CN104335463A - 用于电动马达的电刷系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电动马达(16)的电刷系统(8)，该电刷系统包括基本上是半环状的具有装入其中的扁平电阻器(38)的电阻器壳体(12)、两个从电阻器壳体(12)中伸出的能与电动马达(16)的导体线路(32)导电地联接的电阻器接头(36)以及基本上是半环状的承载板(10)，该承载板具有两个用于使导体线路(32)与电阻器接头(36)能导电地联接的汇流排(34)和两个电刷元件(22)，其中，两个接头(36)布置在电阻器壳体(12)的同一壳体窄侧上。

Description

用于电动马达的电刷系统

技术领域

本发明涉及一种用于电动马达的电刷系统，该电刷系统包括基本上是半环状的具有装入其中的扁平电阻器的电阻器壳体、两个从电阻器壳体中伸出的能与电动马达的导体线路导电联接的电阻器接头以及基本上是半圆状的承载板，该承载板具有两个用于使导体线路与接头能导电地联接的汇流排和两个作为用于电动马达的整流子的滑动接触件的、与干扰抑制元件连接的电刷元件。此外，本发明还涉及一种具有这类电刷系统的电动马达。

背景技术

这种电动马达、尤其是所谓的整流子马达，包括定子和布置在马达轴上的转子，该转子通过交变的磁场在定子内部运动。转子承载有激磁绕组或励磁绕组，并且马达轴具有相对转子固定(rotorfest)的整流子片，这些整流子片被电刷系统的形式为电刷的滑动接触件刷过。电刷系统和整流子片在马达转轴转动时相互作用，从而实现对运行电流或马达电流的换极(整流)。这种换极对于以直流电运行的电动马达的转动运动来说是必要的。通常实施为碳刷的电刷借助弹簧元件以弹簧力被压向与马达轴同中心的整流子。在电动马达运行时，直流电经过电刷以及整流子的整流子片流入转子的励磁绕组中。

在这类电动马达中，通常借助电阻器电路实现分级的转速调节。在运行期间，该电阻器电路由于流过该电阻器电路的直流电而升温。由此出现的热量生成会导致电动马达过热，这种过热会对该电动马达的使用寿命产生不利的影响。

由WO 2005/078907A1公知了一种用于电动驱动器的电刷系统，在该电刷系统中，具有电刷元件和干扰抑制元件的电刷系统元件被紧固在承载板上。在该承载板上设置有作为用于电连接的导体迹线的汇流排。电刷系统具有布置在半环状的电阻器壳体中的扁平电阻器，其中，电阻器壳体由能传导热量的材料构成并且配设有透气开口。通过将电阻器集成到电刷系统中并且基于电阻器壳体的具有透气开口的设计方案，提供了一种适用于导出或者说导走在运行中出现的热量生成的、用空气冷却的电刷系统。

在公知的电刷系统中，在电阻器壳体的半环窄侧上设置各一个扁平电阻器的联接舌片(Anschlusslasche)，由此，不利地使导体迹线的高效且节省空间的线缆引导以及电刷系统元件在基体上的定位变得困难。由此，不利地提升了这类电刷系统的制造成本和装配成本。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供一种开头所述类型的电刷系统，该电刷系统能够实现简单并且成本低廉的、改进的线缆引导以及改进的电刷系统元件的可定位性。此外，还应当提供一种具有这类电刷系统的电动马达。

该任务根据本发明通过权利要求1的特征来解决。有利的设计方案和改进方案是从属权利的主题。

为此规定，将扁平电阻器的两个电阻器接头定位在电阻器壳体的一个、也就是说同一窄侧上。由此，能够有利且简单地实现使汇流排在一侧布置在承载板上，由此，能够实现电刷元件和干扰抑制元件的定位的更高的灵活性，以及能够实现比较大的、尤其是最大的在所属的电极之间的电位分离(Potentialtrennung)。

在一种有利的改进方案中，一方面电刷元件和干扰抑制元件布置在承载板的下侧上，而另一方面汇流排布置在承载板的上侧上。由此，在改进了电刷系统元件的可定位性的同时又保证了特别简单的线缆引导。此外，由此在避免腐蚀方面实现了简单并且成本低廉的保护以避免电解反应，并且在入射和放射方面优化了电磁兼容性(EMV)。

在一种有利的改进方式中，电阻器的两个扁平导体接头的汇流排适宜地大致在对置的马达侧(上侧)通到电动马达的供电接头(正极和负极)上。将扁平电阻器的接头铺设到与电刷元件和干扰抑制元件对置的承载板侧(下侧)上能够实现避免由于化学过程、例如电解过程的腐蚀生成。例如，同样也能想到的是将在上侧和下侧上的布置进行交换。

