電氣的分離管-冷卻劑泵或分離罐-冷卻劑泵的制作方法
【專利說明】電氣的分離管-冷卻劑泵或分離罐-冷卻劑泵
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種具有驅(qū)動電機和泵模塊的電氣的分離管-冷卻劑泵(Spaltrohr-Kilhlmittelpumpe)或分離耀-冷卻劑泵(Spalttopf-KUhlmittelpumpe)。
[0002]通常冷卻劑泵用于傳送用于冷卻內(nèi)燃機、電子部件、電池、增壓空氣冷卻機、渦輪增壓機等的液體冷卻劑。泵模是由電氣驅(qū)動電機來驅(qū)動。電氣驅(qū)動電機具有將配備液體冷卻劑的濕室與干室分開的分離管或者分離罐。被布置在轉(zhuǎn)子軸上的持續(xù)激烈運轉(zhuǎn)的電機轉(zhuǎn)子在濕室內(nèi)轉(zhuǎn)動。濕室通過分離管/分離罐與包含有電子換向的電機定子的干室相分離。電機定子由多個定子線圈組成。為了測定電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子位置(用于電子換向)，將與電機轉(zhuǎn)子相間隔的霍爾傳感器設(shè)在分離罐的干室內(nèi)。
[0003]為了得到較高的控制質(zhì)量，非常準確并且可重復(fù)的霍爾傳感器的定位是必要的，因為在運行期間霍爾傳感器位置從它的規(guī)定位置非常小的偏移以及霍爾傳感器的震動都可能對電子換向產(chǎn)生負面的影響。
[0004]從專利文獻CN 19 41 569中已知一種分離罐泵，它具有傳感器容納裝置，將用于測定電機轉(zhuǎn)子的位置的磁場傳感器布置在傳感器容納裝置內(nèi)。因此，傳感器容納口平行于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動軸定向。
[0005]專利文獻JP 2001 30 41 80同樣描述了一種配備用于測定電機轉(zhuǎn)子位置的四個感應(yīng)傳感器的分離罐泵。這些傳感器被安裝在分離罐的區(qū)域內(nèi)。
[0006]因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種可結(jié)構(gòu)簡單地且低成本地制造的電氣分離罐冷卻劑泵，其中，用于測定電機轉(zhuǎn)子位置的霍爾傳感器尤其在難以接觸到的位置上也可以特別簡單、快速和精確地被定位以及拆卸。
[0007]所述技術(shù)問題按照本發(fā)明通過一種具有根據(jù)權(quán)利要求1所述特征的電氣分離罐冷卻劑泵解決。在從屬權(quán)利要求中給出優(yōu)選的實施方式和有利的擴展設(shè)計。
[0008]分離罐泵，特別是電氣分離罐冷卻劑泵具有驅(qū)動電機以及泵模塊。所述泵模塊由驅(qū)動電機驅(qū)動。所述驅(qū)動電機具有分離管、尤其是分離罐。所述分離罐將填充有液體冷卻劑的濕室和填充有環(huán)境空氣的干室相隔離。旋轉(zhuǎn)的并且持續(xù)被激勵的電機轉(zhuǎn)子處于濕室內(nèi)。電子換向或整流的電機定子處于干室內(nèi)。由傳感器頭和剛性的連接管路或管線組成的霍爾傳感器設(shè)置在分離罐的處于干室內(nèi)的一側(cè)上。
[0009]安裝在分離罐上的霍爾傳感器用于精確測定轉(zhuǎn)動位置、轉(zhuǎn)速和/或必要時的電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動方向，以及為電機調(diào)節(jié)提供基本信息。在一種優(yōu)選的實施方式中，霍爾傳感器的信號被測量設(shè)備測定以及被輸送至調(diào)節(jié)設(shè)備，所述調(diào)節(jié)設(shè)備通過電子換向器相應(yīng)地控制定子線圈。
