CN102771036A

CN102771036A - 用于驱动机动车辆部件的电动机

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Publication number: CN102771036A
Application number: CN2011800105703A
Authority: CN
Inventors: 拉尔夫·穆尔; 乌尔里希·诺亚克
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2011-01-20
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2031-01-20
Also published as: WO2011103947A2; EP2613428A3; US20130200758A1; BR112012020952A2; WO2011103947A3; EP2613427A2; EP2539993B1; EP2539993A2; EP2613428A2; EP2613427A3; CN104467292B; DE202010002664U1; ES2627404T3; KR20130009976A; CN102771036B; US8633621B2; KR101506856B1; EP2613428B1; EP2613427B1; CN104467292A

Abstract

本发明涉及一种用于驱动机动车辆部件的电动机（1），特别是用于对冷却水进行降温的一个风扇电动机，该电动机包括一个转子（2），该转子包含一个换向器（3），在该换向器上以接触方式放置了一个电刷（5），并且该电动机包括一个带塑料护套的受压迫的网（10）用于形成一个电流路径（9），该电流路径被压纹形成在一个电绝缘体（24）中并且被连接到该电刷（5）上。对电动机电流（I_M）进行传导的这个电流路径（9）被中断以形成两个间隔开的电流路径末端（11a，b），中断点（12）被一个接触弹簧（13）桥接，该接触弹簧被用作一个温度熔丝并且是由两个弹簧凸耳（13a，b）组成，这些凸耳各自具有一个固定末端（14a，b）和一个自由末端（15a，b）。这些弹簧凸耳（13a，b）的每个固定末端（14a，b）被连接到一个电流路径末端（11a，b）上，而它们的自由末端（15a，b）使用一个焊接的连接（16）而彼此接触，以便对该弹簧进行偏置。

Description

用于驱动机动车辆部件的电动机

本发明涉及一种用于驱动机动车辆部件的电动机，该电动机具有一个带有转子绕组的转子，该转子绕组被连接到一个换向器上，在该换向器上以进行接触的方式支承着一个电刷，该电动机还具有一个热释放件。在这种情况下，应当将电动机具体理解为是指在机动车辆中用于冷却剂冷却的DC风扇电动机。

DE 10 2007 011 548 A1披露了一种用于机动车辆的调节系统，例如摇窗器、座椅调节机构或者车门或滑动顶棚驱动器，举例来说，所述调节系统是由电动机来操作的并且具有驱动电子器件用于在考虑到防夹保护机制的情况下控制电动机。除了基于软件的热保护以外，还在通往电动机的导体轨道区段中在两个焊接点之间保持一个呈弹簧元件形式的、作为过载保护的热释放元件。在过载电流流动了超过预定的一段时间的情况下，焊料在一个焊接点处熔化，其结果是，由于弹簧元件的弹簧预应力作用，导体轨道自发地中断。这个热释放件可采用螺旋弹簧类型的预加应力的弹簧元件的形式、片弹簧的形式、或以扩展线截断方式的截面收缩的形式。

DE 10 2007 025 345 B4披露了一种热保护元件在机动车辆的DC风扇电动机中的使用，该热保护元件是处于TCO元件（热截断元件）、熔线或双金属元件开关的形式与一个通过塑料注射模制而封装的引线框相结合，所述引线框安排在一个DC电压供应端子与控制电子器件之间并且热耦合到其上。如果该控制电子器件的温度超过了预定阈值，则热保护元件会跳闸，并且使DC电压供应端子与控制电子器件之间的电连接中断。

已知的热保护元件的设计首先是针对受电子控制的电动机，其次是针对较低的电流载运容量和上至大约80°C的较小的温度工作范围。

本发明所基于的问题是指定一种具有热保护的电动机，特别是用于机动车辆的DC风扇电动机，该电动机提供了甚至在例如上至120°C的温度下并且在高于20A的电流强度下使用的可能性。

这一目的根据本发明是通过权利要求1和8的这些特征实现的。有利的构型、发展以及变体是从属权利要求的主旨。

此外，特别是在不使用电子器件的情况下而且仅在一个旋转方向上操作的这种电动机具有一个引线框，该引线框是通过塑料注射模制而封装的而用于形成在电绝缘体中压纹形成的一个电流路径，所述电流路径被连接到至少一个电刷上，该电刷以进行接触的方式支承在该电动机的一个转子侧换向器上。对电动机电流进行传导的该电流路径被中断以便形成两个彼此间隔开的电流路径末端，这样产生的中断点通过一个作为热释放件的接触弹簧而桥接。

