CN103155370A - 直流电机 - Google Patents

Abstract

直流电机（1），包括一个壳体（3）、一个具有作为电磁铁（12）的线圈（11）的转子（7）、一个具有定子磁铁（14）的定子（13），其中，优选所述转子（7）及所述定子（13）被设置在所述壳体（3）内部，作为换向器（16）优选用于传导经由所述转子（7）的所述线圈（11）传导的电流的滑动触头（15），该直流电机还包括一个用于由所述直流电机（1）发出的电干扰的去干扰装置（18），其中，所述去干扰装置（18）被定位在所述壳体（3）的外部。

Description

直流电机

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的直流电机，根据权利要求13的前序部分的伺服驱动装置及根据权利要求15的前序部分的内燃机。

背景技术

直流电机可作为直流电动机或直流发电机使用在不同的技术应用中。直流电机具有一个带有作为电磁铁的线圈的转子及一个带有定子磁铁的定子。其中转子及定子被设置在一个壳体内及在转子上设有作为换向器的滑动触头。这里换向器用作将电流输送到转子的线圈中的整流子及其中转子上的滑动触头与作为碳刷的两个滑动触头形成电接触。在转子的滑动触头上的碳刷脱开接触时将导致干扰信号、尤其高频干扰信号的产生。该高频干扰信号对直流电机附近的其它电应用部分产生不利影响。例如当将直流电机使用在机动车中的一个伺服驱动装置上的情况下该高频干扰可在无线电装置或电视装置上引起功能损害。

因此该直流电机设有一个去干扰装置，以便降低由滑动触头发出的高频干扰或完全地消除该高频干扰。在此情况下在电机壳体内的温度出现大的温度波动及该温度波动处于约-40°至+160°的范围中。此外机动车中的这种直流电机将承受由振动引起的高机械负荷。由于设置在直流电机上的去干扰装置所产生的这些高的热的及机械的负荷在直流电机的壳体内部仅有少数可供使用的去干扰装置能长期地承受这些负荷。

DE 10 2006 055 257 A1给出一种尤其用于内燃机的吸气系统中的节气门的调节机构的伺服驱动装置，它具有一个伺服装置壳体，在该壳体中设有至少一个带有室开口的接收室，及具有一个固定在接收室中的电动机，该电动机具有一个带有圆柱形壁的圆柱形电动机壳体及至少一个设置在室开口附近的电动机壳体端面上的轴承座，其中轴承座具有在圆周上分布地布置的座区段。

发明内容

根据本发明的直流电机包括：一个壳体，一个具有作为电磁铁的线圈的转子，一个具有定子磁铁的定子，其中优选转子及定子被设置在壳体内部，作为换向器优选用于传导经由转子的线圈传导的电流的滑动触头，一个用于由直流电机发出的电干扰的去干扰装置，其中去干扰装置被定位在壳体的外部。

该去干扰装置以有利的方式被设置在直流电机壳体的外部，以致由此使去干扰装置的热负荷变小。由于定子及转子的发热在直流电机壳体内部将出现高的温度或大的温度波动，由此设置在直流电机壳体外部的去干扰装置遭受到很小的热负荷。

在一个附加的实施形式中去干扰装置包括至少一个电子部件，尤其至少一个电容器，及包括优选导体。

在一个附加的实施形式中去干扰装置作为电子构件包括一个电阻和/或一个晶体三极管和/或一个二极管。

在一个附加的实施形式中去干扰装置被固定在一个印刷电路板上或其旁边。

在一个附加的变型中印刷电路板是一个具有由FR1，FR2，FR3，FR4或FR5组成的电绝缘的载体材料的电路板或一个具有作为载体材料的薄膜的柔性印刷电路板。

合乎要求的是印刷电路板被固定在壳体或直流电机的一个保持板上及该保持板优选为壳体的一个组成部分。

在一个附加的实施形式中至少一个电子部件构造成SMD部件或构成布有导线的陶瓷电容器。

在一个附加的实施形式中导体构造成印刷电路板的电绝缘的载体材料上的印制导线。去干扰装置包括至少一个电子部件及多个尤其构成印制导线的导体。这里去干扰装置被设置在印刷电路板上及作为SMD部件的电子部件也被设置在该印刷电路板上。这里印刷电路板上的印制导线例如借助光化学方法与冲孔技术或布线技术来制造。由此对于不同的实施形式可容易地在印刷电路板上制造出具有相应电子部件的印制导线。在制造去干扰装置时例如可仅通过改变用于制造印制导线的软件及使用其它的电子部件或其它数目的电子部件来提供具有其它电路图或电子电路图的去干扰装置。由此可以用简单的方式以小的制造成本来制造不同的去干扰装置。此外基于印刷电路板上电子部件的布置该去干扰装置尤其可很好地耐机械负荷、尤其振动并可持续地承受该机械负荷，而不会由此在去干扰装置上出现损坏。