[0010]在一種優(yōu)選的實施方式中設(shè)有定位元件，它具有剛性的電氣連接管路。定位元件的剛性電氣連接管路與霍爾傳感器的相對應(yīng)的連接管路相連接，比如焊接。定位元件-連接管路被電絕緣的連接體固定或固持。一方面在分離罐的外側(cè)上和另一方面在連接體上分別設(shè)有形狀配合連接結(jié)構(gòu)，通過所述形狀配合連接結(jié)構(gòu)將連接體固定在分離罐上的定義位置中。
[0011]通過兩端的形狀配合連接結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)霍爾傳感器在分離罐上的位置方面的較高重復(fù)再現(xiàn)準確度。時間精確的換向可以通過可重復(fù)再現(xiàn)且精確的霍爾傳感器定位來實現(xiàn)。時間精確的換向可以為安全的運行帶來較高的防故障可靠性、較低的功率消耗以及潛在地導(dǎo)致可將驅(qū)動電機的功率設(shè)計得更小。
[0012]用于測定電機轉(zhuǎn)子位置的霍爾傳感器優(yōu)選沿徑向處于電機定子和分離罐之間。
[0013]因為基于換向電子設(shè)備的散射場通常在定子的軸向端部上產(chǎn)生，所以霍爾傳感器沿徑向布置在電機定子和電機轉(zhuǎn)子之間的優(yōu)點在于，霍爾傳感器上的有效信號相對較高。由此，可實現(xiàn)測量信號較高的精度以及分辨率。
[0014]在一種優(yōu)選的實施方式中，定位元件的導(dǎo)向霍爾傳感器的連接管路由所謂的沖壓梳(Stanzkamm)構(gòu)成。所述以沖壓梳的形式構(gòu)成的連接管路能夠被低成本地制造、是剛性的并且具有用于無干擾地傳輸小信號的較高橫截面。
[0015]連接體優(yōu)選由塑料注塑而成。注塑的塑料體將連接管路或者沖壓梳保持在一起并且構(gòu)成定位卡槽固定。塑料除了將連接管路或者沖壓梳保持在一起之外還有電絕緣的功能。塑料阻止了電導(dǎo)體之間的電流或者相對于可能的導(dǎo)電材料的電流，并且還用于它們的機械固定。以簡單的方式實現(xiàn)了可靠的定位和簡單的裝配。
[0016]在裝配之后，連接體和分離罐上的互補的形狀配合連接結(jié)構(gòu)相連接。所述處于分離罐上的互補的形狀配合連接結(jié)構(gòu)是用于霍爾傳感器的固持設(shè)備。
[0017]為了固定霍爾傳感器的連接管路，優(yōu)選在分離罐上設(shè)置徑向的導(dǎo)引板(Fuhrungsstege)。所述導(dǎo)引板和分離罐優(yōu)選一體式設(shè)計。
[0018]徑向的導(dǎo)引板除了固定連接體之外還緊靠霍爾傳感器的傳感器頭地進行固定。通過霍爾傳感器的連接管路的導(dǎo)引，一方面在霍爾傳感器的傳感器頭定位時提高了重復(fù)再現(xiàn)精確度。另一方面，幾乎避免了通過振動引起的傳感器頭移動以及由此引起的信號接收干擾。
[0019]霍爾傳感器的傳感器頭優(yōu)選位于分離罐上的傳感器罩(Sensortasche)內(nèi)。所述傳感器罩至少由兩個在周向上固定霍爾傳感器的傳感器頭的徑向?qū)б褰M成。通過這樣的布置可以防止傳感器頭的移動和振動以及在換向時的不準確性。傳感器罩對于霍爾傳感器的傳感器頭還起到機械的保護作用。
[0020]通過傳感器罩一方面實現(xiàn)了更高的重復(fù)再現(xiàn)精度和定位精度。另一方面，實現(xiàn)了霍爾傳感器的傳感器頭在分離罐上的移動更少且可容忍更大振動的固定。
[0021]互補的形狀配合連接結(jié)構(gòu)和/或傳感器罩和/或?qū)б鍍?yōu)選與塑料分離罐一體式設(shè)計。這個一體式設(shè)計的型材具有基本上抗彎剛性的基本輪廓。