该接触弹簧可以被形成为一件式或者两件式，其中特别是在单件式实施方案的情况下，该接触弹簧是由铍铜组成的，即由以铍作为合金成分的青铜（CuBe或CuCoBe）组成。

在两件式实施方案的情况下，接触弹簧具有两个弹簧臂，每个弹簧臂具有一个固定末端和一个弹簧自由末端。虽然这些弹簧臂的固定末端以导电方式在各自情况下被连接到传导电动机电流的电流路径的一个电流路径末端上，但是该接触弹簧的这些弹簧自由末端已经在弹簧预应力下通过一个焊接的接点而彼此接触。

该接触弹簧在单件式实施方案的情况下和在两件式实施方案的情况下都优选由铍铜组成，该接触弹簧适当地涂覆有电解质阻挡层，优选是涂覆有镍。用这种方式涂覆的并且由铍铜组成的接触弹簧适当地另外是镀锡的。

该接触弹簧的单件式实施方案的有利之处在于制造起来简单，而双弹簧变体由于焊接的接点的公差较低而最佳地可限定的并且特别简单地可适配于不同的电流强度。

在接触弹簧的两件式实施方案（双弹簧变体）中，优选这些弹簧臂中只有一个向后弯曲，因此形成至少一个、优选两个彼此间隔开的弯曲点。所述弯曲点的弯曲凹陷背离另一个弹簧臂，其结果是，在焊接的接点产生的过程中，弯曲的或向后弯曲的弹簧臂在这些弯曲点之间向外弯曲，因此产生接触弹簧的弹簧预应力。在这种情况下，另一个弹簧臂的弹簧自由末端的形状优选被确定成一种凹陷的形式，以便容纳焊料，该焊料用于与被弯曲以便产生弹簧预应力的弹簧臂的弹簧自由末端产生焊接的接点。

该接触弹簧通过进行接触的卡扣动作或者锁定连接适当地保持在电流路径末端处。为此目的，该接触弹簧的这些固定末端具有间隔开的并且有弹簧弹力的双重后弯的固定凸耳，这些凸耳以形状配合和/或力配合的方式在对应的电流路径末端中的相应开口的开口边缘处被方便地夹紧。

在一种方便的构型中，在电绝缘体中压纹形成的电流路径的中断点的区域中提供一个窗口状的开口，这样的话，在所述接触弹簧的接触断开的情况下该接触弹簧的预加应力的弹簧臂就能够穿过所述窗口状的开口而弹出去或者枢转出去。在该中断点的窗口区域中，可以形成一个支承点，对应的弹簧自由末端在接触弹簧的接触断开的情况下在这个支承点处以定义的方式停止。

本发明实现的优点特别在于，由于使用了由两个彼此接触的弹簧臂组成的接触弹簧的形式的热释放件，从而所述接触弹簧桥接了对电动机的电动机电流进行传导的电流路径中的中断点，使得首先提供了可靠的过电流和/或过温保护。其次，可靠地避免了在容许的过温或过电流的情况下的误跳闸。这些优点也能通过一个单件式接触弹簧来实现，该单件式接触弹簧是由铍铜或者一种相当的材料组成的，并且具有一个表面，该表面优选此外配备有一个电解质阻挡层（例如镍）并且因此被镀锡。

这个用作热保护的接触弹簧因此特别适合用于没有控制电子器件并且只有一个驱动方向（旋转方向）的DC电动机，并且因此特别适合用于机动车辆的散热器风扇电动机。确切地说，风扇电动机可能是火灾风险增加的原因，尤其是因为风扇电动机为了进行必要的冷却剂冷却即使在用户已经关掉了车辆并且离开车辆时仍然可能在运转。

以下通过参考附图对本发明的示例性实施方案进行更详细的说明，在附图中：

图1详细示出了电动机转子和具有作为热释放件的接触弹簧的电流路径中的电刷安排的部分视图，

图2用透视图示出了没有转子的具有接触弹簧的电刷安排，

图3按照放大的比例并且以从下的视角示出了图1和图2中的一个细节的透视图，图中示出了在电流路径的中断点处的接触弹簧，

图4以如同图3的视图示出了如图2的平面图中的跳闸状态下的接触弹簧，

图5示出了沿图3的线V-V的截面，其中接触弹簧的弹簧臂已经在弹簧预应力下彼此开始接触，并且

图6示出了跳闸状态下的接触弹簧的、沿图5中的线VI-VI相对于图5旋转180°的截面图。

在所有的图中，用相同的参考符号表示相互对应的零件。

图1示出了一个电动机1，省略了电动机外壳和定子，该电动机具有带有换向器3的多个叠层（换向器叠层）的一个转子2，这些叠层安排成固定到所述转子上并且用虚线表示，而且该电动机具有一个电刷安排4，该电刷安排具有两个电刷5，这些电刷在转子2的圆周处被安排成相对于彼此而偏置。如在仅有这些电刷5之一的情况下所展示的，这些电刷与一个弹簧元件7一起位于一个电刷匣6中，该弹簧元件在对应的弹簧预应力下将相应的电刷5压靠在换向器3上，其结果是这个相应的电刷5以进行接触的方式支承在换向器3上或支承在换向器叠层上。图2中以透视图展示了在没有转子2的情况下的对应的电刷安排4。

