配备带有紧凑型汇流排单元的电机的泵的制作方法

本发明涉及一种具有要求保护的方案1的前序部分的特征的泵。

泵用于机动车辆中，例如作为冷却剂泵。所述泵通常具有无刷直流电机，这种无刷直流电机也称为内转子电机。直流电机包括转子，转子与电机轴连接，并可转动地安装在壳体中。转子上设置有永磁体。定子围绕电机布置，定子的铁芯上带有一定数量的绕组。在适当的控制下，绕组产生磁场，驱动转子转动。绕组通常为三相绕组并且相应地提供了三个电端子，通过这些电端子，绕组能够与控制单元(ecu)连接。在低功率时，可以将汇流排设计成带状导电箔。在高功率时，如这里所假设的，绕组连接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，一方面，假设电机的旋转轴线为中心轴和对称轴。定子与旋转轴线和转子同心地设置。旋转轴线同时限定了轴向方向，沿轴向方向确定定子叠片组的厚度和电机的轴向长度。此外，径向方向以及周向方向也是相对于中心轴而言的，径向方向表示到中心轴的距离，周向方向表示相对于沿径向方向设置的特定半径相切。定子的连接侧，即绕组线与汇流排组件的连接侧，描述为定子的顶部。

特别是当电机应用在机动车辆中的冷却剂泵中时，对于这里讨论的电机，除了性能数据和重量以外，尺寸也是必不可少的。机动车辆中的安装空间通常是有限的，并且必须遵守机动车辆制造商给出的规格。因此，电机的设计提出一贯要求，例如沿中心轴的方向不超过一定的轴向长度。在这方面，电机所需的性能数据基本上决定了定子叠片组以及转子连同设置在转子上的电磁铁的轴向长度。接通定子的绕组连接线所需的汇流排单元也对轴向长度有所贡献。

例如，jp2014-158421a公开了一种电机，在所述电机中，具有三个导电轨的汇流排单元沿轴向方向设置在定子叠片组的上方并且与绕组连接线连接。汇流排单元包括多个汇流排，这些汇流排呈与中轴线同心的部分圆形排列。多个汇流排沿轴向方向相互堆叠排列。由于多个汇流排和这些汇流排之间所需的电绝缘结构设置在定子上的绕组叠片组的上方，因此它们对定子叠片组的轴向长度有所贡献。

本发明的目的在于，设计一种配备有电机的泵，使得定子叠片组的轴向延伸范围减小，并由此减小电机沿轴向方向的结构高度。

上述目的通过具有要求保护的方案1的特征的泵来实现。

据此，提供一种配备电机的泵，所述电机具有转子和在外部围绕所述转子的定子，所述转子能够绕旋转轴线可旋转地支承，所述定子具有定子芯和缠绕在所述定子芯上的线圈，绕组由具有绕组线端部的绕组线构成，并且所述绕组线端部与至少三个汇流排在端侧电连接，所述至少三个汇流排具有线圈连接端元件、动力源连接端元件和环段式的基体部段，并且所述基体部段将所述线圈连接端元件与所述动力源连接端元件连接。第一汇流排和第二汇流排沿环绕所述旋转轴线的周向方向彼此间隔，并且基体部段设置在垂直于所述旋转轴线的同一个平面内，并且第三汇流排沿环绕旋转轴线的周向方向上设置在所述第一汇流排和所述第二汇流排之间，并且所述第三汇流排的所述基体部段设置在所述定子的端侧与由所述第一和第二汇流排的基体部段所限定的平面之间的、垂直于所述旋转轴线的平面内。优选地，各汇流排相互平行地定向。优选地，各汇流排垂直于所述旋转轴线延伸。由于所述基体部段并不是全都设置在一个轴向高度上，因此所述汇流排的定向可以选择，该定向可以实现较小的轴向延伸，从而使得泵更加紧凑。

