CN103429905B - 供热循环泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种供热循环泵，其具有泵壳体（1）和设置在该泵壳体中并由电动机驱动的泵叶轮，电动机的定子设置在与泵壳体（1）相连接的电机壳体（8）中；和设置在电机壳体（8）上的接线盒（12），用于电机绕组的电连接和容纳电机控制装置的电气和/或电子元件，其中，接线盒（12）由至少两个材料配合地彼此连接的部分组成，并且接线盒（12）相对于电机和外部环境密封封闭。

Description

供热循环泵

技术领域

本发明涉及一种供热循环泵。

背景技术

在现有技术中已有这种供热循环泵。它们通常包括具有吸入套管和压力套管的泵壳体以及设置在泵壳体中的泵叶轮。为了驱动泵叶轮而配备电动机，电动机的轴承载泵叶轮。环绕转子的定子设置在壳体中，该壳体在其面向泵壳体的一侧具有法兰或类似的连接元件，电机壳体、特别是定子壳体通过该连接元件与泵壳体相连接。设置接线盒用于电机的电连接，该接线盒设置在定子壳体的背向泵壳体的轴向侧。接线盒通常还包括电机电子装置，例如变频器。在专利文献DE 102004030721 B3中提出了一种上述类型的供热泵。

这种中小型的供热循环泵已经大批量的生产，因此即使是最小程度的改进也可能意味着在制造和/或装配方面的巨大节省。一方面使这种泵在技术上进一步提高并更加可靠，另一方面对制造和装配成本的降低始终人们努力的目标。

发明内容

该目的通过根据本发明的供热循环泵实现。本发明的优选的实施方式在其它部分和附图中给出。

根据本发明的供热循环泵具有泵壳体，并在泵壳体中设置由电动机驱动的泵叶轮，电动机的定子设置在与泵壳体相连接的电机壳体中。在电机壳体中设置接线盒，用于电机绕组的电连接以及用于容纳电机控制装置的电气和/或电子元件。根据本发明，接线盒由至少两个彼此材料配合地连接的部分组成，在此，将接线盒设计为，相对于电机和周围环境被密封封闭。

本发明的基本思想是：将特别是用于容纳对湿度敏感的电机电子装置的接线盒设计为，相对于电机和周围环境是密封封闭的。为了确保实现此目的，根据本发明将相关的接线盒构件设计为，使它们材料配合地彼此连接。这些构件通常是指接线盒基体，并用盖将其封闭，但是接线盒也可以不同的方式构成，例如沿对角线分割。由于这些构件材料配合地彼此连接(这通常并不必须在生产中发生)，因此能够可靠、长期地确保接线盒的气密地密封连接，由此可以显著提高电机控制器的设置在接线盒中的敏感电气和/或电子元件的寿命，特别是在潮湿、恶劣的环境中。此外，接线盒的这种材料配合的连接成本较低，因为可以完全取消位于这些构件之间的密封件。在某种程度上还排除了由于密封件的老化而造成的系统不密封。此外，接线盒的这种不可逆转的封闭的优点在于，在接线盒内部不需要采取特别的预防措施来防止发生触电，例如在具有可拧开的接线盒盖的接线盒中常常会出现这样的危险。最后，根据本发明的设计方案使得能够将接线盒与位于其中的电机控制器一起进行简单地更换，由于原则上没有设置接线盒的可开放性，修理只能在专业的操作中进行，如果需要的话。

特别优选接线盒由至少两个由热后可塑性合成材料构成的构件组成，例如接线盒基体和盖，它们通过焊接密封且不可拆开地彼此连接。这种热塑性合成材料可以只需要很少的技术费用就能可靠、密封地彼此焊接在一起，由此，一方面可以通过不使用密封件以及习惯常用的螺丝连接来降低生产成本，另一方面还可以形成气密密封的接线盒。

在此优选将接线盒设计为，其具有单侧开放容器形状的基体，并通过盖来封闭该基体。盖也可以延伸越过接线盒的部分侧壁，此时可以在该区域中良好地实现焊接引导(Schweiβnahtführung)。由于前面已经提到供热循环泵需要的数量很大，因此优选接线盒由注塑成型件构成，这是大规模生产的理想选择，而且由于热可塑性，是可焊接的。

