CN113330665A - 定子直接连接至电路板上的泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有电机(2)的泵(1),所述电机具有转子(4),所述转子(4)绕转动轴(100)可转动地安装,并且所述转子在周侧围绕定子(5),所述定子(5)具有定子芯和缠绕在定子芯上的线圈(7),并且绕组由具有绕组线端部段的绕组线形成。所述绕组线端部段(19)与印刷电路板(18)在端侧电接通,所述绕组线端部段(19)从定子(5)相对于转动轴(100)沿径向向外延伸,并且在这个区域内通过绝缘位移触头(20)与印刷电路板(18)直接接通。
Description
本发明涉及一种具有方案1的特征的泵和一种具有方案6的特征的用于将定子与印刷电路板电连接的方法。
水泵通常具有直流电机。所述直流电机包括与电机轴连接并可转动地支承在壳体中的转子。所述转子设有永磁体。定子设置在所述转子中,所述定子在铁芯上带有一定数量的绕组。在适当地操控时,所述绕组产生磁场,所述磁场驱动所述转子转动。绕组通常卷绕成三相的并且相应地设有三个电接线端,通过这些接线端可以将绕组与控制单元(ECU)连接。在功率较小时,可以采用导体线路箔形式的汇流排。在功率较高时,绕组连线通过由铜板制成的汇流排接通。
为了对电机进行几何描述,假定电机的转动轴或纵轴为中心轴和对称轴。所述转子同心于转动轴绕定子设置。
本发明的目的是,提供一种泵,所述泵在定子的绕组与印刷电路板之间具有尽可能简单和持久的接通。
所述目的由具有方案1的特征的泵以及由具有方案6的特征的用于使定子与电路板电接通的方法来实现。
据此提出一种泵,所述泵包括电机,所述电机具有转子,所述转子绕转动轴可转动地安装,所述转子周向围绕定子,所述定子具有定子芯和缠绕在定子芯上的线圈,并且绕组由具有绕组线端部段的绕组线形成,所述绕组线端部段在端侧与印刷电路板电接通,其中,所述绕组线端部段从定子相对于转动轴线沿径向向外延伸,并且在这个区域内通过绝缘位移触头与印刷电路板直接接通。绕组线端部段被直接沿径向向外引导并在那接通。这种布置形式使得可以简单地直接接通,这种接通明显简化了装配。此外,所述绕组线端部段可以保持较短,因为所述绕组线端部段不必沿周向分布,这节省了材料成本。此外,由此还实现了较小的连接电阻。
优选地,所述绝缘位移触头被焊接到印刷电路板上。所述绝缘位移触头优选是IDC(Insulation displacement contact,绝缘位移连接器)。
在一个有利的实施形式中,所述绝缘位移触头沿周向和径向均匀分布地设置在电路板上,使得所述绕组线端部段对于所有相具有大致相同的长度。由此所有相具有相同的终端电阻。
优选地,所述定子和所述印刷电路板以其上侧和下侧相互平行地定向。
优选的是,所述绕组线端部段仅沿径向方向和沿转动轴的方向延伸。
此外,提出一种用于使泵的电机的定子与印刷电路板电接通的方法,其中,所述定子具有定子芯和缠绕在定子芯上的线圈,并且绕组由具有绕组线端部段的绕组线形成,所述绕组线端部段平行于所述泵的纵轴延伸,所述方法包括以下步骤:
·将所述绕组线端部段相对于所述纵轴沿径向方向向外弯曲,
·将定子相对于电路板定位成,在印刷电路板的上侧与定子的下侧之间具有预定的轴向间距,并且在定子的纵轴与印刷电路板的纵轴之间具有确定的间距,其中,所述印刷电路板和定子以其上侧和下侧相互平行地定向,
·将所述绕组线端部段的端部引入并压入设置在印刷电路板上的绝缘位移触头中,以便构成直接的电接触,
·使定子相对于印刷电路板移动,使得所述轴向间距增大并使得纵轴之间的所述间距为零。
所述纵轴之间的所述间距优选在5mm至25mm之间的范围内,特别是约为8mm。这个间距这里优选选择成,使得所述绕组线端部段在与印刷电路板接通时处于压入工具的可见范围内。
所述方法使得可以以简单的方式使定子与电路板在端侧接通。这里,在定子和电路板之间不必进行转动。通过偏移来实现将绕组线端部段压入绝缘位移触头的空间。此后,简单的弯曲操作来建立电机的几何形状,而不必使得连接结构受到过大的负载。
