專利名稱：具有集成的電子整流的直流電機(jī)的泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有集成的電子整流的直流電機(jī)(2)的泵(1)，該直流電機(jī)具有布置在潮濕空間內(nèi)的永磁的內(nèi)轉(zhuǎn)子，該內(nèi)轉(zhuǎn)子與離心泵葉輪(22)形成緊湊的泵轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)單元(3);布置在干燥空間(4)內(nèi)的齒式電極定子(9)，該齒式電極定子包括由軟磁性原料制成的齒式電極板材(6)、環(huán)形的繞組(12)和裝配到齒式電極板材(6)上的并且圍繞繞組
(12)布置的軟磁性的返回環(huán)(13);和將干燥空間與潮濕空間(5)分隔的隔離罐(10)。
背景技術(shù)：
由DE 102006021246A1公知了類屬的泵，該泵設(shè)有如下齒式電極定子，S卩，該齒式電極定子由兩個(gè)具有相互嵌接的、形成反向的電極的、與軸平行的齒的齒式電極板材組成。 因?yàn)辇X式電極板材分別由唯一的軟磁性板材形成，所以定子特別是在軸向定子端部的區(qū)域內(nèi)在較高的施加在繞組上的電壓的情況下陷入飽和狀態(tài)中，由此限定了泵的有效功率。齒式電極定子以簡(jiǎn)單的可制造性、微小的重量和穩(wěn)固性為特征，因此在很多情況中尤其是作為輔助水泵使用在機(jī)動(dòng)車(chē)輛中時(shí)均不考慮具有大量的單個(gè)電極繞組和板材式的定子組的電樞定子。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是描述如下泵，S卩，利用該泵能夠達(dá)到比用傳統(tǒng)的齒式電極定子更高的效率和功率并且在此也能夠基本上保留它們的優(yōu)點(diǎn)，尤其是微小的重量、簡(jiǎn)單的構(gòu)建進(jìn)而經(jīng)濟(jì)的可制造性和穩(wěn)固性。根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求I的特征來(lái)解決。通過(guò)四個(gè)齒式電極板材增大了軟磁性電極的橫截面，這些電極由此能夠接收更大的磁通?；镜臉?gòu)建相對(duì)于經(jīng)證明的實(shí)施僅不重要地進(jìn)行了改變。此外，泵由唯一的定子線圈來(lái)驅(qū)動(dòng)是可行的。重量能夠通過(guò)齒式電極的不同的長(zhǎng)度來(lái)節(jié)省而不改變基本的構(gòu)建。通過(guò)長(zhǎng)的齒式電極使得較大的電極面積能夠使用。達(dá)到的較高的功率表明在這里必不可少的較高的制造費(fèi)用是合理的。較短的齒式電極能夠利用傳統(tǒng)的在經(jīng)濟(jì)上非常有利的方法即通過(guò)板材的沖壓和板材平面的彎折來(lái)制造。通過(guò)在過(guò)渡區(qū)域內(nèi)的相同的半徑，兩個(gè)齒式電極板材之間在那里保留了微小的自由空間，由此確保這兩個(gè)齒式電極板材能夠始終緊密地相互貼靠。本發(fā)明的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中示出。因?yàn)閺较蚋舆h(yuǎn)離泵轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)單元地布置的齒式電極(77、77’)在與軸平行的方向上的長(zhǎng)度比同一內(nèi)切圓的半徑小，所以能夠在較高效率的情況下同時(shí)限定較短的齒式電極的附加重量。示出如下，即，具有較長(zhǎng)的齒式電極的40%至75%之間的齒式電極面積和/或30%至60%的長(zhǎng)度的較短的齒式電極滿足所提到的前提條件。能夠具有優(yōu)點(diǎn)的是選擇比較長(zhǎng)的齒式電極的板材厚度更小的較短的齒式電極的板材厚度，當(dāng)由此能夠得到所需的功率時(shí)。由此，通過(guò)這種方法進(jìn)一步節(jié)省了重量并且還使制造變得更經(jīng)濟(jì)。
