CN103443468B - 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，该电动机设置在轴向与泵壳体(1)法兰连接的电机壳体(8)中；和轴向连接在电机壳体(8)上的接线盒(12)，用于放置电机控制装置的电气和/或电子元件以及电机的电连接；其中，接线盒(12)至少部分地径向超出电机壳体(8)的接线盒侧的端部，并且该接线盒具有沿轴向方向看为长方形的外部轮廓，该外部轮廓在角部区域中带有留空，该留空设置在螺丝(11)的轴向延长部中，电机壳体(8)的法兰(10)通过该螺丝固定在泵壳体(1)上。

Description

供热循环泵

技术领域

本发明涉及一种供热循环泵，其具有：泵壳体和设置在该泵壳体中并由电动机驱动的泵叶轮，该电动机设置在与所述泵壳体轴向法兰连接的电机壳体中；和轴向连接在所述电机壳体上的接线盒，用于放置电机控制装置的电气和/或电子元件以及用于电机的电连接，其中，所述电机壳体在电机法兰和接线盒之间的区域中沿轴向方向具有环形的基本轮廓。

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

本发明的目的通过根据本发明的供热循环泵得以实现。本发明的优选的实施方式在从属权利要求和附图中给出。

根据本发明的供热循环泵具有泵壳体以及设置在泵壳体中并由电动机驱动的泵叶轮，该电动机设置在与泵壳体轴向法兰连接的电机壳体中。在电机壳体上轴向连接接线盒，该接线盒用于容纳电机控制装置的电气和/或电子元件以及实现对电机的电连接，根据本发明将接线盒设计为，其在径向上至少部分地高出电机壳体的接线盒侧的端部，并具有沿轴向看基本上为长方形的外部轮廓，该外部轮廓在角部区域中包括留空，该留空设置在螺丝的轴向延长部中，电机壳体的法兰通过螺丝固定在泵壳体上。

根据本发明的解决方案的基本思想是：将接线盒设计为，其径向高出在连接区域中通常为环形的电机壳体，确切地说是相对于基本上为长方形的外部轮廓，在此，将角部区域空出，因为该区域将与用于将电机壳体的法兰固定在泵壳体上的螺丝对齐。这种留空将确保工具可以接近螺丝头部，工具沿螺丝的轴向方向从接线盒伸出，即，例如是螺丝刀或内六角扳手。也就是说，接线盒可以适当地扩展到大多数情况下不可用且通常位于泵壳体的径向外部轮廓内的区域中。

优选接线盒在其径向高出电机壳体的区域中具有固定装置，通过该固定装置将接线盒固定在电机壳体上。这种设计是特别有利的，因为此时固定装置不是嵌接在电机壳体的接线盒侧端部上以及电机壳体的环形部分的外周上，而是有利地嵌接在电机壳体的法兰区域中。这样的设计对于铸造壳体而言在工具技术上是特别有利的，并因此在制造技术方面也是有益的。

优选该固定装置由卡锁连接件构成，其沿轴向和径向至少部分地搭接电机壳体。这种卡锁连接件的优势在于，可以不用工具而将接线盒安装在电机壳体上。

为了能够实现轴向搭接，在电机壳体的法兰区域内设置凹部，优选卡锁连接件嵌接在该凹部中，卡锁连接件设置在舌形件上，该舌形件从接线盒的径向超出部分在轴向方向上沿电机壳体延伸，并模制在接线盒上。优选将舌形件模制在接线盒的侧面上，在该侧面上还设有接触件穿孔(Kontaktdurchführung)，即，一方面至电机，另一方面至电插拔连接。这种舌形凸出部可以与接线盒的基体一体化制成，并且不仅将接线盒固定地保持在电机壳体的法兰上，而且还能够确保接线盒接触件与电机之间的电连接。

优选在接线盒的边缘区域中在两个彼此相对的侧面上，在一侧设置用于电机绕组的接触件，在另一侧设置用于电连接的接触件，并且接线盒在至少一个相对于其中设有接触件的相对的侧面错开90°的侧面上与接触件从其引出的相对侧面相比至少在径向上更多地超出电机壳体。通过这种布置，在传统的竖直安装泵的过程中，即在使吸入套管和压力套管基本上彼此竖直重叠设置且使转子的转动轴相对于其垂直设置，即水平设置的过程中，可以有利地使电插拔连接件的电连接插头或电连接插座位于侧面，即在安装位置上位于电机或接线盒的右边或左边，而径向超出的区域位于上边或下面，也就是说在那里实现泵的布线并且大多数不用的自由空间位于电机侧或接线盒侧。因为为了能够更换泵，吸入套管和压力套管的区域，特别是在结构紧凑的供热设备(其中也集成有这种泵)中，必须是从前面、即沿泵的转动轴的方向或与其平行地可接近的。

这样布置的特别有利之处在于，可以针对相同类型的电机使用不同的接线盒，例如具有用于电机的脉冲宽度控制器(Pulsweitersteuerung)的接线盒，具有集成的变频器的接线盒和具有大量传感器件的接线盒。然后，通过相对于电连接件错开90°的区域的相对较宽或不太宽的径向超出可以形成不同的结构空间，在此，无论是用于电机的电连接，还是用于插头的电连接都可以保持不变。这即使对于工具技术而言也是有利的，因为相应的不同设计的接线盒可以根据合适的工具设计利用相同的工具设立。