特别是在利用相对纤细的永磁转子工作的现代中小型供热循环泵中，优选将接线盒设置在电机壳体的背对泵壳体的轴向侧面上，因为一方面可以为电机电子装置提供足够的空间，另一方面也可以根据需要使电机的定子被完全或部分地搭接，从而从设计上获得理想的外观并能够在很大程度上放弃对电机壳体的加工。

特别是在设计为湿运行的电机中优选采用对接线盒的密封连接。为了在转子被卡住时，即使是在电磁力不够的情况下也能够使转子再次启动，合适的是通过可关闭的壳体开口接近电机侧的轴端部，就像在大多数供热循环泵中通过位于端面轴向壁中的螺纹塞设置该轴端部一样。为了在设置接线盒时在电机的轴向侧确保这样的安排，根据本发明的一种扩展方案，将接线盒设计为环形的，从而可以引导工具等传过接线盒的中央凹槽，以打开电机壳体的壳体开口以使轴转动，并再次关闭壳体开口。

优选接线盒底部是封闭的，以确保不会有湿气从电机侧侵入接线盒。在此优选使接线盒底部与电机的轴向端壁间隔开设置，以实现热隔离。

根据本发明的一种扩展方案，为了在将接线盒底部构造为封闭的同时为与电机绕组的电连接提供所需要的接触件，将该接触件浇铸在接线盒底部中，即，在喷铸过程中将接触件布置在模具中，从而能够在喷铸过程之后使接触件与相应的接线盒底部构件一体化地构成。在此适宜地是将从接线盒引出的接触件作为电插拔连接件的一部分，其另一部分在电机侧用于与电机绕组的电连接。这种电插拔连接的优点在于：例如当电机绕组有缺陷或电机控制器发生故障时可以更换这些组件。

根据本发明的一种扩展方案，将电接触件浇铸在接线盒的侧壁中，并在那里作为插头或插座构成插拔连接件的一部分，插拔连接件的另一部分由电连接导线的相应的插座或相应的插头构成。因此，根据本发明的接线盒无论是在电机侧还是在电源侧都可以在无工具的情况下实现连接。

为了确保能够实现无工具连接和无工具安装，优选利用卡锁连接件将接线盒固定在电机壳体和/或泵壳体上。在此优选将卡锁连接件设计为，其与电插拔连接件共同作用，或者使电插拔连接件构成卡锁连接件的一部分或多个卡锁连接件中的其中一个。在这种实施方式中，通过简单地将接线盒插在电机壳体上，不仅可以在接线盒和电机壳体之间建立机械连接，而且可以在接线盒和电机绕组之间建立电连接。当接线盒的一部分与电机壳体搭接时，也可以在接线盒和泵壳体之间设置卡锁连接件。

根据本发明的一种扩展方案，将散热器浇铸在接线盒壁中，以便例如能够适当地将在接线盒中产生的废热导向外面，特别是输送到设置在那里的冷却体中。优选将这种散热器浇铸在接线盒壳体的不面对电机壳体的一侧。这种散热器可以由铸造金属体构成，还可以将冷却体纳入壳体壁中，在此，在接线盒的内部与产生热的电力电子元件建立导热连接。替代地还可以利用卡锁连接件将这种散热器放置在接线盒的外侧面上。

特别是在很大数量的情况下，对制造技术更加有利的是利用导热合成材料来制造散热器，并利用双组份注塑成型技术将其与构成部分接线盒的构件一起喷铸。

特别优选接线盒由两个能够通过激光焊接彼此连接的部件组成，因为利用这种焊接技术可以简单、快速地建立可靠的密封焊接处。在此优选穿过这两个部件中的一个进行穿透焊接(hindurchgeschweiβt)，即，其中一个部件对于激光光束来说是可穿透的，而另一个部件是不可穿透的。激光光束穿过可透过激光光束的部件对准不能透过激光光束的部件，由此使得在分界缝区域中的材料被熔化并紧密地相互结合。在此特别优选接线盒基体，也就是一侧开放的容器由不能透过激光的材料制成，而与其相连的盖由激光可穿透的材料制成，因为此后焊接可以从容易接近的、背对电机的接线盒的外侧进行。因此，焊接实际上可以在生产过程中在任意适合的时间进行，首先制造出接线盒以及位于接线盒中的电气和电子元件，然后通过焊接将接线盒密封封闭，或者在安装在电机上之后进行这种密封连接。因此，这种激光焊接技术是特别有利的，因为通常只有难以接近的位置才进行焊接，例如在接线盒的中央凹槽的范围内。