[0022]通過一體式的設(shè)計，可以承受更大的力而且不需要連接過程。此外，通過一體式設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)低成本的制造。
[0023]連接體優(yōu)選形狀配合地和/或摩擦配合地和/或材料接合地固定在分離罐的互補的形狀配合連接結(jié)構(gòu)上。所有三種連接類型均保證了無間隙的固定。材料接合的和摩擦配合的連接附加地保證了定位元件或者連接體的防丟失保護。
[0024]在另一種實施方式中，沖壓梳的連接管路這樣嚙合在分離罐上的凹槽里，從而形成形狀配合的連接。由此，在唯一的工作步驟中不僅實現(xiàn)了單個管線彼此間可靠的分隔，而且也實現(xiàn)了它們在分離罐上的固定，因此能夠?qū)崿F(xiàn)簡單且低成本的裝配。
[0025]優(yōu)選在霍爾傳感器和與之互補的形狀配合連接結(jié)構(gòu)之間設(shè)置卡鎖連接，所述卡鎖連接在霍爾傳感器接合到互補的形狀配合連接結(jié)構(gòu)里之后能再次被分開。這能夠?qū)崿F(xiàn)例如在霍爾傳感器失效時拆卸霍爾傳感器。在分離罐上的卡鎖連接能夠?qū)崿F(xiàn)定位元件在分離罐上快速且有效的固定。
[0026]以優(yōu)選的方式，在霍爾傳感器和分離罐之間的形狀配合連接可以通過分離罐上的所謂熱學沖壓、熱沖壓或者粘合進行補充。通過所述連接實現(xiàn)了用于識別分離罐-冷卻劑泵的電機轉(zhuǎn)子位置的霍爾傳感器的精確的、簡單的、堅固的和不可拆卸的以及成本低廉的定位。
[0027]分離罐電機的整個單元優(yōu)選作為內(nèi)轉(zhuǎn)子電機實現(xiàn)，因此電機轉(zhuǎn)子布置在分離罐內(nèi)部并且電機定子設(shè)在圓柱形的分離罐壁的外側(cè)上。
[0028]下面根據(jù)圖1至圖7進一步闡述本發(fā)明的實施例。
[0029]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的電氣分離罐-冷卻劑泵的立體縱剖面圖，
[0030]圖2示出定位元件和裝配在該定位元件上的霍爾傳感器，
[0031]圖3示出分離罐側(cè)的形狀配合連接結(jié)構(gòu)的第一實施方式，
[0032]圖4示出定位元件和分離罐側(cè)的形狀配合連接結(jié)構(gòu)的第一實施方式的組裝結(jié)構(gòu)，
[0033]圖5示出分離罐側(cè)的形狀配合連接結(jié)構(gòu)的第二實施方式，
[0034]圖6示出定位元件和分離罐側(cè)的形狀配合連接結(jié)構(gòu)的第二實施方式的組裝結(jié)構(gòu)。
[0035]在圖1中所不的電氣分離罐-冷卻劑泵10用于傳輸用于內(nèi)燃機、電動機、電子設(shè)備、電池等的冷卻劑循環(huán)中的液態(tài)冷卻劑。
[0036]電氣分離罐-冷卻劑泵10具有由電機轉(zhuǎn)子28和電機定子30組成的驅(qū)動電機24。電機轉(zhuǎn)子28抗扭地布置在電機軸40上。環(huán)形的電機定子30的定子線圈圍繞電機轉(zhuǎn)子28。在電機轉(zhuǎn)子28和電機定子30之間的間隙內(nèi)存在分離罐36，該分離罐36以本身已知的方式將在分離罐36內(nèi)部并且由所傳送的冷卻劑流過的濕室42與處于分離罐36外部的干燥的定子室分隔開。電機轉(zhuǎn)子28通過電機軸40與泵模塊22驅(qū)動連接。電機轉(zhuǎn)子28作為濕式電機在處于分離罐36內(nèi)部的冷卻劑中運轉(zhuǎn)。
[0037]在分