CN101317315B - 带有接地接触板的刷架组件 - Google Patents

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Abstract

电动机(12)以及该电动机的换向器(30)对面的碳刷定位用的刷架组件(34)具有至少一个用来把刷架组件(34)固定到一块印制电路板(28)上的固定件(55)，在刷架组件(34)上布置一块接地接触板(70)，该板与碳刷(32)对称布置。此外，描述了这种电动机的制造方法。

Description

带有接地接触板的刷架组件
技术领域
本发明涉及一种带有一块接地接触板的刷架组件以及一种含有该接触板的电机及其按独立权利要求所述的制造方法。
背景技术
DE 100 10 439 A1提出一种带有一台电动机的伺服驱动装置，该电动的轴连同布置其上的换向器支承在一个与极罐连接的传动箱中。为了换向器的电接触，该伺服驱动具有一个布置在盒中的炭刷的刷握。该刷握在其安装之前松动地与一块印制电路板连接。然后刷握与印制电路板一起嵌入下箱体中并例如用螺钉固定在箱体上。在安装时，印制电路板和刷握都用箱体对面的导向件进行导向。由于刷握其在安装之前与印制电路板是松动连接的，所以在刷握上布置的元器件的电连接线相应地做成柔性的。如果在这种情况下该传动箱用塑料而不是用金属制成，则由于电刷火花引起的电磁干扰辐射会对电动机的电子单元及其周围产生干扰影响。
发明内容
具有各项独立权利要求特征的本发明刷架组件或电动机及其制造方法的优点是：为了抑制电磁干扰辐射，通过把接地接触板布置到刷架组件上，使碳刷获得了有效的屏蔽；根据碳刷的空间布置，对称设计带有簧片和触销的接地接触板，在整个空间区域内十分有效地抑制了电刷火花产生的电磁干扰辐射；通过把接地接触板固定在刷架组件上，省去了接地接触板的附加安装过程。
通过在各项从属权利要求中列出的措施，使各项独立权利要求中所述的特征获得了有利的提升和改进。如果接地接触板具有一个垂直于电枢轴延伸的轴向端面，并在该端面上—类似于围绕弹簧杆—分别侧向伸出与该端面接近形成一个直角的边，则可达到特别有效的电磁屏蔽。接地接触板的这种造形特别适合与传动箱、印刷电路板和极罐的屏蔽板组合一起构成一个围绕电刷装置的封闭金属屏蔽罩。
为了在接地接触板和箱体屏蔽板之间建立良好的电接触，上述两个伸出边具有夹板状的弹性接触，这种弹性接触在安装好的状态下大面积地紧贴在屏蔽板上。这样，该接地接触板就被特别有效地加上地电位。
如果在接地接触板上构成若干销，这些销通过刷架组件底面相应的孔啮合，则它们可与一块平行于该底面布置的印刷电路板很便捷地进行连接，从而在该印刷电路板上建立接地接触。
如果接地接触板可直接—不用别的连接件—嵌入刷架组件中，从而与之构成形状连接，这是有利的，由此省去了固定该接地接触板的一道附加的安装工序。
如果把碳刷设计成带有一根弹簧杆的T形刷，并在其上构成一个夹紧件，这是特别有利的。通过T形刷夹持在刷架组件的相应支座内，同样可省去固定和调节T形刷的附加安装过程。
如果刷架组件除了用于支承碳刷和接地接触板外，还附加地用来支承别的部件例如去干扰电抗器，则这个结构支架可作为单独的组件进行预组装，从而可实现灵活的加工。
就本发明的电动机而言，刷架组件最好布置在印刷电路板上，该印刷电路板与刷架组件的底面接近平行并与换向器切向延伸。这样，就可实现接地接触板和印刷电路板之间的直接的、短的和对称的电连接，从而有利于印刷电路板抑制电磁干扰辐射。
其中，接地接触板和布置在刷架组件上的其他部件用其销钉通过底面的相应的孔啮合在印制电路板的孔中，这些销钉可借助一种标准化的焊接方法以简单的方式与印制电路板接触。印制电路板例如借助THRS方法也可在一个独立的自动化制造过程中制成。
在另一种结构中，接地接触板也可做成两件，这两件主要由大面积的弹簧接触片构成。通过这两个独立的接触片与碳刷32的对称布置，屏蔽板可最佳地屏蔽电刷火花。
接地接触板固定在刷架部件上的可供选择的方案是，单件的或两件的接地接触板也可直接固定在印刷电路板上。为此，簧片的销钉紧靠碳刷的电接触连接印刷电路板。
通过传动箱的屏蔽板相对于碳刷或电枢轴的对称造型，可特别有效地屏蔽电磁干扰辐射。这种对称屏蔽板与对称接地接触板的组合构成了碳刷周围的金属屏蔽罩的有利造型。
