特別用於池塘、水族池和噴水池等的水泵的製作方法
2023-08-09 00:40:31
專利名稱：特別用於池塘、水族池和噴水池等的水泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種按權利要求1前序部分所述的特別用於池塘、水族池和噴水池等的水泵。該泵應設計用於在大約100和900瓦之間的功率範圍。這樣，實際上在池塘領域中，相對較大的泵具有異步電動機，該異步電動機具有高的材料耗費並且因此是比較昂貴的。其效率也經常是不令人滿意的。
背景技術：
小的泵已經部分地被同步電動機驅動，但是該同步電動機必需與昂貴的控制裝置相連接。在此局部地對電氣元件和連接裝置進行密封是困難的。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種水泵，其效率相對於相同的功率級的傳統的泵是提高的，並且該水泵較易於製造且可輕鬆地運轉。
該目的按本發明通過具有權利要求1的特徵的水泵達到。通過使用電子換向的電動機在大約100至900瓦的功率範圍內可以顯著地提高泵的效率。其中使得包括定子的泵電動機的製造材料和成本低廉的，所述定子由一疊相應的整體的疊片(Blechschnitte)製成。通過用於控制電動機的控制電子裝置直接集成在泵中，可以使泵的可能出現的維修需要減到最少，該控制電子裝置設置在電動機殼體部分內部並且與定子和線圈不透水地澆鑄在一起，因為所有主要的電氣和電子元件組合在一起並且通過澆鑄完好地防止水的滲入。
如果使用一個兩極的永久磁鐵作為轉子和一個具有六個定子極和相應的容納在其上的六個線圈的定子，在效率和成本方面可以對泵進行優化。所述兩極的永久磁鐵可以基本上由一個整體的兩極的磁鐵環組成，該磁鐵環在直徑上是被磁化的。一個這樣的磁鐵環可以簡單地並且因此成本低廉地製造。
按本發明定子由多個相互堆疊的定子片製成，所述定子片單件地衝制。這相對於多件式組裝的定子減少了裝配費用，在所述定子中單個地使用定子極。
其他特徵和細節從從屬權利要求和以下描述的附圖所示的實施例中得出。附圖中圖1按本發明的泵的外觀透視圖；圖2圖1泵的縱向剖視圖；圖3在安裝線圈時在圖2的平面III中的泵電動機的定子的橫截面圖；圖4具有完全安裝的線圈的圖3的對象；圖5沒有繞組在線圈上的圖4的對象的透視圖。
具體實施例方式
在圖1示出的泵具有一外殼1，該外殼基本上包括一泵殼體部分2和一電動機殼體部分3。該泵殼體部分2具有一個吸入口4和一個用於待抽吸的水的排出口5。這兩個殼體部分2、3以簡單的方式例如如圖所示經由一帶附加的螺栓緊固裝置7的卡鎖連接裝置6相互連接。
在圖2以剖視圖示出泵的內部。在吸入口4和排出口5之間，在泵殼體部分2中，一葉輪8設置在一個優選由陶瓷製成的軸9上，該葉輪連同所述軸9一起由一個設置在電動機殼體3中的電子換向(kommutireten)的電動機(EC-電動機)旋轉地驅動。在此該軸9從泵殼體部分2延伸入電動機殼體3中，其中電動機通過軸承蓋10與葉輪8機械地隔離。
電動機基本上包括固定的定子疊片組12和轉子14，在所述定子疊片組上安裝同樣固定的線圈13，所述轉子在所示的實施方式中有利地設計為兩極的永久磁鐵。在轉子14和軸19之間有與兩部分固定連接的一優選實心和封閉的鐵環15，該鐵環明顯提高電動機的磁通量。
在電動機後側設置一印製電路板16，其包括所有的控制電子裝置。最後該電動機在定子12上具有一接地觸點17並且在電動機殼體部分3的後側上具有接地板18。