在一个优选的实施例中，所述第三汇流排的基体部段在关于所述旋转轴线的径向方向上设置在所述线圈之外，并且所述第一汇流排的基体部段和所述第二汇流排的基体部段沿径向方向至少部分地覆盖所述线圈。因此，所述第三汇流排可以设置在所述线圈外侧的所述定子芯与所述定子的顶部之间的自由空间中，从而节省了安装空间。

优选地，所述第一汇流排的基体部段和所述第二汇流排的基体部段具有相同的半径，并且优选地沿共同的圆周设置在汇流排支架中。优选地，所述汇流排支架固定在所述定子的顶部。

在一个优选的实施例中，沿所述径向方向，所述线圈的外侧围绕有定位机构，所述汇流排支架保持在所述定位机构上。有利的是，所述第三汇流排的基体部段在关于所述旋转轴线的径向方向设置于所述定位机构之外。

优选地，所述线圈连接端元件具有大致u形或v形的形状，并且在垂直于所述旋转轴线的平面内延伸，使得所述线圈连接端元件优选地可以包围大致平行于旋转方向延伸的所述绕组线端部。

所述汇流排具有远离所述定子的顶部的弯折部，所述线圈连接端元件设置于所述弯折部的端部。

在一个有利的实施方式中，所述第三汇流排的基体部段与所述第一汇流排的基体部段和所述第二汇流排的基体部段之间沿径向方向的距离选择成足够的大小，使得在所述第三汇流排的基体部段与所述第一汇流排的基体部段和所述第二汇流排的基体部段之间分别能够容纳所述线圈连接端元件。

优选地，各个所述汇流排彼此定向为使得所述第三汇流排部分地由所述第一汇流排和所述第二汇流排覆盖。

优选地，所述汇流排具有朝向所述定子的顶部的弯折部，所述动力源连接端元件设置于所述弯折部的端部，所述动力源连接端元件的短边平行于所述旋转轴线延伸。

在一个优选的实施例中，所述泵用于机动车辆的电动冷却剂泵，特别是干式转子泵。

下面参考附图详细说明本发明的优选实施例。相同或作用相同的构件在图中用相同附图标记表示。其中：

图1为汇流排单元的俯视透视图；

图2为汇流排单元的仰视透视图；

图3示出具有汇流排单元的定子的透视图；

图4示出汇流排的透视图；以及

图5示出冷却剂泵的纵向剖视图。

图1和2示出了用于电机的定子的汇流排单元1的俯视图和仰视图。汇流排单元1包括汇流排支架2和安装在汇流排支架2上的三个汇流排3、4、5。汇流排3、4、5由导电的材料制成，优选地由金属、特别是由铜制成。汇流排支架2至少部分地或完整地由电绝缘的材料制成，从而能有效地防止在汇流排3、4、5之间发生短路。汇流排支架2优选地通过注塑制成并且在汇流排3、4、5的一部分上延伸。以这种方式，可以在汇流排支架2和汇流排3、4、5之间提供牢固和清晰界定的物理连接。汇流排支架2设置成用于定位在定子的一个轴向侧面(顶部)上。

图3示出了安装有大致为环形的汇流排支架2的定子6。定子6具有定子芯7，定子芯7与纵轴线100同轴延伸并且具有多个未示出的定子芯部段，每个定子芯部段周围缠绕有线圈8。线圈8仅示意性示出。沿径向方向观察，线圈8的外侧由定位机构9包围。定位机构9可以由电绝缘的材料制成，以避免在不同相的绕组线之间发生短路。各定子芯部段沿定子6的周向方向依次排列。各定子芯部段可以至少部分地由铁磁性的材料制成，例如由铁磁钢制成。定子6固定安装在电机的壳体内部，并且设置成通过线圈8产生随时间变化的磁场。未示出的磁化转子由此安装在定子6的中心开口10中。磁化转子设置成通过与线圈6产生的随时间变化的磁场相互作用而发生转动。汇流排单元1设置成通过汇流排3、4、5与定子的线圈8电连接。汇流排单元1具有沿周向方向均匀地间隔分布的臂部11，臂部的端部是弯折的，并且端部与定位机构9接触，以固定在定子6上，并且优选地为卡接。线圈8分成三个相组u、v、w。各相组u、v、w的线圈通过绕组线形成，绕组线缠绕在定子芯7相应的定子芯部段上，并且绕组线可以通过绕组线端部12与动力源连接。

