CN115095531A - 水泵和用于制造水泵的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水泵和用于制造水泵的方法。所述水泵具有泵轮,所述泵轮由电机驱动,所述水泵包括:壳体盖和螺旋件,所述螺旋件具有入口和出口;和外罩,在所述外罩中安置有电机的定子和转子和电子电路板,所述电子电路板在侧部上与泵轮分开地固定并且由外罩壳体覆盖,其特征在于,定子叠片组由第一塑料材料注塑包封,并且至少定子叠片组、金属线和插接器由第二塑料材料注塑包封,以构成柱形的环形外罩和冷却体,所述冷却体密封外罩的柱形的开口。
Description
本申请是申请号为201880072078.0(国际申请号 PCT/EP2018/078808)、申请日为2018年10月19日、发明名称为“水泵 和用于制造水泵的方法”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种水泵,所述水泵具有泵轮,所述泵轮由电机驱动,所 述水泵包括:壳体盖和螺旋件,所述螺旋件具有入口和出口;和外罩,在 所述外罩中安置有电机的定子和转子和电子电路板,所述电子电路板在侧 部上与泵轮分开地固定并且由外罩壳体覆盖,其中定子叠片组是注塑包封 的。
本发明还涉及一种用于制造水泵的方法。
背景技术
水泵通常包括定子和转子。转子与泵轮连接,用于流体的运动。流体 穿过螺旋件中的入口进入到泵中,与泵轮接触并且运动穿过螺旋件中的出 口。转子和定子叠片组含在壳体中,所述壳体与螺旋件连接。通常,转子 和定子通过磁性气隙分开,并且转子和定子叠片组含稀土金属,使得可以 抑制在转子和定子之间的磁性气隙,以至于转子在使用期间转动并且以至 于转子、定子或二者在使用期间相对于流体隔离并且继续工作。稀土金属 的使用然而可以通过流体损坏,使得稀土金属可能需要附加的封装,以便 防止损坏。
US 9360015 B1公开了电水泵和尤其具有改进的湿套筒的电水泵,使 得水泵不具有壳体。电水泵包括具有轴的泵转子。
湿套筒包围转子并且具有:盖;套筒,在所述套筒中安置有转子;和 基座,所述基座与转子的轴连接,使得基座辅助将轴支撑在定子上。包围 湿套筒和转子的螺旋件覆盖转子的、湿套筒的和定子的上部部段。电水泵 还包括橡胶外罩,所述橡胶外罩覆盖转子的、湿套筒的和定子的下部部段 并且与螺旋件连接以形成覆盖件。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种水泵,所述水泵具有优化的构造,尤其 具有集成部件。
提供的解决方案是具有泵轮的水泵,所述泵轮由电机驱动,所述水泵 具有:壳体盖和螺旋件,所述螺旋件具有入口和出口;和外罩,在所述外 罩中安置有电机的定子和转子和电子电路板,所述电子电路板在侧部上与 泵轮分离地固定并且由外罩壳体覆盖,其中定子叠片组由第一塑料材料注 塑包封,并且至少定子叠片组、金属线和插接器由第二塑料材料注塑包封, 用于构成柱形的环形外罩和冷却体,所述冷却体密封外罩的柱形的开口。
本发明能够实现具有减少的部件和减少的耗费的设备装置。由于部件 完全注塑包封这一事实,热传递是更好的。这也基于,与标准化的压铸泵 相比,尺寸可以减小并且水泵的重量更小。泵具有高的振动强度。通过完 整地注塑包封定子,排除被包围在部件、如例如定子叠片组、插接器和铜 线之间的空气,由此提高散热。
有利的是,冷却体是承载转子轴的单独的设备。通过简单的装置,至 少弃用密封件。
对此替选地有利的是,冷却体是承载转子轴并且与外罩共同成形的设 备。在用于低温应用的泵变型形式的该情况下,冷却体也是集成的并且可 以弃用两个密封件。
有利的是,将电子电路板在用于制造水泵的方法中连同定子一起注塑 包封。在电子电路板的腔中包含的空气的体积出于如下两个原因降低:热 传递提高,并且对于如下情况总体积减小:其必须由树脂填充成如下程度, 保持用于发动机安装应用的部件稳定。有利的是,盖具有边缘,所述边缘 构成螺旋件和盖壳体的连接。连接通过卡扣构造来进行,以将盖壳体和螺 旋线锁定在稳定位置中,而无需螺丝/旋拧工序。