為了相對於容納電氣元件的殼體部分3密封透水的殼體部分2，具有全部可運動部件的轉子14和具有全部通電流的部件的疊片組12通過包圍轉子14的縫隙管19相互分開。為了在泵殼體部分2和電動機殼體部分3之間的完全的分開，縫隙管19以一個大的凸緣狀的法蘭19′朝泵殼體部分2加寬。整個電動機殼體部分3的內部例如以合成樹脂填充地澆鑄全部的自由空間。澆鑄材料20因此也包圍所有的控制電子裝置16，從而該控制電子裝置不僅是防潮的而且也機械地防止振動。同時澆鑄材料20也支持縫隙管19，並且該縫隙管可以成本低廉地由外部不強化的塑料製成。
該控制電子裝置16可以包括一個未示出的信號分析單元，接收的信號通過該信號分析單元用於泵電動機的轉速調整。控制信號可以直接調製成傳輸給電動機的電源電壓。由此取消了用於調整泵的轉速的複雜的相位控制的必要性，如它迄今為止必須用於常規的電動機。用於調整轉速的操作可以特別地通過一個可經由遠程操作進行控制的轉接插座實現，其安裝在電網和用於泵的供電電纜之間。所述轉接插座包括接收模塊，其接收從遠程操作器發出的信號，用於改變電動機轉速。在轉接插座元件中，接下來將所述信號調製成電源電壓，並且由此繼續傳送到泵的控制電子裝置。該轉接插座元件由此僅承擔信號傳送的功能，從而不需要功率電子裝置。
在按本發明的實施方式中，定子12和配屬的線圈13優選這樣構成，使得線圈13在安裝時可以從內側套裝到定子12的定子極22上。這以及具有線圈13的定子12的結構在圖3-5中更詳細地示出。通過套裝線圈體13取消了使用昂貴的用於纏繞線圈的穿線機(Einziehmaschinen)的可能性，如這在具有內側構成的極靴的其他整體的疊片時是必需的。按本發明的泵的定子12的定子極22因此在內側上設計成基本上沒有加寬部分，從而可以套裝線圈13。
實現線圈13套裝到定子極22上的幾何關係基本上在圖3示出。為此線圈13的長度a不僅小於兩個相對置的極內側(Polinnenseiten)的最小間距A1而且小於單個定子極22的長度A2。此外，線圈13的寬度b小於相應的間隔一個(übernchster)的極22的兩個極內邊緣42的最小間距B1，亦即在所述間隔一個的極之間正好有另一個定子極。線圈13的寬度b還小於在裝配狀態下的兩個線圈外邊緣的最小間距B2，在所述兩個線圈外邊緣之間還有另一個線圈13或另一個定子極22。最後定子極的寬度c可選擇小於線圈13的內部寬度C。
按本發明的泵如下地優化，使得一方面其尺寸要儘可能小，另一方面其效率要儘可能高，並且這是在更好的裝配方便性情況下。為了在預定的最大尺寸情況下提高效率，幾何關係必須這樣選擇，使得一方面可以套裝線圈13，另一方面在線圈13上可以安置儘可能多的繞組。為此限定定子極22弧長BL。如果人們在轉子14在其中旋轉的定子12的內部中設定一最大的假想圓，，該假想圓正好與定子極內側32相切，從而全部的極22的弧長BL的總長正好相應於規定的圓的圓周的一半。但是為了有利於在線圈繞組上待安置的銅量和為了避免通量控制，優選每個極22的弧長BL相對於剛才限定的原始的長度減少大約11％至12％。
有利地，可以給出在兩個從定子中心開始延伸的且與極內邊緣相切的直線50之間的角度α，該角度α在大約0.88×360°/(定子極22的個數n)和大約0.89×360°/(定子極22的個數n)之間。在這種優化的條件的情況下，線圈13插入到在圖13中所示的開口ds中，並且接下來推到極22上直至止擋。
所示的實施方式的定子12具有正好六個極22，按照要求也可能的是，電動機可以配備具有三個、九個、十二個、十五個等的極的定子12。但在六個以上的極22的情況下，用於線圈13的繞組的間距非常小，使得增加了安裝費用和成本。相反，三極的電動機具有較低的效率。