在一个附加变型中印刷电路板被固定在壳体或保持板的一个平的面上。

在另一构型中直流电机包括一个第一电接触元件、尤其一个接触板或接触销，及一个第二电接触元件、尤其一个接触板或接触销。

印刷电路板尤其具有一个或两个开口及第一和/或第二接触元件被设置在一个开口中或被设置在两个开口中。因此该印刷电路板可特别简单地被固定在直流电机的壳体或保持板上。在此情况下印刷电路板用其两个开口套在两个接触元件上，以致两个接触元件被设置在印刷电路板的开口内并接着以简单的方式使去干扰装置的导体、尤其印制导线与两个接触元件形成电接触，例如其方式为将可弯曲的接触薄膜与接触元件相焊接，例如借助超声波焊接。可弯曲接触薄膜也可借助其它的连接技术、例如软焊与两个接触元件相连接。

在一个附加的实施形式中导体与第一及第二接触元件形成导电连接，尤其借助一个可弯曲的接触薄膜形成导电连接。

在一个附加的构型中该直流电机是一个直流电动机。

根据本发明的用于一个调节机构的伺服驱动装置包括：一个直流电动机，一个传动装置，调节机构，优选一个伺服驱动装置壳体，其中直流电动机构造成一个在本申请权利保护要求中所述的直流电动机。

在一个附加的构型中调节机构是一个用于内燃机的燃烧空气的吸气通道内的节气门或调节栅帘。

根据本发明的具有用于调节机构的伺服驱动装置的内燃机，其中伺服驱动装置构造成一个在本申请权利保护要求中所述的伺服驱动装置。

在一个变型中该直流电机是一个直流发电机。

在另一构型中第一和/或第二接触元件借助一个尤其可弯曲的接触导线与导体相连接。

附图说明

以下将参照附图来详细地描述本发明的实施例。附图表示：

图1：一个直流电机的极其简化的横截面图，

图2：用于根据图1的直流电机的去干扰装置的电路图，

图3：具有根据图2的去干扰装置的根据图1的电机的一个透视图，

图4：根据图3的去干扰装置的一个透视图，

图5：一个印刷电路板及一个柔性印刷电路板的横截面图，

图6：具有根据图1的直流电极的一个伺服驱动装置的极其简化的横截面图，及

图7：一个带有伺服驱动装置的内燃机的极其简化的视图。

具体实施形式

一个在图1，3及6中所示的作为直流电动机2的电机被使用在一个用于使一个构成节气门42的调节机构41运动的伺服驱动装置40（图6）中。伺服驱动装置40具有一个包括直流电动机2的转子轴8上的第一齿轮9及第二齿轮44的传动装置43。这两个齿轮9及44的未示出的齿相互啮合，以致由此可借助转子轴8的旋转运动使节气门轴47进行旋转运动并因此使设置在节气门轴47上的节气门42也进行旋转运动。由此可作到：使用于一个内燃机49的燃烧空气的吸气通道46改变其通流横截面。节气门轴47借助一个节气门轴承48支承在伺服驱动装置壳体45上。直流电机1，传动装置43及吸气通道46与设置在其中的节气门42也被设置伺服驱动装置壳体45内。这里伺服驱动装置40被设置在一个未示出的机动车的发动机室内内燃机49的附近，以致由此使直流电机1经受高的机械的及热的负荷。内燃机49引起机械的振荡如振动，该振动也由此出现在直流电机1上。此外内燃机49散发热量，这也引起温度的升高及由此引起直流电机1上最大可能温度的提高。

直流电动机2具有一个壳体3（图1），在壳体3上设置了作为定子13的定子磁铁14。这里定子磁铁14可为永久磁铁或电磁铁。转子7与转子轴8绕一个未示出的旋转轴线进行旋转运动及转子轴8借助轴承10支承在壳体3上。转子7具有作为电磁铁12的线圈11。为了使线圈11通过电流转子7设有滑动触头15作为换向器16，这就是说作为整流子16。因此根据转子7的转动角度位置使相应的线圈11通过电流。它是这样来实现的，即作成碳刷17的滑动触头15与转子7上的滑动触头15相接触。两个碳刷17与一个第一电接触元件32及一个第二电接触元件33形成电的及机械的连接。这里这两个电接触元件32，33通过壳体3中的孔由壳体3内导向壳体外部（图3及1）。这里两个电接触元件32，33通过其导出的壳体部分构造成保持板4。