对于所述目的有利的是,边缘至少包括用于引入钩的狭口。
本发明此外包括一种用于制造上述水泵的方法,所述方法包括如下步 骤:
·将定子叠片组用第一塑料材料注塑包封,
·至少固定金属线和插接器,
·将固定的定子用第二塑料材料注塑包封,以构成柱形的环形外罩,所述 环形外罩具有边缘,
·将内部的柱形开口通过冷却体密封。
附图说明
本发明在附图中和下面的说明书中描述。
图1示出根据现有技术的水泵,并且为无壳体的水泵2的横截面图,
图2示出根据本发明的水泵,
图3示出水泵的横截面,
图4和图5示出分解图,
图6示出泵的两个中央部段,
图7、图8和图9示出水泵的固定工艺。
具体实施方式
水泵2包括螺旋件10、外罩20和固定卡箍22,所述固定卡箍将外罩 20和螺旋件10固定。螺旋件10包括入口12和出口14。螺旋件包括电流 供应端子16。螺旋件10经由固定卡箍22在形成覆盖件4的情况下与外 罩20连接,所述覆盖件包围内部部件并且包围用于安置供应线路46的电 流供应端子16。无壳体的水泵2的内部部件包括定子24,所述定子压配 合到外罩20中。定子24包围转子26。转子26通过湿套筒30与定子24 分开。转子26和定子24通过磁性气隙以间隔(A)分离。湿套筒30防止, 流体接触定子24。转子26包括轴38和泵轮28,用于当流体进入到入口 12中时移动流体。泵轮28使流体移动穿过出口14用于应用。电子电路 板40在湿套筒30之外定位,使得电子电路板40与无壳体的泵2之内的 全部流体分离。
图2至图9示出根据本发明的具有减少的部件、尤其不具有湿套筒的 水泵的一个实施方式。泵2具有外罩20,所述外罩将不同的功能组合: 外罩限定泵的外环周;外罩覆盖定子24;和湿套筒功能;并且安置转子 26。冷却体5固定在外罩20中,转子轴38安放在所述外罩中。呈O形环 的形式的密封件6将冷却体5相对于外罩20的内环周在开口50中密封。 外罩20具有柱形环的形状,其中具有柱形开口50。在环中,定子的设备 定位在开口中,定子26围绕轴38固定。
泵外罩通过定子24的注塑包封产生,由此消除在不同的部件、例如 定子叠片组7、供应插接器9和铜线8之间的气隙。通过注塑包封提高定 子的散热。
将定子叠片组7在工艺期间用第一材料M1注塑包封。第一材料例如 为塑料材料:玻璃纤维增强的PA66-GF30。材料是纤维增强的并且具有良 好的耐热老化性。材料M1应具有高的强度和形状稳定性并且必须指定用 于产生热绝缘部件。
在注塑包封定子叠片组7的所述第一步骤之后,引入供应插接器9并 且将其与金属线连接,并且金属线8的绕组终止。在金属线和插接器接触 以及电控制之后,将组件用第二材料M2注塑包封。材料M2例如是 PPS-GF34,所述材料相对于老化、化学制剂和辐射具有良好的耐受性并 且形成外罩,所述外罩是牢固的且刚性的。
在将外罩作为注塑包封的唯一的部件制成之后,将承载轴38的冷却 体5沿着外罩20的内环周固定。冷却体5在开口50中借助O形环6相对 于外罩密封。
对具有单独的冷却体5的解决方案替选地,外罩的底部可以通过成形 工艺封闭并且包括用于轴38的底座。
所述封闭的解决方案可以在如下情况下使用:温度高于大致90°, 由此产生降低密封要求的部件。
电子电路板40在冷却体5中在外罩20的面上背离泵轮28的部段固 定。围绕电子电路板40所包围的空气的体积降低。这引起水泵的总体积 的降低和改进的热传导率。在需要用塑料材料填充体积的情况下,为了将 部件保持稳定,可以在借助材料M2进行最后的注塑包封工艺之前,将电 子电路板固定。
电子电路板和外罩的长度l的第一部段P1由壳体盖41的一部分覆盖, 外罩的长度l的第二部段P2通过螺旋件10的一部分覆盖。螺旋件和盖壳 体借助环相对于外罩的外环周密封。