扁平导体电阻器的接头彼此相间隔地布置在电阻器壳体的窄侧上，并且因此彼此电流分离(galvanisch getrennt)。为此，接头也可以是彼此电绝缘的。优选地，接头尤其是彼此在空间上(电流地)分离开大致三毫米，由此有利且成本低廉地降低了在接头之间发生短路的危险。

在一种有利的设计方案中，扁平电阻器在两个接头之间具有曲折的、基本上呈U形的走向，并且基本上延伸经过电阻器壳体的整个长度。在现有技术中，扁平电阻器基本上呈I形地从第一半环窄侧延伸至第二半环窄侧，相对于该现有技术，扁平电阻器以双列的形式呈弧度地在第一与第二壳体窄侧之间延伸。由此，扁平电阻器行程大致翻倍，由此例如在电阻器值相同的情况下，扁平电阻器可以明显更扁平地实施。因此，能同样有利地减小电阻器壳体的厚度，并且电刷系统可以特别节省空间地实施。

此外由于扁平电阻器走向曲折且呈U形地设计，在电阻器壳体上实现了特别均匀的热量对流，从而能使出现的热量生成特别高效地、例如与电阻器壳体的透气开口接通地从电动马达导走。由此，能够特别简单且成本低廉地实现对马达冷却的改进，这种改进有利并且简单地提高了电动马达的使用寿命。

在一种适合的实施方案中，电阻器壳体包括两个彼此相叠地布置的半环状的壳体部件，在它们的中间空间中安装有扁平电阻器。在一种优选的实施方式中，电阻器壳体三明治式地构建，其中，半环状的壳体部件优选由金属制成，并且其中，曲折地铺设的扁平电阻器相对于这些金属半环电流分离。

尤其地，为此在一种适合的实施方案中，在电阻器的装配状态下在每个半环状的壳体部件与扁平导体之间都布置有不导电的绝缘层。优选地，绝缘层由云母制成，并且由此，绝缘层一方面能对扁平电阻器的高工作温度具有耐受性地实施，而另一方面由于云母的高介电常数，绝缘层能特别扁平地实施。由此，在避免出现电短路的同时实现了电阻器壳体的有利的、节省空间的结构形式。

在一种有利的设计方案中，半环状的壳体部件是罩壳状的并且至少在其外周边上的、但适宜地还在内周边上具有用于将电阻器壳体拼接在一起的舌片。这些舌片在装配状态下适宜地向内弯曲或扣紧。由此，能够有利地实现特别简单且成本低廉地制成电阻器壳体。

在一种适合的改进方案中，半环状的壳体部件由金属制成，并且能传导热量地联接到电动马达的马达壳体上，例如极罐(Poltopf)上。在一种有利的改进实施方式中，在电刷系统(也就是半环状的壳体部件)的外周边与马达壳体之间的接触以“金属对金属(Metall-auf-Metall)”方式实施，由此，由于热量对流也能经由马达壳体导走热量生成。由此，改进了对电动马达的冷却，由此一方面提高了使用寿命而另一方面实现了耐用度的延长。

在另一有利实施方案中，电阻器壳体具有一定数量的卡锁舌片，用以一方面在电动马达上而另一方面在承载板上非破坏性地夹式紧固。由此，能特别容易地装配或者说拆卸电阻器壳体，由此例如有利地简化了电动马达的保养或维修。

关于电动马达，上述任务通过权利要求10的特征来解决。由此，电动马达包括马达壳体，该马达壳体容纳有定子和转子以及被根据本发明的、引导电流的电刷系统刷过的整流子。因此，在电刷系统的优选的应用中，例如在机动车中的调节元件或散热器框中，电动马达就可靠且长期的运行而言是特别适合的。

附图说明

以下结合附图详细阐述本发明的实施例。其中：

图1立体地示出电动马达，其具有部分裸露的马达壳体并且具有电源接头以及电刷系统，

图2立体地示出电源接头以及与之联接的电刷系统，该电刷系统包括承载板和电阻器壳体，

图3以俯视图示出电刷系统的下侧，

图4立体地示出电阻器壳体，

图5以俯视图示出电阻器壳体，并且

图6示出电阻器壳体的沿着根据图5的线IV-IV的截面图。

彼此相应的部分在所有附图中配设有同样的附图标记。

具体实施方式

图1示出了电动驱动器2，其具有由金属构成的马达壳体4并且具有用于联接到导体线路上的电线缆6以及电刷系统8。电刷系统8是基本上呈圆形的，并且一侧通过由不导电的材料，尤其是塑料构成的半环状的承载板10形成，而另一侧通过同样是半环状的金属的电阻器壳体12形成。电刷系统8具有居中的凹部14，在装配状态下在该凹部中布置有电动马达16。在装配状态下，电刷系统8与马达壳体4联接。线缆6在马达侧具有至驱动器2的插接连接装置18，而在导体线路侧具有插接接头20。

