本發(fā)明涉及一種電流穿通裝置，其用于從外部為位于密封的殼體之內(nèi)的電動(dòng)機(jī)供給能量；并且涉及一種用于制造和安裝這種電流穿通裝置的方法。

背景技術(shù)：

這種技術(shù)要能夠使用于必須從外部將電能輸送到封閉的空間中的任何地方中。在電壓縮機(jī)的情況下，必須將電能從變流器傳導(dǎo)至電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)位于制冷劑循環(huán)之內(nèi)。類似的應(yīng)用領(lǐng)域例如可以是泵或變壓器。

實(shí)踐中，由玻璃-金屬熔融物構(gòu)成的電穿通單元廣泛使用。所述電穿通單元由外部的鋼體構(gòu)成，在所述鋼體中熔融有一個(gè)或多個(gè)玻璃體。玻璃體還包括本身為金屬的、即導(dǎo)電的銷并且玻璃件將銷與外部的鋼體電絕緣并且同時(shí)用作氣密的覆蓋部。

玻璃-金屬熔融物固定在馬達(dá)殼體上并且要么需要單獨(dú)的密封裝置和固定材料，要么將其壓入馬達(dá)殼體中，其中鋼體的外面與馬達(dá)殼體形成金屬的密封裝置。所述設(shè)置方式例如借助于夾子緊固以防止在馬達(dá)殼體中松脫并且借助于o形環(huán)、即環(huán)形的密封元件氣密地密封。玻璃-金屬熔融物的安裝通常在安裝定子之前進(jìn)行。

從功能來看，也就是說與結(jié)構(gòu)空間、壓力加載和壓力方向相關(guān)地，期望的是，將定子和電穿通單元沿相同的接合方向安裝到馬達(dá)殼體中。如果定子已經(jīng)安裝在馬達(dá)殼體中，那么僅留下有限的可自由到達(dá)的區(qū)域來安裝玻璃-金屬熔融物。這在內(nèi)轉(zhuǎn)子的情況下在定子內(nèi)直徑之內(nèi)而在外轉(zhuǎn)子的情況下在定子外直徑之外。然而，玻璃-金屬熔融物通常需要更多結(jié)構(gòu)空間以進(jìn)行安裝。由于該原因，電穿通單元通常放置在馬達(dá)直徑之外，這需要用于應(yīng)用的額外空間并且增大了馬達(dá)殼體的總結(jié)構(gòu)空間。

對(duì)此替代地，可以改變安裝順序，其中首先將玻璃-金屬熔融物固定在殼體中并且隨后將定子壓入。隨后，穿通單元位于定子下游并且不再是可自由到達(dá)的。這造成安裝操作困難或造成在隨后定子線圈與玻璃-金屬熔融物接觸時(shí)的盲操作。

已知的玻璃-金屬熔融物的另一缺點(diǎn)是所需的大的殼體穿孔，所述殼體穿孔造成整個(gè)結(jié)構(gòu)弱化，這尤其在高壓應(yīng)用中、例如在二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的情況下是密切相關(guān)的。

此外，玻璃-金屬熔融物的困難的制造過程造成導(dǎo)電銷本身的公差更大。此外，制造過程以及之后的應(yīng)用將引導(dǎo)電流的導(dǎo)體限制為鋼，鋼不具有良好的電特性。最后，由于玻璃的易碎的特性，玻璃-金屬熔融物對(duì)在安裝過程期間會(huì)出現(xiàn)的機(jī)械作用如剪切力或扭力非常敏感。

