CN102570757A

CN102570757A - 用于电动驱动装置的炭刷系统

Info

Publication number: CN102570757A
Application number: CN2012100227336A
Authority: CN
Inventors: H·埃泽尔特; R·赫斯德菲尔
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2004-02-10
Filing date: 2005-01-20
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2025-01-20
Also published as: WO2005078907A1; EP1714375A1; CN1918776A; EP1714375B1; US20070159023A1; CN102570757B; US7511397B2

Abstract

本发明涉及一种用于电动驱动装置的炭刷系统。这个炭刷系统具有一个基体，在其上固定炭刷系统。此外在基体具有载电体，通过它们建立必须的电连接。此外在炭刷系统中装进一个位于电阻外壳中的扁平电阻，其中电阻外壳由一种导热材料制成并且配有空气流通口。

Description

用于电动驱动装置的炭刷系统

本申请是发明名称为“用于电动驱动装置的炭刷系统”，申请号为“200580004592.3”，国际申请号为“PCT/EP2005/050238”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于一个电动驱动装置的炭刷系统以及电动驱动装置，它配有一个这样的炭刷系统。

背景技术

对于电动驱动装置在使用一个变阻器的情况下实现分级的转速调节。在运行中由这个变阻器将电能转换成热能。这种热能可能对电动驱动装置的使用寿命产生不利影响。它可能导致驱动装置过热并增加驱动装置组成部件的磨损。如果变阻器设置在电机内部，则一般不能保证适用于冷却的空气流流动。这可能导致在变阻器局部部位或者在整个驱动装置中的不期望的热集中，这最终可能导致部件失效。

为了导出或排出所产生的热能已知，使用冷却片、大面积的冷却体或者附加通风。此外已知，为了提高使用寿命使用更耐热的、更耐久的并由此更昂贵的驱动装置部件。

由DE 10129234A1已知一种电动驱动单元。这个单元具有一个减速器外壳、一个电机外壳、一个独立构成的且防水封闭的电气外壳、一个炭刷支架和一个设置在炭刷支架上的信号接收器。该炭刷支架配有插接触头，一个位于电气外壳中的电气装置与插接触头电连接。

此外使炭刷支架在电机外壳与减速器外壳的过渡部位中固定在电机外壳上。在DE 10129234A1中没有给出关于如何实现类似的冷却措施的说明。

发明内容

本发明的目的是，给出一种如何将在一个电动驱动装置中形成的热能有效地排出去的途径。

这个目的通过一种用于电动驱动装置的炭刷系统得以实现。所述炭刷系统具有：

-具有孔的基体，

-固定在基体上的炭刷系统部件，

-位于基体上或里面的载电体，和

-至少一个包括在电阻外壳中的电的扁平电阻，其中电阻外壳由一种导热材料制成并且配有空气流通口，其中所述空气流通口这样设置，使它们无阻碍地通流由风扇叶轮的旋转产生的空气流。

本发明给出了有利扩展结构和改进方案。本发明还提供一种电动驱动装置，它具有按照本发明的炭刷系统。

本发明的优点尤其是，通过使电阻单元组合到炭刷系统里面和电阻单元的作为包含在一个配有空气流通口的电阻外壳中的扁平电阻的特殊结构使用于排出所产生的热能所需的空气流的流动保证比已知的驱动系统更好地流动。此外通过电阻单元的扁平结构和其在炭刷系统中的组合实现一个紧凑的、节省空间的结构。

本发明的一种优选改进方案规定，所述基体具有片形的基本形状并且在其中心部位具有缺口用于容纳具有换向器的转子轴，从而使炭刷系统推到电机的轴上并且可以固定在电机外壳上。在此与炭刷与电机换向器片的可靠接通一样保证节省空间的结构。

本发明的优选改进方案规定，所述电阻外壳设置在基体的一个平面里面并且装进基体的另一缺口里面，所述电阻外壳具有片形的基本形状。从而在电阻单元最佳地适配于炭刷系统基体的形状时实现电阻单元在炭刷系统中的节省空间的布置。

本发明的一种优选改进方案规定，所述电阻外壳与基体通过定位连接部分连接，从而允许快速且简单地将电阻单元装进炭刷系统里面。

最好插在电阻外壳相应的容纳凹部中的连接板能够以简单的方法使包括在电阻外壳中的变阻器与炭刷系统基体上的相应的载电体(Stromführung)接通。

本发明的一种优选改进方案规定，所述空气流通口是穿过电阻外壳的孔形或缝隙形断口。它们可以以有利的方式在电阻单元的加工过程期间就已经施加到电阻外壳里面了。在此当然要注意，位于电阻外壳内部的变阻器不受损伤。

如果电阻外壳由铝材制成或者由其它的轻金属制成，则可以在一个轻型结构的意义上实现整个炭刷系统。

本发明的优选改进方案规定，所述电阻外壳配有扩大表面的台阶，所述扩大表面的台阶是凹槽或沟，设有扩大表面的台阶用于使电阻外壳与电机外壳连接，从而以有利的方式加大用于散热的电阻外壳的整个表面。