附图说明

下面根据附图中所示出的实施例对本发明做详细说明。图中示出：

图1以简化的透视图示出了根据本发明的供热循环泵，

图2以与图1相应的视图示出了带有径向扩展部分的接线盒，

图3以透视分解图示出了泵、电机和接线盒，

图4以透视分解图示出了如图3所示的接线盒的结构，

图5示出了从下面看到的接线盒的透视图，

图6以纵向截面透视图示出了接线盒和已安装有泵叶轮的电机，

图7以放大视图示出了位于接线盒和电机之间的接地接触件区域中的纵向截面图，

图8以放大视图示出了从泵侧面看到的电机壳体法兰的角部区域。

具体实施方式

如图1以及图3至图8所示的供热循环泵具有离心泵，其包括泵壳体1，该泵壳体具有吸入套管2和压力套管3以及设置在二者之间的导引通道，导引通道将来自吸入套管2的液体输送到支承在泵壳体1内部的泵叶轮5的吸入口4，泵叶轮5的输出侧连接在通向压力套管3的通道上。

供热循环泵具有电机，在此为湿运行电机，其转子6在充满液体的缝管7中运行。缝管7被定子(即在四周围绕缝管7设置的电机绕组)以及用于容纳定子的电机壳体8所围绕。转子6具有中间轴9，其延伸至泵壳体1中并承载着泵叶轮5，从而将转子6的转动运动传递到泵叶轮5上。

电机壳体8在其指向泵壳体1的一侧具有法兰10，电机壳体8通过该法兰连接在泵壳体1上，并通过四个螺丝11在该法兰的角部区域中与泵壳体1密封、固定地连接。在所示出的实施方式中，泵壳体1和电机壳体8由金属制成并制造为铸件。

在这里所示出的供热循环泵中，电机壳体8是金属铸造壳体。但是对于本发明而言，该壳体也可以由浇铸而成的定子构成，例如将定子绕组浇铸在合成材料中。还可以将电机壳体设计为注塑件。需要指出的是，在下面将要详细说明的接地接触件将被单独纳入合成材料的内部，并与定子铁芯以及电机的金属缝管导电连接。

该供热循环泵具有接线盒12，该接线盒由合成材料制成并安装在电机壳体8的背向泵壳体1的轴侧上，并与电机壳体8在其轴侧完全搭接，并在径向、即外周侧部分搭接。

在此以及下面所列出的轴向和径向空间条件涉及到转子6或泵叶轮5的转动轴13。轴侧是指相对于转动轴13基本上垂直延伸的一侧，而径向表面是指平行于转动轴延伸的面。

电机壳体8在法兰区域中具有圆化的、基本上为正方形的横截面，而电机壳体的其他部分，也就是与接线盒12相连的部分具有基本为环形的横截面，并因此具有圆柱形护套形状的外周面。当泵壳体1和电机壳体8通过四个螺丝11可拆卸地彼此连接时，由合成材料制成的接线盒12通过卡锁连接件固定在电机壳体1上。为此，接线盒12具有四个从接线盒的侧壁14向泵壳体14延伸的舌形件15，在舌形件的端部上在侧面设置卡锁凸出部16，其向后啮合在电机壳体8中的卡锁凹槽17中，该卡锁凹槽在电机壳体8上模制于法兰10的区域中。这些卡锁凹槽17分别由从法兰10通向接线盒12的管状导向件18中的梯级(Stufe)在电机壳体8上形成(见图8)。