為了保持定子中的渦流損耗盡可能地小，提出如下，S卩，齒式電極板材的相互貼靠的面設(shè)有絕緣層。這里適合的是常用的油漆層，如它們?cè)诎宀慕M中也是常用的。在磁路中上下疊放的板材會(huì)發(fā)生如下振動(dòng)，該振動(dòng)引起不舒服的噪聲。為了避免或至少明顯地抑制這種效應(yīng)而設(shè)置如下，即，齒式電極板材的齒式電極在預(yù)裝配的狀態(tài)下以微小的程度錐狀地變形，只要在彈性范圍內(nèi)返回至與軸平行是可能的并且變形的齒式電極在裝配的狀態(tài)下至少部分地返回到與軸平行的方向上并且在這個(gè)位置上與相鄰的同極性的齒式電極在機(jī)械預(yù)張力的作用下連接。機(jī)械預(yù)張力阻止齒式電極自由振動(dòng)進(jìn)而阻止產(chǎn)生噪音。額外地，還能夠通過(guò)螺紋接套連接(Vernippelung)、粘接或點(diǎn)焊接來(lái)加強(qiáng)固定。通過(guò)齒式電極板材的接合來(lái)相互建立機(jī)械預(yù)張力也是可行的。因?yàn)榫哂休^長(zhǎng)的齒式電極的齒式電極板材通常接收較大的磁通，所以重要的是磁路經(jīng)由所述板材利用磁性返回盡可能無(wú)損耗地閉合。因此，為了保持允差造成的氣隙盡可能微小，帶有較短的齒式電極的齒式電極的環(huán)比帶有較長(zhǎng)的齒式電極的齒式電極的環(huán)具有略小的外直徑。為此，小于O. Imm的直徑差別是足夠的。因此確保了返回環(huán)優(yōu)選貼靠在具有較大直徑和較大磁通的環(huán)上。 為了改進(jìn)定子單元的穩(wěn)固性和最小化機(jī)體聲音傳輸而設(shè)置如下，即，至少在齒式電極板材的環(huán)(8、8’)上在背離繞組的側(cè)上接有塑料模體(14)，該塑料模體具有用于電路板(16)和絕緣刺破式連接件(Klemmschneidverbinder) (18)的接收機(jī)構(gòu)(15、17),其中，塑料模體(14)通過(guò)注塑包封制造并且至少部分地包圍和固定四個(gè)齒式電極板材(6、6’、66、66’)，定子由此形成緊湊的環(huán)體，該環(huán)體僅經(jīng)由肋形的和/或榫形的區(qū)域牢固地貼靠在隔離管上。


下面借助附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡釋。其中，圖I示出由兩個(gè)不同的齒式電極板材組成的部分定子芯；圖2示出由兩個(gè)圖I的部分定子芯組合而成的定子芯；圖3以另一種透視方式示出兩個(gè)部分定子芯的另外的圖示；圖4示出根據(jù)權(quán)利要求I的齒式電極板材的另外的圖示；圖5以另一種透視方式示出圖4的圖示；圖6示出泵的截面視圖；圖7示出齒式電極板材的細(xì)節(jié)視圖；圖8示出機(jī)體聲音最小化的定子接收件；圖9示出泵的部件的分解圖；圖10示出泵的其他分解圖示。
具體實(shí)施例方式圖I、圖4和圖5不出由兩個(gè)不同的齒式電極板材6、66構(gòu)建的部分定子芯26。齒式電極板材6、66的差別基本上在于齒式電極7、77的內(nèi)切圓的不同的半徑。這兩個(gè)齒式電極板材6、66具有環(huán)8、88，齒式電極由該環(huán)經(jīng)由彎曲半徑R1、R2 (圖7)彎折90°并且平行于泵軸線11地分布。在本示例中，齒式電極7、77在它們的基本形狀上是梯形的。齒式電極7、77分別具有相同的極性。兩個(gè)環(huán)8、88以及齒式電極7、77均大面積地相互貼靠。齒式電極7、77平行于中心的泵軸線11地指向。圖2和圖3示出由兩個(gè)部分定子26、26’組合而成的定子芯，在該定子芯中分別梯形地構(gòu)造的齒式電極7、7’、77、77’在保留氣隙的情況下相互嵌接并且因此在周面上交錯(cuò)地形成北極或南極。這兩個(gè)部分定子芯通過(guò)凹部27來(lái)區(qū)分，所述凹部用作繞組連接的缺口并且用作防扭轉(zhuǎn)裝置。圖6示出穿過(guò)泵和集成的電子整流的直流電機(jī)的截面圖，該直流電機(jī)具有由齒式電極7、77和環(huán)8、88組成的定子板材6、66，其中，這些定子板材嵌入在塑料模體14中，該塑料模體通過(guò)齒式電極板材的注塑包封制造而成。塑料模體是獨(dú)立的構(gòu)件，該構(gòu)件用作繞組12的線圈體。塑料模體14與繞組和返回環(huán)13 —起形成齒式電極定子9，該返回環(huán)通過(guò)返回環(huán)13的部分區(qū)域的變形與齒式電極板材6、66的環(huán)8、88牢固地連接。