图4示出了三个汇流排3、4、5。汇流排3、4、5分别具有一个适于与动力源电连接的动力源连接端元件13和两个适于与定子8的线圈电连接的线圈连接端元件14。

线圈连接端元件14具有大致u形或v形的形状，并且在垂直于纵轴线100的平面内延伸。换言之，线圈连接端元件14具有在相对于纵轴线100的横向剖视图中为u形或v形的轮廓，并且分别包围大致平行于纵向方向延伸的绕组线端部12。就此而言，除了线圈连接端元件14’反向定向的开口以外，线圈连接端元件14的所有用于导入绕组线端部12的开口都指向周向方向。因此，与现有技术相比，可以降低线圈连接端元件的轴向高度h，由现有技术已知的是，线圈连接端元件从上方接合到沿径向延伸的绕组线端部上。优选地，线圈连接端元件14构造为压接元件，压接元件压接在绕组线端部12周围。以这种方式，可以简单地通过相应的线圈连接端元件14的机械变形将绕组线端部12与汇流排3、4、5电连接。汇流排支架2具有在图1和2中示出的定子表面15，定子表面与定子(顶部)贴合。动力源连接端元件13沿径向方向凸出于汇流排支架15的定子表面。以这种方式，定子的轴向延伸范围不会由于动力源连接端元件13而有明显增加。为了形成动力源连接端元件13，各汇流排优选地具有朝向定子的顶部的弯折部。矩形的动力源连接端元件具有短边、长边以及一定的厚度。因此，短边沿纵向延伸，而长边沿径向延伸。三个动力源连接端元件13优选地位于垂直于纵轴线100的同一个平面中。

三个汇流排3、4、5沿周向方向重叠排列。汇流排3、4、5分别具有基体部段30、40、50，基体部段将线圈连接端元件14与相应的动力源连接端元件13连接。第一汇流排3和第二汇流排5彼此间隔，并且基体部段30、50位于垂直于纵轴线的同一个平面中。这两个汇流排3、5的基体部段30、50具有与汇流排支架的环形形状相对应的环段形形状。两个汇流排30、50的环段半径相同。在装配状态下，这两个环段部分地覆盖线圈8的端侧。沿周向方向，在两个汇流排3、5之间设置有中间的第三汇流排4，第三汇流排沿周向方向被第一和第二汇流排3、5部分地覆盖。第三汇流排的基体部段40同样具有环段形形状。但其半径大于第一和第二汇流排的半径，因此，在第一和第二汇流排3、5与第三汇流排4之间沿径向形成间距a。优选地，第三汇流排的线圈连接端元件沿径向方向设置于第一和第二汇流排的基体部段30、50与第三汇流排的基体部段40之间。第三汇流排的基体部段40位于与另外两个基体部段30、50不同的另一个垂直于纵轴线的平面中。在装配状态下，第三汇流排的基体部段40位于定子6与第一和第二汇流排的基体部段30、50之间。第三汇流排的基体部段40的半径设置成使得该基体部段40沿径向方向位于线圈8和定位机构9之外。由于线圈8和定位机构9沿纵向方向凸出于定子芯7的外侧，第三汇流排的基体部段可以放置于定子7上方的现有的自由空间中。由此，第三汇流排4在定子端侧的轴向凸出量较小。这样就可以提供一种具有较小轴向高度的电机。具有汇流排单元1的定子6可以安装到电机中。

图5示出了具有前述电机17的冷却剂泵16，该电机17具有转子18和定子6，该定子6具有汇流排单元1。冷却剂泵16构造为干式转子泵。电机17是无刷直流电机。特别地，冷却剂泵用于机动车辆中。