所述泵优选是水泵,特别是用于机动车辆的冷却剂泵。所述泵优选构造成干转子泵。所述印刷电路板优选与泵壳体相贴合,所述电路板特别是设置在定子和泵单元之间。
下面参考附图详细说明本发明的优选实施形式。相同的或作用相同的构件在图中用相同的附图标记表示。其中:
图1示出具有电机的泵的一部分的纵向剖视图;
图2示出定子和电路板处于装配位置的侧视图;
图3示出图1的布置形式的俯视图,以及
图4示出定子和电路板在电机中的处于安装位置的侧视图。
图1示出水泵1的一部分,所述水泵1具有电机2,所述电机2具有电机壳体3。在电机壳体3中设置转子4和定子5。所述转子4同心于转动轴100地围绕定子5。所述转子4与电机轴6连接以传递转矩。水泵1构造成干转子泵。电机2是无刷直流电机。定子5具有定子芯(未示出),所述定子芯同轴于转动轴100延伸并具有多个定子芯部段(未示出),围绕每个定子芯部段分别卷绕线圈7。线圈7仅示意性示出。绕组卷绕成三相的,所述绕组由具有绕组线端部段的绕组线形成,并且绕组线端部段与电路板18在端侧电接触。所述定子5固定地安装在电机壳体3的内部并且设置成用于通过线圈7产生随时间变化的磁场。磁化的转子4在周向围绕定子5。所述转子设置成用于,通过与由线圈7产生的随时间变化的磁场的相互作用而发生转动。
电机壳体3具有用于泵壳体8的连接结构。所述泵壳体8包括壳体部分9,所述壳体部分9具有基板10和居中地从基板10伸出的凸轴(Dom)11。所述基板10和凸轴11具有贯穿他们的中央开口12。所述定子5固定地配合在凸轴11的外侧上。电机轴6穿过壳体部分的所述中央开口12并且能转动地支承在凸轴11的内部。凸轴11内部的密封件、特别是机械密封件确保要泵送的液体不会进入电机2中。电机壳体3间接或直接地配合在泵壳体8上。凸轴11构成导热路径。
设有用于将印刷电路板连接到电控单元上的插接组件13。所述插接组件13沿转动轴100的方向设置在电机壳体3和泵壳体8、9之间。所述插接组件13具有基本上圆柱形的基体14,所述基体14具有护套15和圆形的底面,并且插接组件13以第一侧面环状地贴靠在电机壳体3上,并以第二侧面环状地贴靠在泵壳体9上。所述插接组件13在周向围绕电路板18。连接区域16从护套15的外侧沿径向向外凸出,在连接区域16内插入用于将电路板18连接到电控单元上的触头17。触头17延伸穿过连接区域16并且从护套15的内侧伸出。所述连接区域16构成插接件。
触头17优选在构成压配合连接的情况下与电路板18连接。但也可以设置传统的焊针连接或平焊触头,以便建立连接。
插接组件13用注塑法制造并且优选由塑料形成。所述插接组件可以与电机壳体一体地构成。
图2至4示出定子5和印刷电路板18的装配和安装位置。定子5的绕组具有绕组线端部段19,这些绕组线端部段19在一个端侧从定子的实际区域中伸出并且与印刷电路板18电接通。所述绕组线端部段19从定子5出发沿径向向外延伸。绕组线端部段对于全部三个相具有大致相同的长度。在电路板18上设置、特别是焊接与每个相相关的的绝缘位移触头20,特别是IDC(Insulation displacement contact,绝缘位移连接器)。所述绕组线端部段19首先平行于转动轴延伸,然后弯折成大致垂直于所述转动轴,此时,所述绕组线端部段沿半径定向。没有设置绕组线端部段19沿周向的弯曲。定子5和电路板18以其上侧和下侧相互平行地设置。为了获得足够的用于将绕组线端部段19置入和压入绝缘位移触头20的空间,在装配时在定子5和电路板18之间设置一定的偏移。为此,定子5和电路板18相对于彼此平行地移动,从而在定子的纵轴101和电路板的纵轴102之间形成间距a。这个间距a优选处于5mm至25mm之间的范围,特别是约为8mm。由于绕组线端部段19不必沿周向弯曲,因此,这些绕组线端部段19可以设计成长度相同的并且由此具有相同的电阻。
通过这个间距,在接通时,触点处于压入工具的可见范围中并且压入工具可以设置在触点的上方。在将绕组线端部段19压入绝缘位移触头20时,用工具实现对印刷电路板18的支撑,所述工具直接贴靠在印刷电路板18的下面。