從us6362424b1中已知一種具有金屬的本體構(gòu)件的氣密連接組件，所述本體構(gòu)件具有基本上平坦的底部件和邊緣件，所述邊緣件圍繞底部件的環(huán)周延伸，其中底部件設(shè)有至少一個(gè)開口。連接組件具有傳導(dǎo)電流的銷，該銷延伸穿過開口，該連接組件還具有絕緣材料層，所述絕緣材料層朝向本體構(gòu)件的底部件和邊緣件，并且緊密配合靠近所述底部和邊緣部設(shè)置。在此，絕緣材料層具有至少一個(gè)開口，所述開口對(duì)應(yīng)于本體構(gòu)件的底部件的開口。傳導(dǎo)電流的銷也延伸穿過該開口。設(shè)有絕緣的銷密封劑，所述銷密封劑在傳導(dǎo)電流的銷的環(huán)周和底部件中的開口的環(huán)周之間延伸并且在開口中密封該銷。設(shè)有層保持劑，以便將層相對(duì)于本體構(gòu)件的底部件和邊緣件保持在緊密配合的附近位置中，其中層保持劑是絕緣的、液態(tài)的粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑在層和本體構(gòu)件部分之間硬化并且填滿其間的空腔。

在de3324466a1中說明一種尤其用于制冷機(jī)的電流穿通部，其具有由導(dǎo)電的銷貫穿的絕緣體。絕緣體由耐熱的、對(duì)于化學(xué)材料不敏感的且至少略有彈性的材料、尤其彈性塑料、熱塑性塑料等構(gòu)成。

de3909186a1公開一種導(dǎo)電的穿通部，所述穿通部穿過耐高溫的且適用于真空的絕緣材料件的孔，所述絕緣材料件由陶瓷、玻璃或由單晶體構(gòu)成，所述穿通部構(gòu)成為焊接到孔中的活性釬焊插入件或構(gòu)成為借助于活性釬焊套筒焊接到孔中的連接導(dǎo)體。

de102006041940a1說明一種電穿通部，其用于裝入可植入的電治療設(shè)備的開口中，所述電穿通部具有電絕緣的絕緣體，至少一個(gè)導(dǎo)電的連接銷穿過所述絕緣體，所述連接銷借助于焊料氣密密封地與絕緣體連接，其中焊接材料是玻璃或玻璃陶瓷。

從de102010043773a1中已知一種用于漢密斯壓縮機(jī)(hermetikverdichter)的電穿通部，其具有導(dǎo)電的連接銷和彈性的絕緣元件，所述連接銷和絕緣元件借助于固定元件壓力密封地以可張緊的方式設(shè)置在殼體開口中。連接銷和絕緣元件在材料方面通過硫化彼此連接，使得連接銷和絕緣元件形成結(jié)構(gòu)上的單元。絕緣元件具有環(huán)形的、成形的凸出部，所述凸出部呈o形環(huán)的外密封面的形式，所述凸出部與在殼體開口中的溝槽形狀配合地相對(duì)應(yīng)。

同樣已知的是一種穿通單元，其用于將電接觸部穿通電動(dòng)機(jī)的殼體的壁，所述穿通單元具有由導(dǎo)電材料構(gòu)成的銷，所述銷由電絕緣的套筒包圍，其中銷具有用于穿過殼體的壁的區(qū)域的、至少部分圓錐形的接觸面，并且可以連同包圍所述區(qū)域的套筒設(shè)置在穿過殼體的壁的至少部分圓錐形的孔中。在此，電絕緣的套筒能夠由熱固性塑料-絕緣體構(gòu)成。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

借助于本發(fā)明要實(shí)現(xiàn)的目的在于，運(yùn)行在密封的殼體中的電動(dòng)機(jī)，然而從外部對(duì)其供給能量并且在此與目前已知的裝置相比降低成本和提高質(zhì)量，但在此并不損害主功能，即將電功率安全地且密封地從一個(gè)空間輸送到最接近的空間。

本發(fā)明的目的通過根據(jù)本發(fā)明的電流穿通裝置實(shí)現(xiàn)，所述電流穿通裝置用于從外部為位于密封的殼體之內(nèi)的電動(dòng)機(jī)供給能量。改進(jìn)方案在下文中給出。

根據(jù)本發(fā)明，電動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)繞組線分別在馬達(dá)繞組線的端部區(qū)域的部段中穿通電絕緣的套筒，其中馬達(dá)繞組線在所述部段中由套筒氣密地環(huán)繞。每個(gè)套筒具有至少部分圓錐形的接觸面，所述接觸面與至少部分圓錐形的且穿過殼體的隔板的孔相對(duì)應(yīng)，套筒壓入所述孔中，使得孔封閉并且穿通套筒的馬達(dá)繞組線穿通隔板。