齒式電極定子9通過(guò)機(jī)械的接收機(jī)構(gòu)15承載電路板16，該電路板在一側(cè)與繞組12的端部電連接并且在另一側(cè)經(jīng)由導(dǎo)片31與插頭30 (圖9、10)電連接。齒式電極定子9圍繞隔離罐10布置并且·與其力鎖合地連接。電機(jī)殼體20與隔離罐10 —起形成干燥空間4，在該干燥空間中液密地容納有齒式電極定子9。永磁的泵轉(zhuǎn)子單元3位于隔離罐10內(nèi)部，該泵轉(zhuǎn)子單元由電機(jī)區(qū)段和泵區(qū)段組成。電機(jī)區(qū)段徑向地布置在齒式電極7、77內(nèi)部并且具有永磁環(huán)，由塑料粘結(jié)的磁性材料制成的該永磁環(huán)與離心泵葉輪22和支承桿一起成形。泵轉(zhuǎn)子單元3支承在軸29上，該軸在一側(cè)緊固在隔離罐10的底部28中并且在另一側(cè)緊固在泵殼體中。泵轉(zhuǎn)子單元3處于潮濕空間5中，該潮濕空間由泵殼體23和隔離罐10界定。泵殼體包括軸對(duì)稱的吸入噴嘴24和壓出噴嘴25 (圖8),該壓出噴嘴相對(duì)泵軸線11徑向地分布。泵轉(zhuǎn)子單兀的永磁鐵也能夠由燒結(jié)的鐵素體材料、塑料粘結(jié)的鐵素體材料、塑料粘結(jié)的稀土材料或壓制的稀土材料組成。環(huán)磁鐵能夠由節(jié)段組合而成，附加地也能夠利用塑料材料注塑包封或由金屬環(huán)圍繞。此外，泵轉(zhuǎn)子單元也能夠設(shè)有軟磁性的返回環(huán)。圖7示出環(huán)8、88與齒式電極7、77之間的過(guò)渡區(qū)域內(nèi)的齒式電極板材6、66，該過(guò)渡區(qū)域通過(guò)半徑Rl、R2標(biāo)明。半徑Rl和R2是一樣大的或至少是相同數(shù)量級(jí)的。圖8示出齒式電極定子9如何安裝在隔離罐10上和電機(jī)殼體20中。隔離罐10和三個(gè)與軸平行的肋形件19是一體的，齒式電極定子9壓裝到所述肋形件上。電機(jī)殼體20和五個(gè)與軸平行的肋形件21是一體的，電機(jī)殼體經(jīng)由所述肋形件張緊地套裝在齒式電極定子9上。肋形件用于如下，即，由泵轉(zhuǎn)子單元產(chǎn)生的噪聲僅以限定的程度傳輸?shù)诫姍C(jī)殼體上。圖9示出分解圖，其包括泵殼體23、隔離罐10、帶有繞組12的齒式電極定子9、經(jīng)由接收機(jī)構(gòu)15緊固在該齒式電極定子上的電路板16、用于絕緣刺破式連接件18的接收機(jī)構(gòu)17和與電路板16電連接的絕緣刺破式連接件18 (圖示中沒(méi)有返回環(huán))以及具有插頭30的電機(jī)殼體20。圖10示出泵的殼體部件的其他分解圖，其包括具有吸入噴嘴24和壓出噴嘴25的泵殼體23、具有底部28的隔離罐和電機(jī)殼體20。附圖標(biāo)記列表I泵2直流電機(jī)
3泵轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)單元4干燥空間5潮濕空間6、66、6’、66’ 齒式電極板材7、77、7’、77’ 齒式電極8、88、8，、88， 環(huán)9齒式電極定子10隔離罐11泵軸線12繞組13返回環(huán)14塑料模體 15用于電路板的接收機(jī)構(gòu)16電路板17用于絕緣刺破式連接件的接收機(jī)構(gòu)18絕緣刺破式連接件19肋形的區(qū)域20電機(jī)殼體21肋形件22離心泵葉輪23泵殼體24吸入噴嘴25壓出噴嘴26、26’部分定子芯27凹部28隔離罐的底部29軸30插頭31導(dǎo)片
權(quán)利要求
1.具有集成的電子整流的直流電機(jī)(2)的泵(1)，該直流電機(jī)具有布置在潮濕空間內(nèi)的永磁的內(nèi)轉(zhuǎn)子，該內(nèi)轉(zhuǎn)子與離心泵葉輪(22)形成緊湊的泵轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)單元(3);布置在干燥空間(4)內(nèi)的齒式電極定子(9)，該齒式電極定子包括由軟磁性原料制成的齒式電極板材(6、6’)、環(huán)形的繞組(12)和裝配到所述齒式電極板材(6、6’)上的并且圍繞所述繞組(12)布置的軟磁性的返回環(huán)(13);和將干燥空間與潮濕空間(5)分隔的隔離罐(10)，其特征在于下面的特點(diǎn)的組合 