在将绕组线端部段19压入绝缘位移触头20中之后,印刷电路板18与定子5之间的轴向间距b沿纵轴101、102增大,纵轴之间的间距a被均衡,并且使电路板18和定子5对齐。在此过程中,绕组线端部段19略微弯曲。在安装位置中,此时定子的纵轴101和印刷电路板的纵轴102相同。
此时进一步处理由印刷电路板和定子组成的组件。在装配图1中示出的泵时,然后,在下一个步骤中,将插接组件13沿转动轴的方向放置到电路板18上。由于插接组件13在周向围绕电路板18,因此有足够的间隙用于将插接触头17焊接在印刷电路板18上。另一方面,在压配合装配时,可以实现良好的支撑。在下一步装配步骤中,将定子5压套到泵壳体8的凸轴11上,并且此时通过对中环使其对中。这个装配步骤也可以在将插接组件放置到电路板上之前进行。印刷电路板18被保持在壳体部分9和插接组件13之间。在此后的装配步骤中,安装具有转子4和电机轴的转子组件。此时,将电机轴装入预装在泵壳体8、9中的支承结构中。接着,沿轴向方向将电机壳体3放置到这个预装配的组件上。在最后一个步骤中,优选将电机壳体3与插接组件13连接。插接组件13和泵壳体8、9优选相粘合。
Claims (9)
1.一种具有电机(2)的泵(1),所述电机(2)具有转子(4),所述转子(4)绕转动轴(100)可转动地安装,并且所述转子(4)周向围绕定子(5),所述定子(5)具有定子芯和缠绕在所述定子芯上的线圈(7),并且绕组由具有绕组线端部段的绕组线形成,所述绕组线端部段(19)在端侧与印刷电路板(18)电接通,其特征在于,所述绕组线端部段(19)从定子(5)相对于所述转动轴(100)沿径向向外延伸,并且在这个区域内通过绝缘位移触头(20)与所述印刷电路板(18)直接接通。
2.根据权利要求1所述的泵(1),其特征在于,所述绝缘位移触头(20)被焊接到所述印刷电路板(18)上。
3.根据权利要求1或2所述的泵(1),其特征在于,所述绕组线端部段(19)对于所有相具有大致相同的长度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的泵(1),其特征在于,在将所述绕组线端部段(19)压入所述绝缘位移触头(20)时,所述定子(5)和所述电路板(18)以其上侧和下侧相互平行地定向。
5.根据前述权利要求中任一项所述的泵(1),其特征在于,所述绕组线端部段(19)仅沿径向方向和转动轴(100)的方向延伸。
6.一种用于使泵(1)的电机(2)的定子(5)与印刷电路板(18)电接通的方法,其中,所述定子(5)具有定子芯和缠绕在所述定子芯上的线圈(7),并且绕组由具有绕组线端部段(19)的绕组线形成,所述绕组线端部段平行于所述泵的纵轴(100)延伸,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
·将所述绕组线端部段(19)相对于所述纵轴(100)沿径向方向向外弯曲;
·将所述定子(5)相对于所述印刷电路板(18)定位成,在所述印刷电路板(18)的上侧与所述定子(5)的下侧之间具有预定的轴向间距(b),并且在所述定子的纵轴(101)与所述印刷电路板的纵轴(102)之间具有确定的间距(a),其中,所述印刷电路板(18)和定子(8)以其上侧和下侧相互平行地定向;
·将所述绕组线端部段(19)的端部引入并压入设置在所述印刷电路板上的绝缘位移触头(20)中;
·使所述定子(5)相对于所述印刷电路板(18)移动,使得所述轴向间距(b)增大并使得纵轴之间的间距为零。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述间距(a)在5mm至25mm之间的范围内。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述间距(a)约为8mm。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法,其特征在于,所述间距(a)选择成,使得所述绕组线端部段(19)在与所述印刷电路板(18)接通时处于压入工具的可见范围内。
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