替代如現(xiàn)有技術(shù)中已知的用作導(dǎo)體的單獨(dú)的銷，電動(dòng)機(jī)的馬達(dá)繞組線直接引導(dǎo)穿過至少部分圓錐形的套筒并因此能夠承擔(dān)銷的主功能。由此，取消目前所需的從馬達(dá)繞組線至銷的接口并且從銷至功率電子組件的變流器的印刷電路板的連接能夠更簡單地構(gòu)成。

以這種方式可以運(yùn)行在密封的殼體中的電動(dòng)機(jī)，但從外部為所述電動(dòng)機(jī)供給能量。對(duì)于在密封的殼體之內(nèi)和之外有壓力差的情況，存在特定的方向，至少部分圓錐形構(gòu)成的孔的直徑朝該方向增大。圓錐面的較大的直徑在被加載壓力的系統(tǒng)的情況下指向殼體的內(nèi)部，而在殼體的內(nèi)部中有較低的壓力或是真空的情況下指向外。

根據(jù)本發(fā)明的有利的實(shí)施方式，通過電絕緣的套筒實(shí)現(xiàn)馬達(dá)繞組線的氣密的環(huán)繞，其中馬達(dá)繞組線借助于電絕緣的套筒材料要么以套筒的形式注塑包覆，要么粘貼到預(yù)制的套筒中，所述套筒設(shè)有匹配的孔。

根據(jù)本發(fā)明的特別有利的實(shí)施方式，套筒至少部分地由作為絕緣的套筒材料的熱固性塑料構(gòu)成。熱固性塑料套筒用于馬達(dá)繞組線和殼體之間的電絕緣。因此，可以改進(jìn)相對(duì)于殼體的絕緣。此外，與傳統(tǒng)的易碎的玻璃穿通單元相比，熱固性塑料能夠好得多地補(bǔ)償由于內(nèi)部壓力以及熱膨脹引起的殼體變形，也就是說，由此與玻璃-金屬穿通部相比，可以實(shí)現(xiàn)改善電流穿通裝置的機(jī)械堅(jiān)固性。

由于應(yīng)用簡單以及價(jià)格低，根據(jù)本發(fā)明的穿通裝置對(duì)于半氣密的或非氣密的應(yīng)用而言也會(huì)是令人感興趣的。如果壓力要求和熱要求低，那么熱固性塑料可以由熱塑性塑料或彈性塑料取代。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，套筒的第一內(nèi)層由軟構(gòu)件構(gòu)成、優(yōu)選由彈性塑料構(gòu)成，其中借助于所述第一內(nèi)層直接注塑包覆馬達(dá)繞組線。所述軟構(gòu)件本身用由硬構(gòu)件構(gòu)成的、優(yōu)選由熱固性塑料構(gòu)成的第二外層注塑包覆。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利的實(shí)施方式，馬達(dá)繞組線在由套筒環(huán)繞的或注塑包覆的部段中壓緊地構(gòu)成。

根據(jù)本發(fā)明的另一設(shè)計(jì)方案，馬達(dá)繞組線的位于殼體之外的端部與功率電子裝置電連接。為此，馬達(dá)繞組線的端部可以與變流器的印刷電路板通過焊接連接電連接。優(yōu)選地，印刷電路板以向內(nèi)、也就是說指向隔板的方向的表面貼靠在套筒的外部的端側(cè)上。