a)所述齒式電極定子(9)具有四個(gè)齒式電極板材(6、66)，這些齒式電極板材分別包括多個(gè)平行于泵軸線(11)延伸的并且聯(lián)接到與泵軸線成直角布置的環(huán)(8、88)上的齒式電極(7,77)； b)兩個(gè)相同極性的齒式電極板材(6、66)和兩個(gè)相反極性的齒式電極板材(6’、66’)與同一繞組一起作用； c)所述相同極性的齒式電極板材以及所述相反極性的齒式電極板材分別由兩個(gè)不同地構(gòu)造的相互嵌套的齒式電極板材(6、66、6’、66’)組成，從而兩個(gè)相同極性的齒式電極板材的齒式電極(7、77、7’、77’)徑向不同距離地遠(yuǎn)離所述泵轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)單元但卻布置在同一角度扇區(qū)內(nèi)，其中，徑向的差別與更接近所述泵轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)單元的齒式電極的板材厚度相應(yīng)； d)徑向更接近所述泵轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)單元布置的齒式電極(7、7’)在與軸平行的方向上的長(zhǎng)度比由這些齒式電極(7、7’)限定的內(nèi)切圓的半徑大； e)所述相互嵌套的齒式電極板材(6、66或者6’、66’)在所述環(huán)(8、88或者8’、88’)與所述齒式電極(7、77或者7’、77’)之間的過(guò)渡區(qū)域內(nèi)的彎曲半徑(R1、R2)至少是近似相等的，從而在過(guò)渡區(qū)域中所述齒式電極板材(6、66或者6’、66’)之間產(chǎn)生間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的泵，其特征在于，徑向更加遠(yuǎn)離所述泵轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)單元布置的齒式電極(77、77’)在與軸平行的方向上的長(zhǎng)度比同一內(nèi)切圓的半徑小。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的泵，其特征在于，較短的齒式電極(77、77’)的電極面積為較長(zhǎng)的齒式電極(7、7’)的電極面積的30%至100%之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的泵，其特征在于，較短的齒式電極(77、77’)的電極面積為較長(zhǎng)的齒式電極(7、7’)的電極面積的40%至75%之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的泵，其特征在于，較短的齒式電極(77、77’)平行于泵軸線的長(zhǎng)度是較長(zhǎng)的齒式電極(7、7’ )的長(zhǎng)度的30%至100%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的泵，其特征在于，較短的齒式電極(77、77’)平行于泵軸線的長(zhǎng)度是較長(zhǎng)的齒式電極(7、7’)的長(zhǎng)度的30%至60%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的泵，其特征在于，具有較短的齒式電極(77、77’ )的齒式電極板材(66、66’)的板材厚度小于或等于具有較長(zhǎng)的齒式電極(7、7’)的齒式電極板材(6、6’)的板材厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的泵，其特征在于，所述具有較短的齒式電極(77、77’)的齒式電極板材(66、66’)的板材厚度比所述具有較長(zhǎng)的齒式電極(7、7’ )的齒式電極板材(6、6’)的板材厚度小。
9.根據(jù)至少一個(gè)前述權(quán)利要求所述的泵，其特征在于，相互嵌套的相同極性的齒式電極板材(6、66和6’、66’)通過(guò)絕緣層，例如油漆層電氣式地相互絕緣。