在将接线盒12沿轴向方向、即插入方向19插在电机壳体8上的过程中，舌形件15到达与其中心对齐设置的导向件18中，在此，卡锁凸出部16通过舌形件的横向偏转侧向向内越过构成卡锁凹槽17的梯级，并在超出之后通过舌形件15的弹性复位向外锁住，从而将接线盒12保留在电机壳体8上。

沿转动轴13的方向看，接线盒12具有基本上为矩形的外轮廓，并且在角部区域中，即在螺丝11的虚拟轴向延长部的区域中开槽，因此，即使已安装接线盒12，沿轴向方向放置的工具也可以接近螺丝11。该角部凹槽标记为20。

在这种造型中，在所示出的垂直安装位置(吸入套管2和压力套管3彼此垂直地上下重叠)上得到接线盒12的水平边缘区域21和垂直边缘区域22。

在所示出的实施方式中，垂直边缘区域22用于实现电接触，而水平边缘区域21用于电子配件在接线盒内部的安放。由于相同结构的泵可以配备具有不同电机电子装置的电动机，因此对比图1和图2可以清楚地看到，当使用不同的接线盒时(其唯一的不同之处在于水平边缘区域21的径向延伸)，接线盒的内部容积可以在不改变电连接的情况下发生变化，并且不管是在电机侧还是在接线盒侧。在图2中将扩展的水平边缘区域标记为21a，并将接线盒标记为12a。

在垂直边缘区域22中设置电接触件，并且在接线盒12的轴向方向上沿朝向泵壳体1的方向看，在右边的垂直边缘区域22中设置至电机绕组的接触件23，在左边的垂直边缘区域22中设置从电机的电接口引向插入式接口的接触件24。在如图6所示的截面图中可以看到接触件23和24。它们分别由金属片构成，也就是构造为冲压件，并构造为按组相同的，即，所有的接触件23彼此结构相同，而所有的接触件24彼此结构相同。

所有的接触件23和24以及其他设置在垂直边缘区域22中左侧、用于电机控制器的接触件25在接线盒12中结束于电路板26，为清楚起见，该电路板在如图6所示的视图中并未示出，但是在如图4所示的分解图中可以清楚地看到，并且其承载着电机控制器的电气和电子元件，在此特别是变频器。

接触件23、24和25被密封地铸入由热塑合成材料制成的接线盒12中，并且接触件23位于接线盒12的底部27中，接触件24和25位于底部27中或与其相邻的侧壁14上。

接线盒12的底部27是完全密闭的，并与电机壳体8的轴向壁28间隔开(见图6)。底部27过渡到同样密闭的侧壁24中，侧壁14的轴向端部通过同样为密闭的盖29封闭(相对于接线盒的内部封闭)。盖29通过环绕的焊缝30而材料配合地与由底部27和壁14构成的接线盒12的基体相连接。通过这种方式不仅可以紧密地，而且还可以密封地封闭接线盒内部，即，能够可靠地保护位于接线盒内部的、敏感的电子元件免于灰尘、水和气体的伤害。

焊缝30通过盖侧的激光焊接构成。为此，盖29由可透过激光的材料制成，而基体，也就是底部27和侧壁14，由基本上不能透过激光的材料制成。在进行这种焊接时，激光束从盖侧出来指向侧壁14的面向盖的端面。在此，激光束通过可透过激光的盖29到达侧壁14的端面，在那里激光将材料熔化，这些材料基于热效应与盖材料熔结并通过这种方式在侧壁14和盖29之间形成密封的焊接处，由此使接线盒12对外密封封闭。在此，这种焊接不仅在位于外面的壁14的区域中进行，而且还在中央凹槽31的区域中，即在通常对于焊接而言极难进入的位置上进行。

中央凹槽31贯穿接线盒12，该中央凹槽沿轴向方向延伸，并通过塞子42加以封闭且不与接线盒的内部相连接。凹槽31通往位于电机壳体8的轴向壁28中且同样用螺丝封闭的开口，通过该开口可以接近轴9的自由端部，从而在转子6被卡住时能够用手使其自由地转动。用于封闭该开口的螺丝是内六角平头螺丝，在此，将内六角形插口(Innensechskantaufnahme)设计为，在移除螺丝时可以将螺丝保留在工具上，从而在移除塞子42时可以用扳手移除螺丝，然后利用其他的工具手动转动轴9。然后再以相反的顺序再次封闭开口。凹槽31沿轴向方向贯通接线盒12，从而在接线盒12中获得密封封闭的环形空间。

