形腔入口(61)和/或在所述环形腔出口(62)上布置有与所述马达轴(29)平行地取向的螺纹接管(69、74)，在所述冷却壳体(55)推移到所述马达壳体(22)上时，所述螺纹接管与所述泵(12)的驱动壳体(35)的冷却流道(64、65)能够液体密封地连接。
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