本發(fā)明的另一方面涉及一種用于制造和安裝所述的電流穿通裝置的方法，所述電流穿通裝置用于從外部為位于密封的殼體之內(nèi)的電動(dòng)機(jī)供給能量，所述方法包括如下方法步驟：

a1)分別在靠近馬達(dá)繞組線的端部的部段中用套筒材料注塑包覆一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)繞組線，以形成至少部分圓錐形的套筒；或者

a2)將相應(yīng)的馬達(dá)繞組線的端部區(qū)域穿通到預(yù)制的至少部分圓錐形的套筒中，所述套筒設(shè)有匹配的孔，以及將馬達(dá)繞組線的被環(huán)繞的部段粘貼到套筒中；

b)將一個(gè)或多個(gè)套筒壓入一個(gè)或多個(gè)同樣至少部分圓錐形的穿過密封的殼體的隔板的孔。

有利地，作為另外的方法步驟c)，該方法包括：在相應(yīng)的馬達(dá)繞組線的位于殼體之外的端部處建立一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)繞組線與功率電子裝置的直接電連接。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的方法變型方案，馬達(dá)繞組靠近其端部用熱固性塑料要么以圓錐形的套筒的形式注塑包覆，然而要么粘貼到預(yù)制的圓錐形的套筒中，所述套筒設(shè)有匹配的孔。隨后，熱固性塑料套筒壓入殼體中的同樣圓錐形的開口中。隨著，馬達(dá)繞組的端部可以與功率電子裝置電連接。這例如可以通過間接焊接在變流器的印刷電路板中或焊接在變流器的印刷電路板上實(shí)現(xiàn)。

通過套筒在安裝過程期間由于圓錐形而有利的自對(duì)中，相較于在玻璃穿通的情況引起更小的位置公差，這對(duì)組件的質(zhì)量有積極影響。

此外，根據(jù)本發(fā)明的電流穿通裝置或用于制造和安裝所述電流穿通裝置的方法提供相對(duì)于玻璃穿通部或具有圓錐形的接觸銷的穿通部的其他優(yōu)點(diǎn)。這樣，需要更少的機(jī)電接口，如插接和焊接連接。此外，尤其由于取消接觸銷和接觸插口可以節(jié)約材料。在方法方面有利的是，在組裝時(shí)需要更少步驟。

根據(jù)本發(fā)明的穿通裝置可以使用于無電刷的直流馬達(dá)中，所述直流馬達(dá)可考慮用作內(nèi)轉(zhuǎn)子配置，即該轉(zhuǎn)子位于定子之內(nèi)，或者可考慮用作外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，即該轉(zhuǎn)子位于定子之外。

對(duì)于所述設(shè)計(jì)的相應(yīng)的應(yīng)用眾多?？煽紤]的是應(yīng)用于汽車領(lǐng)域中，例如在交流壓縮機(jī)中，油泵、水泵和加油泵，和應(yīng)用于液壓裝置中，如助力轉(zhuǎn)向裝置或abs泵中的應(yīng)用，以及應(yīng)用于眾多與汽車無關(guān)的其他應(yīng)用。

附圖說明

從下面參照所附的附圖對(duì)實(shí)施例的描述中得到本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案的其他細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)點(diǎn)。附圖示出：

圖1示出在部件組裝之前的現(xiàn)有技術(shù)的電流穿通裝置的部件，所述電流穿通裝置用于從外部為位于密封的殼體之內(nèi)的電動(dòng)機(jī)供給能量；

圖2示出在部件組裝之后的現(xiàn)有技術(shù)的電流穿通裝置，所述電流穿通裝置用于從外部為位于密封的殼體之內(nèi)的電動(dòng)機(jī)供給能量；

圖3示出在部件組裝之前的電流穿通裝置的部件，所述電流穿通裝置用于從外部為位于密封的殼體之內(nèi)的電動(dòng)機(jī)供給能量；

圖4示出在部件組裝之后的電流穿通裝置，所述電流穿通裝置用于從外部為位于密封的殼體之內(nèi)的電動(dòng)機(jī)供給能量；以及

圖5a示出注塑包覆的或粘結(jié)的馬達(dá)繞組；

圖5b示出壓緊的、注塑包覆的馬達(dá)繞組；以及

圖5c示出用硬構(gòu)件和軟構(gòu)件注塑包覆的馬達(dá)繞組。

具體實(shí)施方式

圖1示意地示出在裝置1的部件組裝之前的現(xiàn)有技術(shù)中已知的電流穿通裝置1的部件，所述電流穿通裝置用于從外部為位于密封的殼體2之內(nèi)的電動(dòng)機(jī)3供給能量。在此，電流穿通部伸展穿過殼體2的隔板2a。