优选穿过接线盒壁的接触件是浇铸而成的并在接线盒的内部结束于电路板上。这种设计对于制造技术是有利的，因为接触件在喷铸过程中固定、密封地与接线盒壁成为一体，从而一方面形成了固定连接，另一方面也形成了液体密封连接，这特别有利于将接线盒构造为封闭的，以便可靠地保护位于其中的电气和电子元件不会受到湿气的影响。在此设置了用于电机绕组的接线盒的接触件，负责对电机绕组的电连接；还配有其它的接触件，其通过电插拔连接件的插头或插座从接线盒内部向外引出并形成对供热循环泵的电连接。优选将构成接线盒壳体的合适构件，也就是至少与接线盒的一部分一体化地构造为注塑件的这种插头或插座设置为，使其相对于接线盒轴向错开并邻近电机壳体设置。由此将确保使插拔连接件设置在供热循环泵的旁边，即，没有沿轴向方向超出供热循环泵。

如果电机是在供热循环泵中常用的湿运行电动机，则在一种扩展方案中，优选使接线盒底部相对于电机壳体间隔设置并优选构造为封闭的。因此，一方面在电机壳体和接线盒之间需要确保热分离，另一方面需要可靠地阻止所输送的液体渗入接线盒中，例如，这可能发生在电机侧的塞子相对于轴端部的入口不密封的情况下。尽管接线盒是周相连接在电机壳体上，但是为了在电机故障时能够从背对泵的一侧到达电机的自由的轴端部，优选使接线盒具有可以从外面进入的、去往转子室的轴向中央通道。需要指出的是，该通道相对于接线盒的内部是密封的。通常可以由此获得环形结构的接线盒。

优选电机采用具有六个绕组的三相直流电机。这种类型的永磁电机是高效的并且可以通过以任意的实际转速加以控制。优选将变频器设置在接线盒中。

六个绕组不仅有利于电机的效率，而且还有利于其布局，因为电机壳体在电机法兰和接线盒之间的区域中可以沿轴向方向具有环形的基本轮廓，这将使地电机具有较小的尺寸，并因此为接线盒以及位于其中的电子装置提供了必需的自由空间。

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 (11)

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)，该电动机设置在与所述泵壳体(1)轴向法兰连接的电机壳体(8)中；和轴向连接在所述电机壳体(8)上的接线盒(12)，用于放置电机控制装置的电气和/或电子元件以及用于电机的电连接，其中，所述电机壳体(8)在电机法兰(10)和接线盒(12)之间的区域中沿轴向方向具有环形的基本轮廓，其特征在于，所述接线盒(12)在径向上至少部分地超出所述电机壳体(8)的接线盒侧的端部，并且所述接线盒具有沿轴向方向成长方形的外部轮廓，该外部轮廓在角部区域中具有留空(20)，该留空设置在螺丝(11)的轴向延伸部中，所述电机壳体(8)的法兰(10)通过所述螺丝(11)固定在所述泵壳体(1)上。

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)在其径向超出所述电机壳体(8)的区域中具有固定装置，所述接线盒(12)利用该固定装置固定在所述电机壳体(8)上。

3.如权利要求2所述的供热循环泵，其特征在于，所述固定装置具有卡锁连接件，其在径向和轴向上搭接所述电机壳体(8)。

4.如权利要求3所述的供热循环泵，其特征在于，在所述电机壳体(8)的法兰区域中设置凹槽(17)，设置在舌形件上的卡锁凸出部嵌接在该凹槽中，该舌形件从所述接线盒(12)的径向超出部分在轴向方向上沿所述电机壳体(8)伸展，并将其模制在所述接线盒(12)上。

5.如权利要求4所述的供热循环泵，其特征在于，所述舌形件模制在所述接线盒的设有接触件穿孔的侧面上。

6.如权利要求1至5中任一项所述的供热循环泵，其特征在于，在所述接线盒(12)的垂直边缘区域的两个相对的侧面上，在一侧设置用于电机绕组的接触件(23)，另一侧设置用于电连接的接触件(24)，所述接线盒(12)在至少一个相对于所述相对的侧面错开90°的侧面上比在所述相对的侧面上在径向上更多地超出所述电机壳体(8)。

7.如权利要求1至5中任一项所述的供热循环泵，其特征在于，穿过接线盒壁(14，27)的接触件(23，24，25)浇铸而成，并在所述接线盒(12)的内部结束于电路板(26)上。

8.如权利要求6所述的供热循环泵，其特征在于，将所述用于电连接的接触件(24)设计为插拔连接件的插头或插座(34)，该插头或插座(34)构成接线盒壳体的一部分，并相对于所述接线盒(12)轴向错开且相邻于所述电机壳体(8)设置。

9.如权利要求1至5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，并且接线盒底部与所述电机壳体(8)间隔开地设置。

10.如权利要求1至5中任一项所述的供热循环泵，其特征在于，所述接线盒(12)具有可以从外面进入的、至转子室的轴向中央通道(31)。

11.如权利要求1至5中任一项所述的供热循环泵，其特征在于，所述电机是具有六个绕组的三相直流电机。