在图6中示出两个中间的部件,外罩20和冷却体6。图6a在分解图 中示出由塑料材料制成的外罩,所述外罩具有柱形的开口50。在图6c中 在沿着图6b的A-A的横截面中可更清楚看到的开口50构成用于,在一 侧上由冷却体5封闭,如在图6b中示出的那样。图6e是如下情形,在安 装冷却体5之后在外罩的开口中具有密封件6。图6f示出在安装冷却体之 后的外罩的底部的视图。在图6的实施方式中,在定子24的注塑包封工 艺中,成形边缘43。边缘43包围外罩20的整个环周并且与外罩的直径 相比以更大的直径延伸。边缘是随后阐述的紧固和固定设备的一部分。边 缘43在该实施方式中包括四个凸起42,所述凸起包围边缘中的狭口44。 狭口沿着径向长度设置并且遵循外罩的半径。凸起42构成为壁,所述壁 包围在边缘的外环周上的狭口44,并且部分地包围狭口的两个端侧。
在图4和图5中示出整个水泵的分解图。在右侧上将螺旋件10作为 完成的水泵的一部分示出。所述螺旋件10包括轴向钩11,所述轴向钩设 置在设备的外环周上。轴向钩11通过L形的钩结构52限定,并且其中钩 沿着螺旋件10的直径延伸。钩结构52的开口围绕直径设置,使得钩开口、 两个相邻的轴向钩的L的较小的臂全部彼此间隔开并且指向相同的方向。 钩11不提高螺旋件的直径,而是仅沿轴向方向延伸。
为了安装水泵,外罩20具有带有狭口44的框架43。盖壳体41构造 有径向钩45构造,其中径向钩的开口径向朝向盖壳体41的直径之外定向。 径向钩通过舌状件53固定,所述舌状件固定在盖壳体的外侧上,由此提 供限定的灵活性。通常,径向钩与盖壳体在一个步骤中成形。
在图7、图8和图9中阐述水泵的固定工艺。
在第一步骤中,螺旋件10借助轴向钩11安置在外罩20上并且轴向 钩11进入到外罩的边缘43的狭口中。为了简单的引入,狭口44具有边 缘42,以更好地引导轴向钩11。将钩11引入如下深度,使得L形的轴向 钩的较小的臂完全引导穿过狭口。狭口是足够宽的,以便容易地与钩接合。 所述引入通过如下方式支持:钩如下构成,即遵循螺旋件的环周轮廓,图8a、8b。
在第二步骤中,将两个部件、外罩20和螺旋件10沿着其中轴线朝向 钩的开口的方向转动,使得L形的轴向钩的较小的臂与外罩的边缘重叠, 如在图8c中可见的那样。
螺旋件因此固定在外罩上。
边缘43中的狭口44为了与盖壳体41的径向钩45的卡扣连接而保持 得足够宽。
径向钩45是柔性的,并且可行的是,为了通过钩的向外延伸的凸起 固定而将所述径向钩按压经过狭口44的剩余空间。
紧固和固定方法借助两个覆盖部件中的两个钩类型起作用,所述固定 部件共同地具有宽度b1和b2,用于填充边缘中的狭口中的空间。
盖壳体的钩阻挡螺旋件向回转动到固定初始位置中并且完成水泵安 装工艺。
根据上述描述可知,本发明的实施例涵盖但不限于以下技术方案:
方案1.一种水泵(2),所述水泵具有泵轮(28),所述泵轮由电机 驱动,所述水泵包括:壳体盖(41)和螺旋件(10),所述螺旋件具有入 口(12)和出口(14);和外罩(20),在所述外罩中安置有所述电机的定 子(24)和转子(26)和电子电路板(40),所述电子电路板在侧部与所 述泵轮(28)分开地固定并且由外罩壳体(41)覆盖,其特征在于,定子 叠片组(7)由第一塑料材料(M1)注塑包封,并且至少所述定子叠片组 (7)、金属线(8)和插接器(9)由第二塑料材料(M2)注塑包封,以 构成柱形的环形外罩(20)和冷却体(5),所述冷却体密封所述外罩(20) 的柱形的开口(50)。
方案2.根据方案1所述的水泵(2),其特征在于,所述冷却体(5) 是承载转子轴(38)的单独的设备。
方案3.根据方案1所述的水泵(2),其特征在于,所述冷却体(5) 是承载转子轴(38)并且与所述外罩(20)共同成形的设备。
方案4.根据方案2所述的水泵(2),其特征在于,将所述冷却体(5) 借助O形环(6)密封。
方案5.根据方案1至4中任一项所述的水泵(2),其特征在于,将 所述电子电路板(40)连同所述定子(24)一起注塑包封。