屏蔽板可按很简便的方式借助轴向凸部连接到极罐上，这样，该轴向凸部就可作为该屏蔽板的接地片使用。接地片例如在极罐与传动箱与极罐连接的过程中接通。在这里，极罐的凸缘上的冲压板的塑性变形是特别经济的。通过例如两个或三个接地片相对于碳刷装置的对称布置又可达到干扰辐射的减小。
在安装刷架组件时，为了构成坚固的电接触，在屏蔽板上必须构成大面积的平整的接触面，簧片紧贴在这些接触面上。
由屏蔽板、接地接触板和印刷电路板的接地位置共同组成的屏蔽罩最好延伸碳刷的整个轴向宽度，以便有效地屏蔽碳刷。
在电动机用本发明方法制造时，接地接触板可非常简便地预先安装到刷架组件上并与印制电路板进行电连接。这样就省去了接地接触板机械固定的一道附加工序。随着碳刷安装到换向器上，同时就在接地接触板和屏蔽板之间建立可靠的电接触，从而无须附加的安装费用就制成了碳刷的一个有效的屏蔽罩。
接地接触板可按有利的方式和别的部件一起在一道工序中与印刷电路板进行焊接，从而除了在刷架组件和印制电路板之间产生电连接外还产生机械的刚性连接。
附图说明
附图示出了一个本发明装置的不同实施例，并在下面的说明中详细说明这些实施例。附图表示：
图1本发明电动机的一个实施例；
图2图1刷架组件的放大图；
图3一个预先安装在一块印刷电路板上的图2刷架组件；
图4一块未安装的接地接触板；
图5图1装置的示意断面图；
图6另一个实施例的视图。
具体实施方式
图1表示本发明电动机12的一部分，其中电枢轴14从极箱16伸入一个与之连接的传动箱18中。传动箱18具有第一壳形箱体20，该箱体在电动机12和未详细示出的传动装置22安装后用箱盖封闭。此外，电动机12具有一个电子箱26，该箱例如与下箱体20构成一体并装有一块印刷电路板28。换向器30布置在电枢轴14上并通过设计成T形刷的碳刷32供电。碳刷32嵌入一个单独的刷架组件34中，该组件在图2中放大示出。刷架组件34作为U形塑料件构成并可在电枢轴14的径向36内安装。在布置在刷架组件34的两臂40之间的刷架组件34的底面38内作为一个穿通口41构成一个缝隙42，碳刷32的触销44通过该缝隙啮合。这些触销44与一块同样布置在刷架组件34上的接地接触板70的销46一起与印制电路板28进行电连接(见图3)。在图1中，为了露出刷架组件34，切去了接近平行于电枢轴14和箱盖延伸的印刷电路板28。在电枢轴14上，与换向器30轴向相邻布置一个环形磁铁50，该环形磁铁与穿过相应孔54啮合在刷架组件34内的相应霍耳传感器51共同作用。为了调整印刷电路板28对面的刷架组件34，在底面38上设置有作为紧固件55构成的定心销56，该定心销啮合在印刷电路板28的相应定心孔58中。为此，刷架组件34形成一个U形罩60，该U形罩隔开传动装置22和电子箱26对面的T形刷32，以防止例如炭粉对它们的污染。
图2示出了刷架组件34作为一个预先安装的组合件用的结构支架62，该组件除了T形刷32外，还支承有别的部件48。为此，刷架组件34具有套筒状的支座64，去干扰电抗器66布置在该支座中并用其销45穿过相应的孔68啮合到底面38。此外，接地接触板70也支承在刷架组件34上并呈U形包围T形刷32，以屏蔽由于电刷火花产生的电磁干扰辐射。接地接触板70用一个轴向端面71和两个弯起的翼缘面73以形状连接的方式贴合到刷架组件34的相应罩壁61上。接地接触板70有若干销46，它们通过底面38的孔68啮合，以便与印刷电路板建立电连接。其中，孔68和穿通口41与沿着底面38延伸的印制电路板28内形成的孔82对准。接地接触板70沿着两翼缘40设置有两个大面积的簧片74，这两个簧片在装入传动箱18后弹性地贴合到屏蔽板76的对应接触面75上，而该屏蔽板又是与极箱16接触的。T形刷32有碳78，碳固定在弹簧杆80的一端上。碳78例如用激光焊接固定或压入弹簧杆80的一个一体成型的碳架79中。触销44布置在弹簧杆80的另一端上并通过底面38的缝隙42啮合。
