电压缩机的制作方法

本发明涉及一种用于压缩气体的电压缩机，所述电压缩机尤其用于机动车。

背景技术：

通常，在汽车领域中尤其与机动车的内燃机的功率和效率升高的期望相关联地提到压缩机。

压缩机的最众所周知的实施形式中的一个实施形式是废气涡轮增压机。废气涡轮增压机用于在内燃机的气缸中以下述方式确保足够量的燃烧用空气，即所述废气涡轮增压机压缩环境空气或环境空气/废气混合物进而以过压将所述燃烧用空气供给气缸。

通常，废气涡轮增压机由废气涡轮和压缩机转子构成，其中废气涡轮和压缩机转子设置在共同的轴上。废气涡轮将内燃机的废气的热能和动能转换为旋转能。所述旋转能经由共同的轴传递到压缩机转子上。经由压缩机转子抽吸和压缩环境空气或由环境空气和废气构成的混合物。由此，能够实现在内燃机的气缸中的温度相同时的更高的工作压力。

只要在内燃机侧流入足够的废气并且驱动废气涡轮，那么转速足以在抽吸侧上引起过压。例如，在机动车加速时，涡轮然而(也)能够在较高的转速时起延迟作用——这种状态通常是作为“涡轮延时(Turboloch)”已知的。

存在很多抵抗涡轮延时的“产生”的方式。例如，能够通过将废气涡轮增压机确定为较小的尺寸的方式降低废气涡轮增压机的惯性。由此即涡轮的效率变得更小，然而已经能够通过弱的废气流驱动废气涡轮增压机。

在此，另一方式例如是(附加的)电驱动的压缩机(电压缩机)的使用，所述压缩机与内燃机的废气流无关地工作。

公开文献WO 99/10654例如说明一种电驱动的压缩机，其中压缩机和电驱动马达彼此同轴地设置在轴上并且安装在共同的壳体中。在此，基本目的尤其是提出尽可能小的结构的压缩机。

为了能够确保电动机的安全的且无干扰的运行，尤其需要控制单元的无故障的功能，这还需要控制单元的足够的冷却或控制单元的电子器件的足够的冷却。在此，基本的期望是不借助于大量的制造方面的额外耗费且尽可能节省位置地实现电压缩机的控制单元的电子器件的冷却。

从现有技术中已知用于冷却电子构件的不同的方式。

因此，文献DE 10 2007 005 233 A1例如说明一种功率模块，所述功率模块具有至少一个设置在基板上的半导体芯片，所述半导体芯片具有向外引导的电接线。设置在基板上的半导体芯片和部分的接线与良好导热的、电绝缘的且向外密封的材料紧密地热耦联。材料围绕基板和半导体芯片设置，使得构成平坦结构体，所述平坦结构体除了具有向外引导的接触部的侧以外可与冷却介质耦联。在此，需要借助于导热的材料环绕并且严密地密封整个功率模块，以至于功率模块能够装入冷却通道中。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种所提到的类型的电压缩机，所述电压缩机确保安全且可靠的运行，而无需大量的制造方面的额外耗费。

通过一种用于压缩气体的电压缩机实现所述目的，所述电压缩机尤其用于机动车，所述机动车包括：压缩机转子；电动机，其中压缩机转子可借助于电动机驱动；控制单元，其中可借助于控制单元控制电动机；和壳体，其中壳体具有至少一个敞开的端部，所述敞开的端部用于容纳控制单元并且其中壳体在敞开的端部处具有至少一个在内环周上的凹部，其中凹部朝向壳体内腔敞开地构成以及控制单元可插入壳体中，使得所述控制单元封闭壳体的敞开的端部和在内环周上的凹部。

