CN103915742A - 用于电动机的电刷架、电刷架的制造以及电动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电动机的电刷架（100；100a）及其制造，其至少具有用于电刷元件的容纳元件（11、12），其中所述容纳元件（11、12）与由塑料制成的基体（25；25a）连接。按本发明规定，所述容纳元件（11、12）优选构造成粉末冶金的压铸件。

Description

用于电动机的电刷架、电刷架的制造以及电动机

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的用于电动机的电刷架。本发明还涉及一种用于制造按本发明的电刷架的方法以及一种在使用按本发明的电刷架的情况下的电动机。

背景技术

按权利要求1的前序部分所述的电刷架已经由现有技术公开。在此，所述电刷架包括由塑料制成的基体，在所述基体上布置了由金属制成的、用于电刷元件（炭刷）的容纳元件。由现有技术公开的容纳元件构造成冲压弯曲件并且要么机械地（螺丝、铆钉）要么通过借助基体的塑料挤压包封所述容纳元件与基体连接。

为了提高功率密度并且由此节省重量，如今越来越多地使用动用多极的磁回路系统的电动机。这种例如用在机动车中舒适设备驱动装置中的电动机（例如作为车窗升降驱动装置、座椅调整驱动装置等的组成部分）需要能够最佳地利用来自这种系统的功率并且同时将噪音发生保持得很小，实现由炭刷、换向器、线圈、电枢片以及磁回路组成的换向系统的精确定向。在由现有技术公开的电刷架中，要实现的精度由于用于容纳元件的冲压弯曲的制造过程而是受到限制。此外，由塑料制成的基体同样由于制造具有仅一个确定的精度，其中所述冲压弯曲件在挤压包封时集成到基体中或者说所述冲压弯曲件与基体以其他方式连接起来。

此外还公开了电刷架，其中用于电刷元件的容纳元件由（玻璃纤维增强的）塑料制成。在此，所述容纳元件通常一体地与基体连接或者说容纳元件一体地成形在基体上。由于制造时的制造公差以及连同塑料的热膨胀在内的材料特性，同样限制了用于定位炭刷的要实现的精度。此外，用于炭刷的由塑料制成的容纳部具有以下缺点，即塑料自确定的边界使用温度（大约180℃）开始就丧失了其形状稳定性。额外的缺点是炭刷与由塑料制成的容纳元件之间的关于温度变化的缝隙，因为炭刷和容纳元件的热膨胀系数相互间相差相当多。

发明内容

由所述现有技术出发，本发明的任务是改进按权利要求1的前序部分所述的用于电动机的电刷架，使得其能够相对简单并且便宜地进行制造并且实现容纳元件中炭刷的高位置精度。该任务按本发明在具有权利要求1所述特征的、用于电动机的电刷架中通过以下方式得到解决，即所述容纳元件构造成粉末压铸件。容纳元件的这种构造实现了，特别精确并且以高温度耐受性制造所述容纳元件，其中同时在批量使用中量大时模具成本相对较低并且因此也实现了经济上有利地制造。在此，将粉末压铸件理解为根据对构件的要求由金属粉末或陶瓷粉末或由这些材料组成的混合物制成的部件。

按本发明的用于电动机的电刷架的有利的改进方案在从属权利要求中提出。所有由至少两个在权利要求、说明书和/或附图中公开的特征构成的组合均落入本发明的范围内。

在特别优选的结构构造方案中规定，所述至少两个容纳元件与至少一个承载元件一体地连接，所述承载元件具有至少一个中间段，所述中间段用于中断两个容纳元件之间的可导电的连接。这种构造实现了，将容纳元件在其角度位置方面以相互间由制造决定的高精度布置到承载元件上，从而在使用按本发明的电刷架的情况下实现了用于电动机上尽可能高的功率密度的前提条件之一。此外这种构造实现了，在一个工作步骤中同时构造多个容纳元件并且在将容纳元件固定在基体上时节省装置或者说固定元件。

当所述承载元件具有至少一个在弹簧预应力下可抵靠电动机的壳体段安置的搭铁导体时，则在省去可单独装配的附加元件的情况下实现了额外的功能。因此，所述搭铁导体能够同时与承载元件和容纳元件（一体地）制造。

此外，当在承载元件上一体地布置其他用于电气构件和/或其电连接部的容纳元件时，能够以简单的方式和方法额外地改善按本发明的电刷架的功能。在这种情况下，电刷架构造成粉末冶金的压铸件。

因为用于炭刷的容纳元件必须不导电地相互连接，因此需要隔开承载元件上容纳元件之间的区域。为了在此实现用于相应的分隔工具（例如分隔盘或激光射线装置）的尽可能简单的可达到性而在此不存在损坏承载元件和/或基体的危险，在本发明的另一有利的设计方案中规定，所述中间段尤其沿径向从承载元件的周围轮廓中伸出。因此，能够简单地、公差相对不敏感地构造所述中间段。