对于设置用于连接电机绕组的接触件23而言，其根据插座32的类型形成于接线盒12的底部上并且是在右边的垂直边缘区域22中。在电机壳体8上设置位于轴向壁28上且朝着接线盒12轴向突出的插头33，其在将接线盒12插在电机壳体8上时与插座32相连接，由此在接线盒12和电机绕组之间建立电连接。

在与接线盒12的垂直边缘区域22相对的左边一侧设置对应插座34的带有引脚的接触件24和对应插座35的接触件25。如图7所示，其中一接触件24为接地接触件，用于使金属电机壳体8与相应的插座34的接地端或与相应的接线盒12内部的电路板26上的接地端相连接。为此，接触件24在引脚上具有插入件36，该插入件在板平面上呈略微的凸球状，并在插入件36的插入方向上具有中央纵向凹槽37。为了与接地接触件的插入件36中心对齐，在电机壳体8的轴向壁28上的轴向突起39中设置插座型的凹槽38。凹槽38的横向尺寸略小于位于凸球状区域中的插入件36的横向尺寸，因此在将插入件36插入凹槽38中时，该插入件至少弹性地、也可能是塑性地变形，从而确保在电机壳体8中在插入件36和凹槽38之间形成紧密的接触并因此确保可靠的接地。为了使插入件36在必要时也能够塑性地变形，设置了凹槽37。

通过模塑成型与接地接触件相一致地构成的非接地接触件24同样具有带有凹槽37的插入件36，但是在插入件36的区域中被合成材料包封，在此，电机侧是一自由空间，因为突起39几乎正好设置在接地接触件的插入件36的区域中。

接触件24以及因此而特别与电机壳体8紧密连接的接地接触件在底部27中或在侧壁14中分叉成两个引脚(见图7)，并从接线盒斜向延伸至泵壳体1，沿着电机壳体8的外周平行地结束，但是与电机的法兰10间隔开，并在那里弯曲180°，在这里接触件24共同构成插座34，用于接收位于供电线路电缆端部上的连接插头。插座34的外壳与接线盒12一体化地制成。插座34相对于接线盒12错开地设置在电机壳体8的旁边在其外周上。插入插座34中的插头可以沿轴向方向、也就是沿朝向泵壳体1的方向插入，并位于接线盒12的旁边，确切地说位于左边的垂直边缘区域22的旁边。插座34具有卡锁凸出部40，其是卡锁连接件的一部分，卡锁连接件的另一部分设置在配对件上，也就是插头上。

接受接触件25的插座35以类似的方式从接线盒12中引出，但是要通过侧壁14。在如图3所示的视图中，在那里形成的插座35在接线盒12的外周上毗邻左边的垂直边缘区域22，但是却不像插座34那样相对于电机壳体8错开设置，而是直接位于接线盒12的旁边。插座35具有卡锁凸出部41，用于确保防止插入该插座中的插头松脱。插座34和35如同插座32一样利用注塑技术与接线盒12一体化制成，也就是在制造接线盒基体的过程中对接触件23、24、25进行注塑包封。

将插座34和35设计为扁平插座，使其接触件24或25分别并排地位于基本上平行于电机壳体8的平面上。通过这种布置可以使得电机壳体8或接线盒12旁边的径向空间相对较小。

如果电机壳体不是金属铸造壳体，而是合成材料壳体或围绕定子的浇铸材料，则需要为电机壳体突起中的凹槽38配备接触件，例如由中空圆柱形的金属插座构成，其与定子铁芯和金属缝管7导电连接，以便在供热循环泵的某个组件由于定子故障而通电时确保电气安全。