在图3中，刷架组件34作为预先安装的结构支架62布置在印刷电路板28上。印刷电路板28有许多孔82，接地接触板70的销46、碳刷32的触销44和其他部件48的销45都啮合到这些孔中。例如这里示出了两个去干扰电抗器66的4个销45。在刷架组件34用其定心销36以形状连接的方式嵌入印制电路板28的相应定心孔58后，销44、45和46用所谓THRS方法与印制电路板28焊接。在这种情况下，印制电路板28的孔82用焊膏27填满，部件48，32用其销46、45、44嵌入孔82中，然后例如在炉子中加热，焊膏27固化。这种自动焊接方法对于印刷电路板28上的部件48的布置是十分经济和十分灵活的。所以销44、45、46与焊膏27一起同样是刷架组件34与印制电路板28的机械刚性连接的固定件55。在刷架组件34与印制电路板28机械和电气刚性连接后，带刷架组件34的印制电路板28被径向安装到布置在传动箱18中的电枢轴14上。这时，印制电路板28又用定心销84相以于传动箱18进行调节。在预先安装的结构支架62在径向36内安装后，接地接触板70的簧片74便紧贴在此前已装在传动箱18中的屏蔽板76上。
图4表示未安装状态的一块接地接触板70。接地接触板70的轴向前壁71做成U形并具有电枢轴14的轴套69。在轴向前壁71上，对称于电枢轴14一体构成两个销46。两个翼缘边73接近垂直于轴向前壁71布置，其中整块接地接触板70作为一个整体的弯曲冲压件制成。在翼缘边73上构成大面积的接触簧片74，从电枢轴14看去，该簧片径向向外拱起。接触簧片74具有一个自由端79，该自由端再次在相反的方向内拱起，所以在刷架组件34安装时，S形的接触簧片44朝屏蔽板76作用一个弹力。在这个实施例中，簧片74的轴向宽度81至少延伸接地接触板70的一半轴向宽度83，所以在对面的接触面75产生大的接触面。在接触接触板70预先安装时，将它在径向36内插入到刷架组件34中，这时销46通过底面38的孔68穿出。轴向前壁71与翼缘边73形成一个角，此角85以形状连接的方式贴合在刷架组件34的相应罩壁61上。
图5表示在传动箱18内带有预先安装的接地接触板70的刷架组件34。这时，图2预先安装的结构支架62旋转180°并在相应方向36插入壳体20中。为图示清晰起见，只在剖面图中附加地示出屏蔽板76和接地接触板70。传动箱18作为与极箱16连成一体的壳体20构成。做成U形的屏蔽板76在安装刷架组件34之前已放入箱体20中。在这种情况下，屏蔽板76自由端上的槽87卡住箱体20的侧壁21，以使屏蔽板76固定在箱体20上。在安装好的状态中，S形簧片74在弹力作用下紧贴在屏蔽板76的接触面75上。其中，簧片74的自由端79支撑在刷架组件34上，以便产生弹力。在这种情况下，对称构成的接地接触板70与对称构成的屏蔽板76一体形成一个金属屏蔽罩，该屏蔽罩至少延伸碳78的整个轴向宽度33。出于图示清晰考虑，图5中未示出印刷电路板28，该印制电路板的接地位置29与接地接触板70和屏蔽板76一起封闭换向器30整个圆周的金属屏蔽罩。
图6表示带有一个极箱16、但不带传动箱18的另一种实施例的示意图。极箱16在其敞开边缘有一块冲压板17，这种板可产生塑性变形，以便与传动箱18连接。屏蔽板76的接地片77在轴向37内一直延伸到冲压板17，所以在极箱16与传动箱18连接的过程中，接地片77与极罐16同时接通。这样，极罐16的地电位就通过屏蔽板76加到接地接触板70上并通过销46加到(未示出的)印制电路板28的接地触点67上。在屏蔽板76上构成第三个接地片97，该接地片布置在另外两个接地片77的中心，因而也是对称布置的。接地片97用其自由端99紧贴在极罐16的凸缘98上并在与传动箱18连接时紧压到该传动箱上，以建立接地接触。
这里要指出的是，在附图所示的实施例和说明中，各个特征相互可有多种多样的组合可能性：例如刷架组件34、接地接触板70以及相应屏蔽板76的具体造型和固定方式都可进行相应的修改；例如接地接触板70可做成两个弹性接触片74，它们可在刷握组件34附近直接布置在印刷电路板28上；刷架组件34或销46、45、44和印制电路板28之间的连接手段同样可进行相应的调整。刷架组件34最好作为预先组装好的组合件的结构支架62，该组合件在其径向装入壳体20之前与印刷电路板28机械固定连接。本发明的电动机12特别适用于汽车的车窗玻璃升降器、活顶或别的舒适功能。

Claims (19)

1.电动机(1 2)的换向器(30)对面的碳刷固定用的刷架组件(34)，该刷架组件具有至少一个用来把刷架组件(34)固定在一块印刷电路板(28)上的固定件(55)，