在此，電流穿通裝置1具有多個(gè)由玻璃-金屬熔融物構(gòu)成的穿通單元4，所述穿通單元放置在穿過隔板3a的孔之內(nèi)。穿通單元4分別由外部的鋼體5構(gòu)成，在所述鋼體中分別熔融有玻璃體6。玻璃體6還包括本身為金屬的、即導(dǎo)電的銷，其中玻璃體6分別將銷與外部的鋼體5電絕緣并且同時(shí)用作氣密的覆蓋部。

隔板3a可安裝地構(gòu)成?？砂惭b的隔板3可以借助于固定元件7固定在殼體3的內(nèi)壁部段8上并因此封閉殼體3的開口，所述內(nèi)壁部段圍繞殼體3的開口放置。

具有壓印的接觸部件10的印刷電路板9位于殼體3之外。在殼體2的內(nèi)部中，在放置于殼體2的內(nèi)部中的電動(dòng)機(jī)3的上游連接有定子格柵(statorgitter)11，所述定子格柵具有接觸部件12，其中定子格柵11與電動(dòng)機(jī)3的定子的繞組線13(在下面稱作馬達(dá)繞組線13)的端部連接，使得在馬達(dá)繞組線13和接觸部件12之間形成電連接。在組裝時(shí)，玻璃體6和導(dǎo)電銷從外部與印刷電路板9的接觸部件10連接并且在殼體的內(nèi)部中與定子格柵11的接觸部件12連接，使得確保穿過殼體2的隔板2a對(duì)電動(dòng)機(jī)3供電。

圖2示出呈組裝好的形式的相應(yīng)的電流穿通裝置1，其用于穿過殼體2的隔板2a對(duì)電動(dòng)機(jī)3進(jìn)行電流穿通。在此，隔板2a借助于固定元件7固定在殼體3的內(nèi)壁部段8上。穿通單元4在一側(cè)上與印刷電路板9的接觸部件10連接并且在另一側(cè)上與定子格柵11的接觸部件12連接，使得產(chǎn)生印刷電路板9的接觸部件10經(jīng)由在玻璃體6中的導(dǎo)電銷和經(jīng)由定子格柵11的接觸部件12直至馬達(dá)繞組線13的電連接。

圖3示意地示出在組裝之前的根據(jù)本發(fā)明的電流穿通裝置14，所述電流穿通裝置用于從外部為位于密封的殼體15之內(nèi)的電動(dòng)機(jī)16供給能量。所述裝置14包括一個(gè)或多個(gè)由絕緣材料構(gòu)成的圓錐形的套筒17，所述套筒與在殼體15的隔板15a中的圓錐形的孔18相對(duì)應(yīng)。圓錐形的套筒17分別氣密地環(huán)繞電動(dòng)機(jī)16的馬達(dá)繞組線19的靠近馬達(dá)繞組線19的端部的部段。為此，馬達(dá)繞組線19靠近其端部分別要么以圓錐形的套筒17的形式借助于作為電絕緣材料的熱固性塑料注塑包覆要么粘貼到預(yù)制的圓錐形的套筒17中，所述套筒設(shè)有與馬達(dá)繞組線19匹配的孔。此外，馬達(dá)繞組線19的端部可以與功率電子裝置電連接。這例如可以通過間接將馬達(dá)繞組線19的端部焊接到印刷電路板20中和焊接到印刷電路板20上來實(shí)現(xiàn)。為此，印刷電路板20具有多個(gè)焊接孔21，也就是說，多個(gè)用金屬22或金屬合金22(例如銅或黃銅)包圍的孔洞23。