本发明的一种优选改进方案规定，所述扩大表面的台阶是空气流转向部件。该空气流转向部件能够实现空气流在这种意义上的有针对性的导引，即由剧烈生热的结构部件中有效地排出热量并且也可以防止排出的热量直接在热敏的结构部件的方向上导向。

包括在电阻外壳中的变阻器可以是一个薄膜电阻、一个曲折形的扁平电阻或一个曲折形敷设的电阻线。

气体密封、液体密封和固体密封的电阻外壳结构具有优点，使位于外壳中的结构部件免受在马达室中的气体、液体或固体的腐蚀和其它损伤。

本发明的一种优选改进方案规定，所述电阻外壳敞开地构成，该电阻外壳的结构能够排出气体、液体或水份和固体，它们在电阻单元的加工和使用期间以不期望的方式挤入到电阻外壳里面。

附图说明

本发明的其它有利特性由其借助于附图的示例性描述给出。附图中：

图1示出一个对于理解本发明重要的一个电动驱动装置的组成部件的简图，

图2示出系统1的炭刷系统6的细节视图的简图，

图3示出在图2中示出的炭刷系统6的后视图的简图，

图4示出用于描述本发明的一个改进结构的简图。

具体实施方式

图1示出一个对于理解本发明重要的一个电动驱动装置的组成部件的简图。这种电动驱动装置具有一个未示出的电机外壳，在其中设置永久磁铁1。所述电机外壳和永久磁铁给出一个定子。所述电动驱动装置还包括一个电枢2，在其上具有线圈3。该电枢2还包括一个电枢轴4，在其上安置具有换向器片5的换向器，其中换向器片分别与线圈3的绕组导电连接。

此外所述的电动驱动装置具有一个炭刷系统6，它在驱动装置的组装状态围绕轴4定位，使电刷系统6与换向器片直接相邻。整个炭刷系统6在装配状态固定在电机外壳上。

此外所述电枢轴4在驱动装置的装配状态下与一个风扇叶轮7机械地耦联并驱动这个风扇叶轮。构造风扇叶轮7，使得在其随轴4旋转时空气在以箭头8表示的方向上通流，即，在一个与电动驱动装置的轴4基本平行的方向上。

通过一个在下面借助于图2-4详细描述的炭刷系统6的特殊结构使至少一部分由风扇叶轮7产生的空气流有效地从电机中排出所产生的热能。

图2示出图1中炭刷系统6的细节简图。所示的炭刷系统6具有一个由不导电材料、例如由胶纸板或塑料制成的基体9。所述基体9具有一个片形的最好圆片形的基本形状并且在其中心部位配有一个缺口18。

在基体9上固定炭刷支架部件10，电刷支架部件例如由炭刷筒

构成。在这个炭刷支架部件10的内部支承炭刷，它们在运行状态与换向器片5接通。此外在基体9上固定去干扰部件，例如电抗器11和电容。此外在基体9上具有一个插塞连接12，通过它使炭刷系统与外部的电源电连接。固定在基体9上的结构部件相互间和与其它结构部件的所需的电连接通过位于基体上的载电体13实现。这些载电体可以以冲压隔栅的形式实现，由一个金属板冲出，作为导体板或作为单个的导体带，它们或者注塑在基体里面或者事后安置在基体上。下面假设，载电体由导体带实现。

按照本发明在炭刷系统6中组合一个电阻单元，它具有一个电阻外壳14和一个位于这个电阻外壳中的扁平电阻结构，下面总是将其称为扁平电阻。这个扁平电阻是一个薄膜电阻、一个曲折的扁平电阻或者一个曲折设置的电阻线。这个扁平电阻在电动驱动装置的一个分级转速调节范围中使用。

所述电阻外壳14具有一个基本上片形的、最好圆片形的基本形状并且由一种轻金属、最好是铝制成。这能够使整个炭刷系统实现轻型结构形式。

如图2和3所示，所述电阻外壳14是炭刷系统6的组成部件。该电阻外壳14与基体9设置在同一平面里面并且形状配合连接地装进基体9的另一、最好片片段形的缺口里面。电阻外壳14在基体9上的固定通过定位连接部分17实现，在电阻外壳装入后使电阻外壳卡到定位连接部分里面。电阻外壳在基体缺口中的安装从基体的底面实现。

设置在电阻外壳14中的扁平电阻的接头的必须的电接通在使用连接板16的情况下实现，它们插入到电阻外壳14的容纳凹处20里面。所述连接板16使扁平电阻的端部接头分别与一个导体带13连接。例如一个导体带使扁平电阻的一个端部接头与一个电流连接电缆连接，电流连接电缆从外部导引到炭刷系统6的插塞连接12的一个触点。此外另一导体带13使扁平电阻的另一端部接头通过一个去干扰部件11与一个炭刷连接。