方案6.根据上述方案中任一项所述的水泵(2),其特征在于,所述 外罩(20)具有径向延伸的边缘(43),所述边缘构成所述螺旋件(10) 和所述盖壳体(41)的连接。
方案7.根据上述方案中任一项所述的水泵(2),其特征在于,所述 边缘(43)至少包括狭口(44)。
方案8.一种用于制造根据上述权利要求所述的水泵(2)的方法,所 述方法包括如下步骤:
·将定子叠片组(7)用第一塑料材料(M1)注塑包封,
·至少固定金属线(8)和插接器(9),
·将固定的定子(24)用第二塑料材料(M2)注塑包封,以构成具有 边缘(43)的柱形的环形外罩(20),
·将内部的柱形的开口(50)通过冷却体(5)密封。
方案9.根据方案8所述的方法,其中将所述冷却体(5)连同所述外 罩(20)一起成形。
方案10.根据方案8或9所述的方法,其中将所述电子电路板(40) 连同所述定子(24)的部件一起注塑包封。
附图标记列表:
2 水泵
4 覆盖件
5 冷却体
6 密封件
7 定子叠片组
8 金属线
9 插接器
10 螺旋件
11 轴向钩
12 入口
14 出口
16 电流供应端子
20 外罩
22 卡箍
24 定子
26 转子
30 湿套筒
38 轴
28 泵轮
40 电子电路板
41 盖壳体
42 凸起
43 边缘
44 狭口
45 径向钩
46 供应装置
50 开口
52 钩设备
53 舌状件
M1 第一材料
M2 第二材料
Claims (10)
1.一种水泵(2),所述水泵具有泵轮(28),所述泵轮由电机驱动,所述水泵包括:壳体盖(41)和螺旋件(10),所述螺旋件具有入口(12)和出口(14);和外罩(20),在所述外罩中安置有所述电机的定子(24)和转子(26)和电子电路板(40),所述电子电路板在侧部与所述泵轮(28)分开地固定并且由外罩壳体(41)覆盖,
其特征在于,
定子叠片组(7)由第一塑料材料(M1)注塑包封,并且至少所述定子叠片组(7)、金属线(8)和插接器(9)由第二塑料材料(M2)注塑包封,以构成柱形的环形外罩(20)和冷却体(5),所述冷却体密封所述外罩(20)的柱形的开口(50)。
2.根据权利要求1所述的水泵(2),
其特征在于,
所述冷却体(5)是承载转子轴(38)的单独的设备。
3.根据权利要求1所述的水泵(2),
其特征在于,
所述冷却体(5)是承载转子轴(38)并且与所述外罩(20)共同成形的设备。
4.根据权利要求2所述的水泵(2),
其特征在于,
将所述冷却体(5)借助O形环(6)密封。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的水泵(2),
其特征在于,
将所述电子电路板(40)连同所述定子(24)一起注塑包封。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的水泵(2),
其特征在于,
所述外罩(20)具有径向延伸的边缘(43),所述边缘构成所述螺旋件(10)和所述盖壳体(41)的连接。
7.根据权利要求6所述的水泵(2),
其特征在于,
所述边缘(43)至少包括狭口(44)。
8.一种用于制造根据权利要求1至7中任一项所述的水泵(2)的方法,所述方法包括如下步骤:
·将定子叠片组(7)用第一塑料材料(M1)注塑包封,
·至少固定金属线(8)和插接器(9),
·将固定的定子(24)用第二塑料材料(M2)注塑包封,以构成具有边缘(43)的柱形的环形外罩(20),
·将内部的柱形的开口(50)通过冷却体(5)密封。
9.根据权利要求8所述的方法,
其中将所述冷却体(5)连同所述外罩(20)一起成形。
10.根据权利要求8或9所述的方法,
其中将所述电子电路板(40)连同所述定子(24)的部件一起注塑包封。
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