一种能够省去额外的单独的构件并且省去将其装配在电刷架上的结构上有利的设计方案规定，将用于布置在容纳元件上的弹簧元件的固定元件一体地成形在容纳元件上。

本发明还包括用于制造按本发明的电刷架的方法，其中以粉末冶金的压铸方法制造用于炭元件的容纳元件并且其中将容纳元件与基体的塑料连接。

在此特别优选的是，容纳元件通过至少局部的挤压包封与基体连接。这种构造具有以下优点，即容纳元件能够用作用于压铸模具的插入件，其中基体的构造或者说基体与容纳元件的连接能够在一个并且同一个生产步骤中成本有利地实现。

在一种特别优选的方法中所述容纳元件借助于承载元件相互间一体地连接，所述方法规定，尤其在机械方面隔开承载元件上两个容纳元件之间的至少一个中间段，并且必要时在隔开之后将电气构件与承载元件连接起来，尤其通过冲压/焊接过程。

电动机的特别优选的用途在于在车辆中舒适设备驱动装置、例如车窗升降驱动装置、座椅调整驱动装置或类似装置中的应用。对机动车中这种舒适设备驱动装置而言存在一种永久的需求，即实现尽可能高的功率密度，以此能够减小舒适设备驱动装置的重量以及结构空间，从而通过机动车上的重量节省来降低其消耗。

附图说明

本发明的其他优点、特征以及细节从下面对优选实施例的描述中以及根据附图获得。

附图示出：

图1是构造成插入件的承载元件的透视图,其作为按本发明的电刷架的组成部分具有两个用于炭刷的容纳元件，

图2是在使用按图1的插入件的情况下按本发明的第一电刷架的透视图，

图3是按图2的电刷架的俯视图，

图4是用于电刷架的第二插入件的透视图，其没有在其上成形的用于炭刷的容纳元件，

图5是在使用按图4的插入件的情况下的电刷架的透视图，

图6是图5以放大尺寸示出的细节的透视图，以及

图7是用于电刷架的另一插入件的透视图，其具有在其上成形的容纳部。

相同的元件或者说具有相同功能的元件在附图中设有相同的附图标记。

具体实施方式

在附图1中示出了插入件10,其作为图2中所示的电刷架100的组成部分。电刷架100又是电动机的部件，所述电动机在机动车的舒适设备驱动装置中、例如车窗升降驱动装置、座椅调整驱动装置或类似的装置中用于调整元件（玻璃、座椅或类似机构）。

插入件10在所示出的实施例中包括两个用于没有示出的炭刷的、炭炉形式的容纳元件11、12。容纳元件11、12分别示例性地并且不受限制地具有矩形横截面，所述矩形横截面带有连续的纵向开口13，其中在每个容纳元件11、12的上侧处以及在各个侧面处构造有通过容纳部元件11、12的长度的部分区域构造的纵向间隙14、15。在所述一个容纳元件11处，在其上侧处一体地成形了用于没有示出的弹簧元件的固定元件16，所述弹簧元件以已知的方式和方法对炭刷加载弹簧力，所述弹簧力实现了电动机贴靠在换向器上。当然，在本发明的框架内，所述另外的容纳元件12同样具有相应的固定元件16或者说设置两个没有固定元件16的容纳元件12。

按本发明规定，在需要导电能力时所述两个容纳元件11、12由金属制成并且构造成粉末冶金（MIM-Metal Injection Moulding金属注射成形）的压铸件。这意味着所述容纳元件11、12或者说插入件10由金属粉末以及陶瓷组件（必要时具有添加剂）通过烧结制成。

所述两个容纳元件11、12与承载元件18相互间一体地连接，所述承载元件具有两个连接接片19、20。所述两个容纳元件11、12例如以90°的旋转角度相互间错开地布置。所述两个连接接片19、20与容纳元件11、12一起制造、也就是同样构造成粉末压铸件（Pulverspritzgussteil）。

在图2和3中示出了电刷架100，如其在使用前面所描述的插入件10的情况下所构造的那样。所述电刷架100具有由塑料制成的基体25，所述基体优选构造成压铸件。在此，所述插入件10在用于基体25的模具中由基体25的塑料局部地进行挤压包封并且在基体25的区域内固定在规定的位置处。此外能看到两个分别具有矩形横截面的电接头夹26、27，其优选在制造基体25时同样随之插入到用于基体25的模具中。

在接头夹26、27的端部区域和与炭刷连接的导电电线30、31之间的接触位置28、29处，优选将电线30、31与接头夹26、27进行焊接或者以其他方式导电地连接。此外在图2中还能看到用于炭刷的、布置在固定元件16上的弹簧元件32。此外能够看到，所述两个连接接片19、20具有拱形构造的分隔段33、34，其中在图2中只能看到其中一个分隔段33。尤其根据图3能够看到，所述分隔段33、34布置在基体25的轮廓的径向外部或者说在其径向外部延伸，从而在制造电刷架11之后所述两个容纳元件11、12通过分隔段33、34的隔开而相互电分隔（绝缘）。分隔段33、34的隔开优选在机械方面通过冲压或类似方法实现，然而也能够考虑例如借助于激光射线装置或者类似装置进行所述分隔过程。