根据本发明的电压缩机具有压缩机转子、电动机、控制单元和壳体。

根据本发明，电动机用于压缩机转子的驱动。

电动机具有转子和定子，所述定子具有至少一个定子绕组。

电动机的转子优选抗扭地设置在轴上和/或与轴一件式地构成。

压缩机转子优选抗扭地设置在轴上和/或与轴一件式地构成。

经由共同的轴，将由电动机产生的旋转能传递到压缩机转子上。

控制单元是用于电动机的功率和信号电子装置并且优选包括电路板，在所述电路板上可安装不同的电子器件，例如电容器、半导体芯片等。

然而，控制单元也能够理解为插头，其中在此情况下包含设置在其上的不同的电子器件的电路板构成为外部的控制模块。

根据本发明，电动机可经由控制单元控制，其中在电动机和控制单元之间的电连接经由至少一个连接元件实现。

壳体具有至少一个敞开的端部，所述敞开的端部用于容纳控制单元。

根据本发明，壳体在敞开的端部处具有至少一个在内环周上的凹部，其中凹部在朝壳体的壳体内腔的方向上敞开地构成。

根据本发明，控制单元可插入壳体中，使得所述控制单元一方面封闭壳体的敞开的端部以及另一方面封闭在内环周上的凹部。

尤其通过借助于控制单元封闭凹部能以简单的方式和方法构成封闭的通道、尤其冷却通道。

本发明的改进方案在说明书以及附图中给出。

特别优选地，壳体的在内环周上的凹部以可由冷却流体、例如冷却液体或冷却气体穿流的方式构成。

由于用冷却流体穿流借助于控制单元封闭的凹部，以简单的途径实现控制单元的足够的冷却。控制单元至少部分地直接集成到冷却循环中。

优选地，控制单元至少部分地由外罩包围，尤其在控制单元封闭凹部的一个和/或多个部位处由外罩包围。

外罩优选由良好导热的材料构成。

此外，外罩的材料优选是电绝缘且流体密封的。

优选地，外罩的材料为聚合物材料、尤其热固性塑料。

有利的是，壳体在其壳体内侧上在敞开的端部的区域中基本上圆柱形地构成。

优选地，壳体关于沿壳体纵轴线的方向在凹部的上游和下游分别具有至少一个环形的槽。环形的槽优选分别用于密封元件的容纳部。

通过将密封元件设置在凹部的上游和下游实现用于控制单元的特别流体密封的冷却结构。

根据本发明的电压缩机的壳体优选一件式地或多件式地构成。

在根据本发明的电压缩机的一个有利的设计方案中，电压缩机的电动机至少部分地设置在壳体中。

通过凹部进而冷却通道的根据本发明的构成方案确保电压缩机的和尤其电压缩机的控制单元的在尽可能紧凑以及构件优化的组成时的可靠的运行。

控制单元除了其电动机的控制装置的本来的功能以外还满足用于在壳体的敞开的端部处的在内环周上的凹部的壳体盖的和封闭元件的功能。

借助于通过控制单元封闭的在内环周上的凹部，能够以简单的方式和方法并且还成本适宜地实现根据本发明的电压缩机的控制单元的一体化的冷却。

附图说明

在下文中，示例地参照在附图中说明的实施例阐述本发明。

图1示出贯穿根据本发明的电压缩机的纵剖面。

图2示出示例的根据本发明的电压缩机的立体视图。

图3示出电压缩机的壳体的立体图。

图4示出电压缩机的被插入的控制单元的壳体的纵剖面。

图5示出壳体的俯视图，所述壳体具有电压缩机的被插入的控制单元。

具体实施方式

图1示出贯穿示例的根据本发明的电压缩机16的纵剖面。

电压缩机16具有压缩机转子17、电动机18、控制单元1和壳体2。

电动机18可借助于控制单元1控制并且用于压缩机转子17的可选的驱动。

压缩机转子17和电动机18同轴地设置在共同的轴19上，其中轴19沿着电压缩机16的中央的纵轴线8构成。

压缩机转子17设置在压缩机转子壳体20中。

压缩机转子壳体20通过将第一压缩机转子壳体件21和第二压缩机转子壳体件22连接在一起来形成。

电动机18构成为内转子电动机并且具有转子23，所述转子具有永磁体24和定子25，所述定子具有定子绕组26。

电动机18用于压缩机转子17的驱动。

电动机18的转子23与轴19一件式地构成。

压缩机转子17抗扭地设置在轴19上。

经由共同的轴19将由电动机18产生的旋转能传递到压缩机转子17上。

控制单元1沿着电压缩机16的中央的纵轴线8与电动机18同轴地设置并且经由至少一个连接元件27与电动机18、更准确地说与电动机18的定子25的定子绕组26电连接。

电动机18设置在壳体2中。

由此，壳体2和压缩机转子壳体20构成共同的压缩机壳体28(图2)。

图2示出在图1中以纵剖面示出的示例的根据本发明的电压缩机16的立体视图，其中在此压缩机气体入口29、压缩机气体出口30在压缩机转子壳体20的第一压缩机转子壳体件21上构成。

此外，能看到压缩机转子壳体20和壳体2组合成电压缩机16的压缩机壳体28。

压缩机转子壳体20也能够与电压缩机16的壳体2一件式地构成。

图3示出电压缩机16的壳体2的立体图。

壳体2具有至少一个敞开的端部3，所述敞开的端部用于容纳控制单元1。

壳体2在其壳体内侧7上在敞开的端部3的区域中基本上圆柱形地构成。

壳体2在敞开的端部3上具有至少一个在内环周上的凹部4，其中凹部4朝向壳体2的壳体内腔敞开地构成。

凹部4沿着壳体内侧7环形地构成。

壳体2关于沿着壳体2的纵轴线8的方向在凹部4的上游和下游分别具有环形的槽9。

在环形的槽9中分别装入环形的、完全环绕的密封元件10(图4)。

图4示出电压缩机16的壳体2的纵剖面，所述壳体具有被插入的控制单元1。

控制单元1装入壳体2中，使得所述控制单元一方面封闭壳体2的敞开的端部3以及另一方面封闭在内环周上的凹部4。

通过使控制单元1和密封元件10共同作用产生借助于在环形的槽9中的密封元件10的密封。

在图4中能看到，通过槽9的分别具有设置在其中的密封元件10的构成方式，其中所述密封元件关于沿壳体2的纵轴线8的方向设置在凹部4的上游和下游，借助于装入的控制单元1在凹部4的上游构成第一密封区域14以及在凹部4的下游构成第二密封区域15。

壳体2的在内环周上的凹部4以可由冷却流体穿流的方式构成。

在此，冷却流体经由冷却流体入口11进入壳体的凹部4中并且经由冷却流体出口12再从壳体2的凹部4中排出(图5)。

在本实施例中，控制单元1除了接触部位13几乎完全由外罩6包围(图4、图5)。

尤其，在控制单元1封闭凹部4的区域中，控制单元1由外罩6包围。

附图标记列表

1.控制单元

2.壳体

3.(壳体的)敞开的端部

4.凹部

5.壳体内腔

6.外罩

7.壳体内侧

8.纵轴线

9.槽

10.密封元件

11.冷却流体入口

12.冷却流体出口

13.接触部位

14.第一密封区域

15.第二密封区域

16.电压缩机

17.压缩机转子

18.电动机

19.轴

20.压缩机转子壳体

21.第一压缩机转子壳体件

22.第二压缩机转子壳体件

23.转子

24.永磁体

25.定子

26.定子绕组

27.连接元件

28.压缩机壳体

29.压缩机气体入口

30.压缩机气体出口