在作为壳体3的一部分的保持板4上设有一个去干扰装置18。在设有碳刷17的换向器16的不同滑动触头15相接触的情况下当接触脱开时将引起高频的干扰信号，该干扰信号可导致对与直流电机1相邻的电应用部分的干扰。因此当该直流电机1使用在机动车的伺服驱动装置40中时该高频干扰将导致无线电装置或电视装置的功能损害。为了至少部分地排除该高频干扰，直流电机1设有去干扰装置18。这里在图2中表示出干扰装置18的电路图。作为直流电动机2的直流电机1与一个未示出的设有正极及负极的电源相连接。在此情况下电流通过导体24导向直流电动机2的第一及第二接触元件32，33。连接在对直流电动机2供给电流的两个导体24之间的一个作为x-电容器22的电容器21将导致直流电动机2的去干扰。根据图2中的电路图还有两个附加的y-电容器23与直流电动机2的壳体3及用于对直流电动机2供给直流电的两个导体相连接。这两个y-电容器将导致直流电动机2的附加的去干扰。

这里具有根据图2的电路图的去干扰装置18被设置在作为电路板26的印刷电路板25上。印刷电路板25或电路板26在这里由作为载体材料29的FR4材料组成，这就是说由环氧树脂及玻璃纤维织物组成。在此情况下导体24构造成电路板26上的印制导线50。印制导线50例如通过光化学方法来制造及由一个铜薄层组成，这里作为电子部件19的电容器21为SMD部件（表面组装元件）20。在印刷电路板25上除作为印制导线段38的印制导线50该外印刷电路板25还具有绝缘区段37。这里绝缘区段37被作为SMD部件20的电容器21跨越（图3及4），以致由此可在印刷电路板25上体现根据图2的电路图。这里印刷电路板25具有一个第一开口27及一个第二开口28（图3）。作为接触板34或接触销35的两个电接触元件32，33穿过这两个开口。在去干扰装置18的两个开口27，28的区域中的印制导线段38上各设有一个由导电材料作的接触薄膜36。因此印刷电路板25（图4）可被简单地安装在保持板4上及在此情况下两个接触元件32，33穿过两个开口27，28，以致在将印刷电路板25放置在保持板4上后两个接触元件32，33就被布置在两个开口27，28内。由此构成接片的接触薄膜36的一部分也一起向上移动并紧贴在两个接触元件32，33上。接着借助超声波焊接使该作为接片的、接触薄膜36的可移动的而非固定在印制导线段38上的部分与两个接触元件32，33相连接。由于接触薄膜36与相应印制导线段38的机械的及电的接触故在电接触元件32，33与相应的印制导线段38之间形成了电接触。两个接触元件32，33上的两个印制导线段38仅通过x-电容器22跨接。

作为去干扰装置18的载体材料29的印刷电路板25还具有一个第三开口39。保持板4上的一个螺栓5穿过该第三开口39并由此借助一个螺母6使印刷电路板25机械地固定在保持板4上。此外螺栓5由导电材料、例如金属制成及螺母6与保持板4也由金属制成。因此除了印刷电路板25与保持板4之间的机械接触外借助螺母6与螺栓5还在第三开口39上的印制导线段38与保持板4之间形成电连接。保持板4及整个壳体3由导电材料组成，基于两个y-电容器23与第三开口39上的印制导线段38的电连接，以致由此在壳体3与两个y-电容器23之间形成电连接。这里在图3及4中印制导线段38通过着上点来表示。

作为去干扰装置18的载体材料29也可使用一个作成柔性印刷电路板30的薄膜31（图5）来取代由FR4作成的电路板26。柔性印刷电路板30的使用具有其优点，即它一方面具有比电路板26小的结构高度或厚度及另一方面该薄膜36（31）也是可弯曲的。由此在直流电动机2上对于去干扰装置18需要比图3及4中所示的实施例较少的结构空间或结构高度。