这些电刷5各自通过一个线圈8连接到用加号（+）和减号（-）和用箭头图解来表示的一个电流路径9中，该电流路径通过换向器3以及转子2的线圈绕组（未展示）并且以未更详细展示的方式通过机动车辆的车辆电池或机动车辆的车载电源系统而闭合。电流路径9的与线圈8以及电刷5连接的其余部分是由一个引线框10形成的，该引线框是通过塑料注射模制封装而成的。对电动机电流I_M进行传导的电流路径9被中断，以便形成两个电流路径末端11a、11b，这些电流路径末端被彼此间隔开，以便形成一个中断点12。中断点12借助一个用作热释放件的接触弹簧13而桥接。

从图3到图6可比较清楚地看出，接触弹簧13是由两个弹簧臂13a和13b组成的，这些弹簧臂各自具有一个固定末端14a，14b以及一个弹簧自由末端15a，15b。接触弹簧13的两个弹簧臂13a、13b的固定末端14a、14b各自被连接到两个电流路径末端11a和11b之一上。相应的这些弹簧臂13a、13b的两个弹簧自由末端15a、15b在弹簧预应力下通过一个焊接的接点16以导电的方式彼此连接。

为了产生弹簧预应力，在该示例性实施方案中，这两个弹簧臂中只有一个（在此情况下是接触弹簧13的弹簧臂13a）向后弯曲，优选弯曲角度小于180°且大于90°，以便形成靠近相关联的固定末端14a的一个第一弯曲点17以及沿着弹簧自由末端13a间隔开的一个第二弯曲点18。因此，由此形成的弯曲凹陷19和20背离另一个弹簧臂13b，如具体从图6可见。

从图5中可以比较清楚地看出，弹簧臂13a在两个弹簧臂13a、13b的进行接触的焊接的接点16中的中断点12的区域中弯曲出来或弯曲到其中（取决于观看方向），其结果是接触弹簧13的弹簧自由末端15a、15b在弹簧预应力下彼此接触。在这种情况下，弹簧臂13b的在示例性实施方案中未被向后弯曲以便产生弹簧预应力的弹簧自由末端15b的形状被确定成一种凹陷的形式，以便用一种限定的方式容纳焊料，该焊料用于与被弯曲以便产生弹簧预应力的弹簧臂13a的弹簧自由末端15a产生焊接的接点16。

从图3和图4可以比较清楚地看出，接触弹簧13的弹簧臂13a、13b的固定末端14a和14b各自具备两个彼此间隔开的固定凸耳21a、21b，所述固定末端被连接到电流路径末端11a、11b上。所述固定凸耳穿过被中断的引线框10的相应的电流路径末端11a和11b中的对应开口22a、22b，并且以卡扣动作或锁定连接的方式被保持在这些开口中。为此目的，固定凸耳21a、21b向后弯曲两次，并且在各自情况下均配备了一个成角度的插入式舌片23a，23b作为插入辅助。因此，弹簧弹性固定末端14a、14b以此方式夹紧以便与电流路径末端11a、11b进行接触，并且方便地用形状配合和/或力配合的方式夹紧在相应的电流路径末端11a或11b中的开口22a、22b的开口边缘处。

如图3中所示，引线框10通过注射模制被封装有一个塑料层作为电绝缘体24，以便形成在电绝缘体中压纹形成的电流路径9。在电绝缘体24中压纹形成的电流路径9的中断点12的区域中提供了一个窗口开口25，从而使预加应力的弹簧自由末端15a有可能在接触弹簧13的接触断开的情况下从所述窗口开口中弹出，如图4和图6中所展示。

接触弹簧13优选由铍铜组成。接触弹簧13上还涂覆有一个电解质阻挡层（特别是涂覆有镍），并且因此被镀锡。当使用铍铜作为接触弹簧13的弹簧材料和额外涂层时，由于这样带来的高电流载运容量和耐热性，因此也可提供一个单件式接触弹簧13。然后所述接触弹簧的一个固定末端例如进而使用卡扣动作连接或类似连接被连接到一个电流路径末端上，而该弹簧自由末端已经与另一个电流路径末端开始接触，同时例如通过一个焊接的接点桥接了电流路径9的中断点12。