10.根據(jù)至少一個(gè)前述權(quán)利要求所述的泵，其特征在于，齒式電極板材(6、6’、66、66’)的齒式電極(7、7’、77、77’)在預(yù)裝配狀態(tài)下以微小的程度錐狀地變形，只要在彈性范圍內(nèi)返回至與軸平行是可能的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的泵，其特征在于，所述變形的齒式電極(7、7’、77、77’)在裝配狀態(tài)下至少部分地返回到與軸平行的方向上并且在這個(gè)位置上與相鄰的同極性的齒式電極(7、7’ )在機(jī)械預(yù)張力的作用下連接，例如通過(guò)螺紋接套連接、粘接或焊接。
12.根據(jù)至少一個(gè)前述權(quán)利要求所述的泵，其特征在于，所有徑向相鄰的相同極性的齒式電極(7、77、7’、77’ )相互點(diǎn)焊連接。
13.根據(jù)至少一個(gè)前述權(quán)利要求所述的泵，其特征在于，所述齒式電極板材(6、6’)和(66、66’ )經(jīng)由它們的環(huán)(8、8’ )和(88、88’ )通過(guò)至少兩個(gè)焊點(diǎn)相互點(diǎn)焊連接。
14.根據(jù)至少一個(gè)前述權(quán)利要求所述的泵，其特征在于，帶有較短的齒式電極的齒式電極板材的環(huán)(88、88’)比帶有較長(zhǎng)的齒式電極的齒式電極板材的環(huán)(8、8’)具有略小的外直徑，其中，直徑差別小于O. 1mm。
15.根據(jù)至少一個(gè)前述權(quán)利要求所述的泵，其特征在于，至少在齒式電極板材的環(huán)(8、8’)上在背離所述繞組的側(cè)上接有塑料模體(14)，該塑料模體具有用于電路板(16)和絕緣刺破式連接件(18)的接收機(jī)構(gòu)(15、17)，其中，所述塑料模體(14)通過(guò)注塑包封制造并且至少部分地包圍和固定所述四個(gè)齒式電極板材(6、6’、66、66’)，定子由此形成緊湊的環(huán)體，該環(huán)體僅經(jīng)由肋形的和/或榫形的的區(qū)域牢固地貼靠在隔離管上。
16.用于制造具有集成的電子整流的直流電機(jī)(2)的泵的方法，該直流電機(jī)具有布置在潮濕空間內(nèi)的永磁的內(nèi)轉(zhuǎn)子，該內(nèi)轉(zhuǎn)子與離心泵葉輪(22)形成緊湊的泵轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)單元(3);布置在干燥空間(4)內(nèi)的齒式電極定子(9)，該齒式電極定子包括由軟磁性原料制成的齒式電極板材(6、6’)、環(huán)形的繞組(12)和裝配到所述齒式電極板材(6、6’)上的并且圍繞所述繞組(12)布置的軟磁性的返回環(huán)(13);和將干燥空間與潮濕空間(5)分隔的隔離罐(10)，其特征在于，共同沖壓和彎曲所述齒式電極板材(6、6’)和附加的齒式電極板材(66、.66 ’)，其中，用于所述附加的齒式電極板材(66、66 ’)的板材條在先前的工作程序中得到中心的穿孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有集成的電子整流的直流電機(jī)(2)的泵(1)，該直流電機(jī)具有布置在潮濕空間內(nèi)的永磁的內(nèi)轉(zhuǎn)子，該內(nèi)轉(zhuǎn)子與離心泵葉輪(22)形成緊湊的泵轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)單元(3)；布置在干燥空間(4)內(nèi)的齒式電極定子(9)，該齒式電極定子包括由軟磁性原料制成的齒式電極板材(6)、環(huán)形的繞組(12)和裝配到齒式電極板材(6)上的并且圍繞繞組(12)布置的軟磁性的返回環(huán)(13)；和將干燥空間與潮濕空間(5)分隔的隔離罐(10)。本發(fā)明的任務(wù)是描述一種泵，利用該泵能夠比用傳統(tǒng)的齒式電極定子達(dá)到更高的效率和功率并且在此能夠基本上保留它們的優(yōu)點(diǎn)，尤其是微小的重量、簡(jiǎn)單的構(gòu)建進(jìn)而經(jīng)濟(jì)的可制造性和穩(wěn)固性。根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求1的特征來(lái)解決。
文檔編號(hào)H02K15/02GK102884713SQ201180022823
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者格奧爾格·本羅伊特爾, 托馬斯·彼得賴因斯 申請(qǐng)人:標(biāo)立電機(jī)有限公司