附图标记列表

1 泵壳体

2 吸入套管

3 压力套管

4 吸入口

5 泵叶轮

6 转子

7 缝管

8 电机壳体

9 轴

10 电机壳体的法兰

11 螺丝

12 接线盒

12a 图2中的接线盒

13 轴和泵叶轮的转动轴

14 接线盒侧壁

15 接线盒的舌形件

16 舌形件上的卡锁凸出部

17 卡锁凹槽

18 导向件

19 插入方向

20 角部凹槽

21 接线盒的水平边缘区域

21a 图2中的接线盒的水平边缘区域

22 垂直边缘区域

23 与电机的接触件

24 与外部电源的接触件

25 用于电机控制器的接触件

26 电路板

27 接线盒的底部

28 电机壳体的轴向壁

29 接线盒的盖

30 焊缝

31 接线盒中的中央凹槽

32 接线盒底部中的插座

33 电机壳体上的插头

34 接触件24的插座

35 接触件25的插座

36 接触件24的插入件

37 插入件中的凹槽

38 突起39中的凹槽

39 电机壳体上的突起

40 插座34上的卡锁凸出部

41 插座35上的卡锁凸出部

42 用于凹槽31的塞子

Claims (17)

1.一种供热循环泵，其具有泵壳体(1)和设置在该泵壳体中并由电动机驱动的泵叶轮(5)，该电动机的定子设置在与所述泵壳体(1)相连接的电机壳体(8)中；和设置在所述电机壳体(8)上的接线盒(12)，用于电机绕组的电连接和容纳电机控制装置的电气和/或电子元件，其特征在于，所述接线盒(12)由至少两个由热塑合成材料制成的部件构成，通过材料配合地彼此焊接使这两个部件密封、不可拆开地连接，并且所述接线盒(12)相对于电机和外部环境密封地封闭。

2.如权利要求1所述的供热循环泵，其特征在于，所述接线盒(12)由单侧开放的容器构成，并通过盖封闭。

3.如权利要求1所述的供热循环泵，其特征在于，所述接线盒(12)由合成材料注塑成型件构成。

4.如权利要求2所述的供热循环泵，其特征在于，所述接线盒(12)由合成材料注塑成型件构成。

5.如权利要求1-4中任一项所述的供热循环泵，其特征在于，所述接线盒(12)设置在所述电机壳体(8)的背对所述泵壳体(1)的轴向侧面上。

6.如权利要求1-4中任一项所述的供热循环泵，其特征在于，所述电机是湿运行电机，电机侧的轴端部能够通过可闭合的壳体开口接近，并且所述接线盒(12)构造为环形的。

7.如权利要求1-4中任一项所述的供热循环泵，其特征在于，所述接线盒的底部(27)构成为封闭的并相对于所述电机的轴向壁(28)间隔开地设置。

8.如权利要求7所述的供热循环泵，其特征在于，将电接触件浇铸在所述接线盒的底部(27)中并作为电插拔连接件的一部分，该电插拔连接件的另一部分用于在定子侧与电机绕组电连接。

9.如权利要求1-4中任一项所述的供热循环泵，其特征在于，将电接触件浇铸在所述接线盒(12)的侧壁(14)中，并作为插头或插座构成插拔连接件的一部分。

10.如权利要求1-4中任一项所述的供热循环泵，其特征在于，所述接线盒(12)借助于至少一个卡锁连接件固定在所述电机壳体(8)和/或泵壳体(1)上。

11.如权利要求1-4中任一项所述的供热循环泵，其特征在于，在所述接线盒的侧壁(14)上或在其中设置散热器。

12.如权利要求11所述的供热循环泵，其特征在于，所述散热器设置在不朝向所述电机壳体(8)的一侧。

13.如权利要求11所述的供热循环泵，其特征在于，所述散热器由金属制成。

14.如权利要求11所述的供热循环泵，其特征在于，所述散热器由导热合成材料制成，并通过双组份注塑成型技术与所述接线盒(12)的部件一起制成。

15.如权利要求2或4所述的供热循环泵，其特征在于，所述至少两个由热塑合成材料制成的部件通过激光焊接彼此连接。

16.如权利要求15所述的供热循环泵，其特征在于，所述至少两个由热塑合成材料制成的部件中的一个部件是可透过激光光束的，而另一个部件是不可透过激光光束的。

17.如权利要求16所述的供热循环泵，其特征在于，所述单侧开放的容器由不可透过激光光束的材料制成，而所述盖由可透过激光光束的材料制成。