用作热保护的这样的一个接触弹簧13特别适合用于没有控制电子器件的并且只有一个驱动方向（旋转方向）的DC电动机，并且因此特别适合用于机动车辆的散热器风扇电动机。

参考符号列表

1 电动机

2 转子

3 换向器

4 电刷安排

5 电刷

6 电刷匣

7 弹簧元件

8 线圈

9 电流路径

10 引线框

11a，11b 电流路径末端

12 中断点

13 接触弹簧

13a，13b 弹簧臂

14a，14b 固定末端

15a，15b 弹簧自由末端

16 焊接的接点

17，18 弯曲点

19，20 弯曲凹陷

21a，21b 固定凸耳

22a，22b 开口

23a，23b 插入式舌片

24 塑料层/绝缘体

25 窗口开口

I_M 电动机电流

Claims

1.一种用于驱动机动车辆部件的电动机（1），特别是一种DC电动机，特别是一种用于冷却剂冷却的风扇电动机，该电动机具有一个转子（2），该转子带有一个换向器（3），在该换向器上以进行接触的方式支承着一个电刷（5），该电动机还具有一个引线框（10），该引线框是通过塑料注射模制被封装的而用于形成在电绝缘体中压纹形成的一个电流路径（9），所述电流路径被连接到该电刷（5）上，

其中对电动机电流（I_M）进行传导的该电流路径（9）被中断以便形成两个彼此间隔开的电流路径末端（11a，11b），并且中断点（12）被一个作为热释放件的接触弹簧（13）桥接，

其中该接触弹簧（13）是由两个弹簧臂（13a，13b）组成，每个弹簧臂具有一个固定末端（14a，14b）和一个弹簧自由末端（15a，15b），并且

其中这些弹簧臂（13a，13b）的这些固定末端（14a，14b）在各自的情况下连接到一个电流路径末端（11a，11b）上，并且这些弹簧自由末端（15a，15b）已经在弹簧预应力下通过一个焊接的接点（16）彼此进行接触。

2.如权利要求1所述的电动机（1），其特征在于，该接触弹簧（13）是由铍铜组成的。

3.如权利要求1或2所述的电动机（1），其特征在于，该接触弹簧（13）的这两个弹簧臂（13a，13b）之一具有至少一个弯曲点（17，18），所述弯曲点的弯曲凹陷（19，20）背离另一个弹簧臂（13a，13b）。

4.如权利要求1到3之一所述的电动机（1），其特征在于，该弹簧臂（13a）具有两个彼此间隔开的弯曲点（17，18），所述弯曲点的该弯曲凹陷（19，20）背离另一个弹簧臂（13b）。

5.如权利要求3或4所述的电动机（1），其特征在于，另一个弹簧臂（13b）的、用于与在弹簧预应力下被弯曲的该弹簧臂（13a）的弹簧自由末端（15a）产生该焊接的接点（16）的这个弹簧自由末端（15b）的形状被确定成一种凹陷的形式。

6.如权利要求1到5之一所述的电动机（1），其特征在于，该接触弹簧（13）的这些固定末端（14a，14b）具有多个固定凸耳（21a，21b），这些固定凸耳是彼此间隔开的并且被引导进入对应的电流路径末端（11a，11b）中的多个相应的开口（22a，22b）之中，以便产生一种卡扣动作连接。

7.如权利要求1到6之一所述的电动机（1），其特征在于，在该电绝缘体（24）中压纹形成的该电流路径（9）的中断点（12）的区域中提供一个窗口开口（25），其中在该接触弹簧（13）的接触断开的情况下该预加应力的弹簧自由末端（15a，15b）从所述窗口开口中弹出。

8.一种用于驱动机动车辆部件电动机（1），特别是一种DC电动机，特别是一种用于冷却剂冷却的风扇电动机，该电动机具有一个转子（2），该转子带有一个换向器（3），在该换向器（3）上以进行接触的方式支承着一个电刷（5），该电动机还具有一个引线框（10），该引线框是通过塑料注射模制被封装的而用于形成在电绝缘体（24）中压纹形成的一个电流路径（9），所述电流路径被连接到该电刷（5）上，

其中对电动机电流（I_M）进行传导的该电流路径（9）被中断以便形成两个彼此间隔开的电流路径末端（11a，11b），并且中断点（12）被一个作为热释放件的接触弹簧（13）桥接，所述接触弹簧的这些固定末端（14a，14b）在各自的情况下被连接到一个电流路径末端（11a，11b）上，并且

其中该接触弹簧（13）是由铍铜组成的。

9.如权利要求1到8之一所述的电动机（1），其特征在于，该接触弹簧（13）配备了一个电解质阻挡层，特别是涂覆有镍。

10.如权利要求1到9之一所述的电动机（1），其特征在于，这个以电解方式涂覆的接触弹簧（13）是镀锡的。