各个不同的实施例可相互组合，只要不是相对立地描述。

总地来看有一个显著的优点与根据本发明的直流电机1及根据本发明的伺服驱动装置40相关联。去干扰装置18作为一个印刷电路设置在印刷电路板25上并由此需要较少的结构空间或结构高度。去干扰装置18设置在壳体3的外部可导致：去干扰装置18遭受较小的热负荷。由于去干扰装置18构成印刷电路板25上的带有SMD部件20及印制导线50的印刷电路去干扰装置18也可持续地承受大的机械负荷。这里具有印制导线50的去干扰装置18例如可借助光化学方法来制造，以致可仅通过改变在制造印刷电路板25上的印制导线50时的软件及使用其它的电子部件19或其它数目的电子部件19以小的成本来提供不同的去干扰装置18。此外直流电机1既可带有去干扰装置18也可不带去干扰装置18地供应，尽管为其它方面相同的直流电动机2或相同的直流电机1。在不带去干扰装置18的直流电机1的情况下在保持板4上不设有带相应的印刷电路的印刷电路板25而在带有去干扰装置18的直流电机1的情况下仅在保持板4上用螺母6固定住印刷电路板25。由此在制造用于不同的机动车的电机1的情况下在制造时可制造其它方面相同的电机1并使该电机设有或不设有去干扰装置18。由此以有利的方式使电机1的制造成本下降。

Claims (15)

1.直流电机（1），包括：

一个壳体（3），

一个转子（7），它具有作为电磁铁（12）的线圈（11），

一个具有定子磁铁（14）的定子（13），

其中，优选所述转子（7）及所述定子（13）被设置在所述壳体（3）内部，

作为换向器（16）优选用于传导经由所述转子（7）的所述线圈（11）传导的电流的滑动触头（15），

一个用于由所述直流电机（1）发出的电干扰的去干扰装置（18），

其特征在于：所述去干扰装置（18）被定位在所述壳体（3）的外部。

2.根据权利要求1的直流电机，其特征在于：所述去干扰装置（18）包括至少一个电子部件（19）、尤其至少一个电容器（21），及优选导体（24）。

3.根据权利要求1或2的直流电机，其特征在于：所述去干扰装置（18）被固定在一个印刷电路板（25）上或旁边。

4.根据权利要求3的直流电机，其特征在于：所述印刷电路板（25）是一个具有由FR1、FR2、FR3、FR4或FR5组成的电绝缘的载体材料的电路板（26）或者是一个具有作为载体材料的薄膜（31）的柔性印刷电路板（30）。

5.根据权利要求3或4的直流电机，其特征在于：所述印刷电路板（25）被固定在所述壳体（3）上或在所述直流电机（1）的一个保持板（4）上，该保持板（4）优选为所述壳体（3）的一个组成部分。

6.根据权利要求2至5中任一项或多项的直流电机，其特征在于：所述至少一个电子部件（19）构造成SMD部件（20）。

7.根据权利要求2至6中任一项或多项的直流电机，其特征在于：所述导体（24）构造成所述印刷电路板（25）的电绝缘的载体材料上的印制导线（50）。

8.根据以上权利要求中任一项或多项的直流电机，其特征在于：所述印刷电路板（25）被固定在所述壳体（3）的或所述保持板（4）的一个平的面上。

9.根据以上权利要求中任一项或多项的直流电机，其特征在于：所述直流电机（1）包括一个第一电接触元件（32）及一个第二电接触元件（33），该第一电接触元件尤其是一个接触板（34）或接触销（35），该第二电接触元件尤其是一个接触板（34）或接触销（35）。

10.根据权利要求3至9中任一项或多项的直流电机，其特征在于：所述印刷电路板（25）具有一个或两个开口（27，28），所述第一和/或第二接触元件（32，33）被设置在所述一个开口（27，28）中或被设置在所述两个开口（27，28）中。

11.根据权利要求2至10中任一项或多项的直流电机，其特征在于：所述导体（24）与所述第一及第二接触元件（32，33）导电地连接，尤其是借助一个可弯曲的接触薄膜（36）导电地连接。

12.根据以上权利要求中任一项或多项的直流电机，其特征在于：所述直流电机（1）是直流电动机（2）。

13.用于调节机构（41）的伺服驱动装置（40），包括：

一个直流电动机（2），

一个传动装置（43），

所述调节机构（41），

优选一个伺服驱动装置壳体（45），

其特征在于：所述直流电动机（2）根据以上权利要求中任一项或多项构成。

14.根据权利要求13的伺服驱动装置，其特征在于：所述调节机构是一个用于内燃机（49）的燃烧空气的吸气通道（46）内的节气门（42）。

15.内燃机（49），它具有用于调节机构（41）的伺服驱动装置（40），其特征在于：所述伺服驱动装置（40）根据权利要求13或14构成。

Images