为了保证良好的通风并由此良好的散热，所述电阻外壳14具有多个空气流通口15。它们可以是已经在加工电阻外壳14时施加到外壳里面的孔或缝隙。所需的通风越大，空气流通口的数量就越多。也可以选择或附加地改变空气流通口的大小。

共同观察图1和2可以看出，所述空气流通口15这样设置，使它们无阻碍地通流由风扇叶轮7的旋转产生的空气流。由此使由电阻单元产生的热量有效地排出。

为了有效地排出由电阻单元产生的热量，大面积的、良好导热的外壳14是有利的，它使在电阻外壳内部产生的热量向外排出。

为了进一步改善排热，使所述电阻外壳4最好配有表面扩大的台阶

这些台阶例如是凹槽或沟。此外这些扩大表面的台阶也可以是空气流转向部件。

在图4中示出一个用于这种空气流转向部件的示例。在图4中示出一个截面图，其中可以看出一个孔15以及位于小孔上方和下方的电阻外壳14的部分。此外通过箭头8表示空气的通流方向。可以看出，穿过孔15导向到电阻外壳中的空气通过接着的空气流转向部件19偏转并且在从空气流转向部件排出后具有另一流动方向。通过使用这种空气流转向部件可以影响空气的流动方向。存在这种可能性，即散热的空气更多地在这样的部位中排出，在这些部位中设置剧烈发热的结构部件。此外能防止排出的热量直接在热敏的结构部件方向上传导。

所述电阻外壳14的一个扩大表面的台阶也可以以有利的方式使电阻外壳与电机外壳连接。其结果是，热量也通过电机外壳排出。这个措施也起到防止驱动单元过热的作用。

所述电阻外壳按照本发明的一个实施例气体密封、液体密封和固体密封地构成。其优点是，在驱动单元运行中避免例如在一个汽车的驱动单元位于的马达室中的气体、液体或固体损伤位于外壳中的结构部件。尤其是由此防止产生腐蚀。

按照本发明的另一实施例所述电阻外壳也敞开地构成。电阻外壳的这种敞开的结构的优点是，可以将已经在生产过程期间和在使用期间以不期望的方式进入到电阻外壳里面的气体、液体或水份以及固体以简单的方法再从这个外壳中排出去。

本发明首先涉及一种炭刷系统，它可以用于一个电动驱动装置。该炭刷系统具有基体、固定在该基体上的炭刷支架部件和去干扰部件。此外在基体上具有载电体，通过载电体建立必须的电连接。一个包括在设置在一个电阻外壳中的扁平电阻的电阻单元装进基体里面，固定在这个基体上并且与载电体接通。所述电阻外壳具有空气流通口，它们有利于由风扇叶轮旋转产生的空气流动。通过这个空气流以有效的方式排出产生的热量，尤其是在运行期间由扁平电阻构成的热量。

Claims

1.用于电动驱动装置的炭刷系统，它具有：

-具有孔的基体，

-固定在基体上的炭刷系统部件，

-位于基体上或里面的载电体，和

2.如权利要求1所述的炭刷系统，其特征在于，所述基体具有片形的基本形状并且在其中心部位具有缺口用于容纳具有换向器的转子轴。

3.如权利要求1或2所述的炭刷系统，其特征在于，所述电阻外壳设置在基体的一个平面里面并且装进基体的另一缺口里面。

4.如权利要求3所述的炭刷系统，其特征在于，所述电阻外壳具有片形的基本形状。

5.如权利要求1或2所述的炭刷系统，其特征在于，所述电阻外壳与基体通过定位连接部分连接。

6.如权利要求1或2所述的炭刷系统，其特征在于，所述包括在电阻外壳中的扁平电阻通过连接板连接到基体的载电体上。

7.如权利要求1或2所述的炭刷系统，其特征在于，所述空气流通口是穿过电阻外壳的孔形或缝隙形断口。

8.如权利要求1或2所述的炭刷系统，其特征在于，所述电阻外壳由一种轻金属制成。

9.如权利要求1或2所述的炭刷系统，其特征在于，所述电阻外壳配有扩大表面的台阶。

10.如权利要求9所述的炭刷系统，其特征在于，所述扩大表面的台阶是凹槽或沟。

11.如权利要求9所述的炭刷系统，其特征在于，所述扩大表面的台阶是空气流转向部件。

12.如权利要求9所述的炭刷系统，其特征在于，设有扩大表面的台阶用于使电阻外壳与电机外壳连接。

13.如权利要求1或2所述的炭刷系统，其特征在于，所述扁平电阻是薄膜电阻、曲折形的扁平电阻或导线形电阻。

14.如权利要求1或2所述的炭刷系统，其特征在于，所述电阻外壳(14)敞开地构成。

15.电动的驱动装置，它具有如权利要求1-14中任一项所述的炭刷系统。