在图4中示出了构造成粉末冶金的压铸件的插入件10a，其中与插入件10相反，没有设置容纳元件11、12。然而也将插入件10a构造成粉末冶金的压铸件并且包括多个在一侧上垂直向上伸出的容纳元件35，所述容纳元件相应地构造成叉状并且在上侧处具有容纳区域36。此外，插入件10a包括两个连接接片19a、20a以及两个用作电接头的端子接线片37、38。所述连接接片19a、20a能够在其分隔段33a、34a的区域内被隔开。此外，在插入件10a上一体地成形有能够例如在电动机的极靴区域内与（电）搭铁（Masse）连接的、径向向外伸出的弹簧段39。

如尤其根据图5能够看到，其中插入件10a由基体25a的材料局部地挤压包封，即使在插入件10a中分隔段33a、34a也径向向内或者说向外伸出基体25a的轮廓。此外，弹簧段39也伸出端子接线片37、38之间的基体25a的外周。在容纳区域36中如此布置电气构件40的电线段，使得电气构件40与容纳元件35或者说容纳区域36导电地连接。所述构件40在容纳区域36的区域中的电线接头的连接要么通过冲压过程、通过焊接实现，要么通过其他由现有技术公开的连接技术实现。

在图6中能够看到，所述弹簧段39如何径向伸出基体25a的周面41，从而在将基体25a推入或者说插入到导电壳体中时，电动机的极靴尤其获得了插入件10a或者说电刷架100a的弹簧段39和电动机的与搭铁连接的区域之间的导电连接。

如已经阐述的那样，在插入件10a中所述容纳元件11、12没有一体地布置在插入件10a上。但电刷架100a也具有用于炭刷的、在细节图中没有示出的容纳元件，所述炭刷构造成粉末冶金的压铸件并且例如通过焊接过程或者通过机械连接与插入件10a进行连接。

最后在图7中示出了插入件10b，所述插入件是插入件10a与由插入件10公开的容纳元件11的组合。这意味着分别具有固定元件16的容纳元件11一体地成形在插入件10a上，从而不需要如在插入件10a中那样单独的装配过程。

所描述的插入件10、10a和10b以及电刷架100、100a能够以多种多样的方式和方法进行转换或者说修改，而不偏离本发明构思。其在于使用构造成粉末冶金的压铸件的容纳元件11、12。尤其能够考虑在多极的电动机中使用多于两个所示的容纳元件11、12。也能够在不导电的构件或者说区域内代替金属粉末而使用陶瓷粉末。

Claims (10)

1. 用于电动机的电刷架（100；100a），具有至少两个用于电刷元件的容纳元件（11、12），其中所述容纳元件（11、12）与由塑料制成的基体（25；25a）连接，

其特征在于，

所述容纳元件（11、12）构造成粉末压铸件，其中所述粉末压铸件由金属粉末、陶瓷粉末或者其混合物构成。

2. 按权利要求1所述的电刷架，

其特征在于，

所述至少两个容纳元件（11、12）与至少一个承载元件（18）一体地连接，所述承载元件具有至少一个中间段（33；33a、34；34a），所述中间段必要时用于中断所述两个容纳元件（11、12）之间的能够导电的连接。

3. 按权利要求2所述的电刷架，

其特征在于，

所述承载元件（18）具有至少一个在机械的预应力下能够朝电动机的壳体段安置的弹簧触头（39）。

4. 按权利要求2或3所述的电刷架，

其特征在于，

在所述承载元件（18）上一体地布置了用于电气构件（40）和/或其电连接部的其他容纳元件（35）。

5. 按权利要求2到4中任一项所述的电刷架，

其特征在于，

所述中间段（33；33a、34；34a）尤其沿径向从所述承载元件（18）的周围轮廓伸出。

6. 按权利要求1到5中任一项所述的电刷架，

其特征在于，

用于布置在所述容纳元件（11、12）上的弹簧元件（32）的固定元件（16）一体地成形在所述容纳元件（11、12）上。

7. 用于制造按权利要求1到6中任一项所述的电刷架（100；100a）的方法，其特征在于以下步骤：

a）以粉末压铸方法制造用于电刷元件的容纳元件（11、12），并且

b）将所述容纳元件（11、12）与基体（25；25a）的塑料连接起来。

8. 按权利要求7所述的方法，

其特征在于，

所述容纳元件（11、12）通过至少局部的挤压包封与所述基体（25；25a）连接。

9. 按权利要求7或8所述的方法，

其特征在于，

尤其机械地隔开承载元件（18）上两个容纳元件（11、12）之间的至少一个中间段（33；33a、34；34a），并且必要时在所述隔开之后将电气构件（40）与所述承载元件（18）连接起来，尤其通过冲压/焊接过程。

10. 电动机，尤其作为机动车中舒适设备驱动装置的组成部分，具有按权利要求1到6中任一项所述的电刷架（100；100a）。