按本發明的泵的特徵在於良好的裝配方便性，小的製造成本、高的效率和優化的操作方便性。該泵可較少維修並且因此幾乎無需保養地使用。由於其高的效率和低的材料耗費，這樣的泵不僅在製造時而且在運行時都使能源耗費最小。
權利要求
1.一種水泵，包括一殼體(1)，該殼體包括一個具有吸入口(4)和排出口(5)的泵殼體部分(2)和一個電動機殼體部分(3)，一個葉輪(8)連同軸(9)可旋轉地設置在所述泵殼體部分中，在所述電動機殼體部分中容納一個包括定子(12)和轉子(14)的電動機，所述定子具有多個設置在定子極(22)上的線圈(13)，所述轉子在所述定子中旋轉，其特徵在於，所述電動機是一個電子換向的電動機，定子(12)包括一疊相應的單件式的疊片，在電動機殼體部分(3)中設置一個用於電動機的控制電子裝置(16)，並且定子(12)與線圈(13)和控制電子裝置(16)不透水地澆鑄在一起。
2.按權利要求1所述的水泵，其特徵在於，所述轉子(14)設計成一個兩極的永久磁鐵。
3.按上述權利要求之一所述的水泵，其特徵在於，所述線圈(13)從內側套裝到定子極(22)上。
4.按上述權利要求之一所述的水泵，其特徵在於，所述轉子(14)和定子(12)通過一縫隙管(19)相互分開。
5.按權利要求4所述的水泵，其特徵在於，所述縫隙管(19)由外部不強化的塑料製成。
6.按上述權利要求之一所述的水泵，其特徵在於，在轉子(14)和軸(9)之間設置一個實心的至少基本上封閉的鐵環(15)。
7.按上述權利要求之一所述的水泵，其特徵在於，控制電子裝置(16)包括一個信號分析單元，該信號分析單元分析調製成接收的電源電壓的信號並且用於調節泵電動機的轉速。
8.按上述權利要求之一所述的水泵，其特徵在於，對於定子(12)和轉子(13)滿足以下幾何條件a＜A1，a＜A2，b＜B1，b＜B2，c＜C其中a＝線圈(13)的長度，A1＝兩個相對置的極內側(32)的最小間距，A2＝定子極(22)的長度，b＝線圈(13)的寬度，B1＝兩個極內邊緣的最小間距，在所述兩個極內邊緣之間正好有另一個定子極(22)，B2＝在安裝狀態下兩個線圈外邊緣的最小間距，在所述兩個線圈外邊緣之間正好有另一個線圈(13)，c＝定子極(22)的寬度，C＝線圈(13)的內部寬度。
9.按上述權利要求之一所述的水泵，其特徵在於，定子極(32)的內部的弧長(BL)相對於被兩倍的定子極(22)個數等分的與定子極內側(32)相切的圓周減少大約11％至12％。
10.按上述權利要求之一所述的水泵，其特徵在於，對於定子(12)，大概滿足以下幾何條件0.88×360°/n≤α≤0.89×360°/n其中α＝在兩條從定子中心延伸的與定子極(22)的極內邊緣(42)相切的直線(50)之間的角度，n＝定子極(22)的個數。
全文摘要
本發明涉及一種水泵，包括一殼體(1)，該殼體包括一個具有吸入口(4)和排出口(5)的泵殼體部分(2)和一個電動機殼體部分(3)，一個葉輪(8)連同軸(9)可旋轉地設置在所述泵殼體部分中，在所述電動機殼體部分中容納一個包括定子(12)和轉子(14)的電動機，所述定子具有多個設置在定子極(22)上的線圈(13)，所述轉子在所述定子中旋轉，其特徵在於，所述電動機是一個電子換向的電動機，定子(12)包括一疊相應的單件式的疊片，在電動機殼體部分(3)中設置一個用於電動機的控制電子裝置(16)，並且定子(12)與線圈(13)和控制電子裝置(16)不透水地澆鑄在一起。
文檔編號H02K11/00GK101086260SQ20071011021
公開日2007年12月12日 申請日期2007年6月8日 優先權日2006年6月8日
發明者A·漢克, H·蘭貝茨 申請人:奧阿澤有限公司