其特征为，在刷架组件(34)上布置一块接地接触板(70)，该接地接触板关于碳刷(32)对称构造，接地接触板(70)具有一个轴向前壁(71)，该前壁带有电枢轴(14)的轴套(69)和两个弯起的伸出边(73)，它们一起包围碳刷(32)。
2.按权利要求1的刷架组件(34)，其特征在于，在两个对应的伸出边(73)上分别一起成型一个作为接触元件的簧片(74)。
3.按前述权利要求任一项的刷架组件(34)，其特征为，接地接触板(70)具有若干用于印刷电路板(28)的电连接的销(46)，这些销通过刷架组件(34)底面(38)的孔(68)啮合。
4.按权利要求1-2中任一项的刷架组件(34)，其特征为，接地接触板(70)以形状连接的方式直接插入刷架组件(34)中。
5.按权利要求1-2中任一项的刷架组件(34)，其特征为，碳刷(32)由带有在弹簧杆(80)上布置的夹紧元件的T形刷构成，夹紧元件能够插入刷架组件(34)的刷座中。
6.按权利要求1-2中任一项的刷架组件(34)，其特征为，刷架组件(34)用作用于去干扰电抗器(66)的结构支架(62)。
7.具有一个按前述权利要求任一项的刷架组件(34)的电动机(12)，其特征为，印刷电路板(28)沿着刷架组件(34)的底面(38)并与换向器(30)切向布置，且刷架组件(34)与印刷电路板(28)机械地固定连接；接地接触板(70)与印刷电路板(28)电气连接。
8.按权利要求7的电动机(12)，其特征为，接地接触板(70)的销(46)通过刷架组件(34)底面(38)的孔(68、41、42)啮合在印刷电路板(28)的相应孔(82)中，以便在其上建立电接地触点(67)。
9.按权利要求7-8中任一项的电动机(12)，其特征为，接地接触板(70)由两个相同的、单独的簧片构成，它们对称于碳刷(32)的接口布置。
10.按权利要求7-8中任一项的电动机(12)，其特征为，在簧片(74)上一体成型销(46)，这些销尽可能靠近碳刷(32)的销(44)与印制电路板(28)连接。
11.按权利要求7-8中任一项的电动机(12)，其特征为，电动机(12)具有一个极罐(16)和一个固定其上的传动箱(18)，并在传动箱(18)中布置一块屏蔽板(76)，该屏蔽板关于碳刷(32)对称构造。
12.按权利要求11的电动机(12)，其特征为，屏蔽板(76)具有至少两个对称的接地片(77)，它们固定在极罐(16)上。
13.按权利要求11的电动机(12)，其特征为，屏蔽板(76)具有两个相互对置的接触面(75)，在安装好的状态中，簧片(74)在弹力作用下紧贴在该接触面上。
14.按权利要求11的电动机(12)，其特征为，屏蔽板(76)做成U形并与接地接触板(70)和印刷电路板(28)的一个接地位置(29)一起构成一个封闭整个周边的金属屏蔽，该屏蔽至少在碳刷(32)的轴向宽度(32)延伸。
15.权利要求8的电动机(12)，其特征为，去干扰电抗器(66)或T形刷(32)的销(45)通过刷架组件(34)底面(38)的孔(68、41、42)啮合在印刷电路板(28)的相应孔(82)中，以便在其上建立电接地触点(67)。
16.权利要求12的电动机(12)，其特征为，屏蔽板(76)具有三个对称的接地片(77)。
17.权利要求1 2的电动机(12)，其特征为，所述接地片(77)借助极罐(16)的塑性变形固定在极罐(16)上。
18.按前述权利要求7至13任一项的电动机(12)的制造方法，该方法是将带有一个换向器(30)的电枢轴(14)和一个刷架组件(34)安装在传动箱中，其特征为如下的安装步骤：
-屏蔽板(76)径向放入传动箱中并与极罐(16)对称连接；
-电枢轴(14)与支承其上的换向器(30)一起插入传动箱中；
-接地接触板(70)装到刷架组件(34)上；
-接地接触板(70)与印刷电路板(28)电气接触，且刷架组件(34)与印刷电路板(28)机械地固定连接，
-印刷电路板(28)和刷架组件(34)一起在径向(36)内装入传动箱中，带有对称布置的簧片(74)的接地接触板(70)压贴到屏蔽板(76)的相应接触面(75)上；
-箱盖径向盖到传动箱上。
19.按权利要求18的方法，其特征为，接地接触板(70)的销(46)在安装印刷电路板(28)之前与印刷电路板焊接。
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