圖4示意地示出在組裝好的狀態(tài)中的根據(jù)本發(fā)明的電流穿通裝置14，所述電流穿通裝置用于從外部為位于密封的殼體15之內(nèi)的電動(dòng)機(jī)16供給能量。在圖4中示出的實(shí)例中，印刷電路板20以向內(nèi)的、也就是說指向隔板15a的表面20a貼靠在圓錐形的套筒17的外端側(cè)上，或者如在圖4中示出的那樣，距所述外端側(cè)不遠(yuǎn)。圍繞各一個(gè)馬達(dá)繞組線19的靠近馬達(dá)繞組線19的端部的部段的套筒17的每個(gè)套筒都?jí)喝氪┻^隔板15a的圓錐形的孔18。在套筒17下游，也就是說在殼體15之外，馬達(dá)繞組線19引導(dǎo)穿過焊接孔21的孔洞23，其中馬達(dá)繞組線19的端部在印刷電路板20的相對(duì)置的表面20b上在焊接孔21處與印刷電路板20形成焊接連接或焊接。因此，穿通裝置1為了對(duì)電動(dòng)機(jī)16進(jìn)行電能供給而提供從印刷電路板20至電動(dòng)機(jī)16的直接連接，所述直接連接經(jīng)由電動(dòng)機(jī)16的一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)繞組線19伸展穿過殼體15的密封的隔板15a。

在此，套筒17和被環(huán)繞的馬達(dá)繞組線19形成穿通單元，在所述穿通單元中與現(xiàn)有技術(shù)不同地代替單獨(dú)的銷，馬達(dá)繞組線19直接引導(dǎo)穿過圓錐形的套筒17并進(jìn)而承擔(dān)銷的主功能。

圖5a-5c示意地示出用于實(shí)現(xiàn)由圓錐形的套筒17和穿通的馬達(dá)繞組線19構(gòu)成的穿通單元的不同的變型方案。圖5a示出馬達(dá)繞組線19，馬達(dá)繞組線由套筒17的材料、優(yōu)選熱固性塑料注塑包覆或粘貼到預(yù)制的套筒17中。

圖5b示出穿通單元，所述穿通單元由用套筒17的材料注塑包覆的馬達(dá)繞組線19構(gòu)成，所述馬達(dá)繞組線在注塑包覆的部位處壓緊地構(gòu)成。

在圖5c中示出具有由多個(gè)層或構(gòu)件構(gòu)成的套筒的穿通單元。在此，第一內(nèi)層17a由軟構(gòu)件17a構(gòu)成、例如由彈性塑料如viton^tm構(gòu)成，借助于所述第一內(nèi)層直接將馬達(dá)繞組線19注塑包覆。內(nèi)層本身由第二外層17b注塑包覆，所述第二外層優(yōu)選由熱固性塑料構(gòu)件17b構(gòu)成。

附圖標(biāo)記列表

1電流穿通裝置(現(xiàn)有技術(shù))

穿通裝置

2殼體(現(xiàn)有技術(shù))

2a隔板(現(xiàn)有技術(shù))

3電動(dòng)機(jī)(現(xiàn)有技術(shù))

4穿通單元(現(xiàn)有技術(shù))

5鋼體(現(xiàn)有技術(shù))

6玻璃體(現(xiàn)有技術(shù))

7固定元件(現(xiàn)有技術(shù))

8內(nèi)壁部段(現(xiàn)有技術(shù))

9印刷電路板(現(xiàn)有技術(shù))

10印刷電路板8的接觸部件(現(xiàn)有技術(shù))

11定子格柵(現(xiàn)有技術(shù))

12定子格柵10的接觸部件(現(xiàn)有技術(shù))

13馬達(dá)繞組線(現(xiàn)有技術(shù))

14電流穿通裝置

15殼體

15a殼體的壁，隔板

16電動(dòng)機(jī)

17套筒

17a套筒的內(nèi)層，軟構(gòu)件

17b套筒的外層，熱固性塑料構(gòu)件

18孔

19馬達(dá)繞組線

20印刷電路板

20a印刷電路板的表面

20b印刷電路板的表面

21印刷電路板的焊接孔

22焊接孔的金屬

23焊接孔的孔洞