在图2和图3中更详细地示出了电刷系统8。在制造为注塑件的承载板10的下侧(图3)上，在电动马达16的没有详细示出的转子的周边上布置有两个作为滑动接触件的碳刷22。如在其中仅一个碳刷22上示出的那样，这些碳刷与弹簧元件一起处在电刷筒套26中。通过弹簧元件，相应的碳刷22在相应的弹簧预紧力下被压向整流子28，从而使相应的电刷22接触地抵靠在整流子28或者说其整流子片上。

碳刷22分别借助干扰抑制扼流圈(扼流线圈)30接到以正号(+)和负号(-)标识的电流线路32中。电流线路32经过整流子28和转子，通过线缆6与车辆的车辆电池联接或者联接到车辆的车载电网上。电流线路32在承载板10的电刷系统上侧上基本上通过两个平行地延伸的汇流排34形成，这些汇流排联接到电阻器壳体12的扁平电阻器38的实施为联接舌片或类似装置的接头36上，或者直接固定在扁平电阻器38上。扁平电阻器38用于对电动驱动器2的分级的转速调节。

在图4至图6中所示的电阻器壳体12容纳在图4中以虚线示出的、基本上呈U形的并且曲折延伸的扁平电阻器38。正电位和负电位的联接舌片或者说电阻器接头36是电流分离的，并且为此在空间上相间隔地布置。

如在图6中可以看到的那样，电阻器壳体12基本上是三明治状地构建。上部的半环状的壳体部件40a、第一云母层42a、电阻器曲折部38、第二云母层42b以及下部的半环状的壳体部件40b借助上部的半环状的壳体部件40a的弯曲舌片44彼此扣紧。通过云母层42a和42b，电阻器38一方面与金属的壳体部件40a和40b电流分离，而另一方面还与这些壳体部件能传导热量地联接。

电刷系统6的承载板10和电阻器壳体12布置在一个平面中。承载板10一方面借助汇流排34和联接舌片36联接在电阻器壳体12的壳体窄侧上，而另一方面借助卡锁连接装置46接驳到半环状的壳体部件40b上。电阻器壳体12具有一定数量的在周边的卡锁舌48a，用以扣合或卡锁在马达壳体4的相应的凹部处，并且在内周边具有两个卡锁舌48b，用以接驳到电动马达16上。在外周边上，额外地布置有一定数量的用于支撑/靠置在马达壳体4上的支撑舌50。在承载板10上同样布置有相应的支撑结构，但为了更好的概览并没有为其详细地配设附图标记。

为了保证在运行时在扁平电阻器(电阻器曲折部)38上出现的热量生成的高导出率，电阻器壳体12具有一定数量的用于壳体12的空气流通或空气冷却的通风孔52。在附图中，分别示例性地仅示出了一个通风孔52。半环状的壳体部件40a和40b实施为优选由铝构成的冲压板，其中，通风孔52由冲孔形成。能视应用领域而定地匹配通风孔52的数量或者说尺寸，从而使驱动器2总是能获得足够高的空气流通。为了进一步改进热量导出，电阻器壳体12与马达壳体4能传导热量地联接，从而使在电阻器壳体12内部的热量能通过马达壳体4向外导出去。

因此根据本发明，用于电动马达16的电刷系统8包括基本上是半环状的具有装入其中的扁平电阻器38的电阻器壳体12、两个从电阻器壳体12中伸出的并且布置在电阻器壳体12的同一壳体窄侧上的电阻器接头36以及基本上是半环状的承载板10，该承载板具有两个用于将导体线路32与接头36能导电地联接的汇流排34并且具有电刷元件22。

本发明并不限于之前所描述的实施例。具体而言，在不脱离本发明主题的前提下，本领域技术人员也可以从中推导出本发明的其他变型方案。尤其地，在不脱离本发明主题的前提下，所有结合不同的实施例所描述的单个特征还可以按不同的方式彼此组合。

附图标记列表

2        驱动器

4        马达壳体

6        线缆

8        电刷系统

10       承载板

12       电阻器壳体

14       凹部

16       电动马达

18       插接连接装置

20       插接接头

22       碳刷

26       电刷筒套

28       整流子

30       干扰抑制扼流圈

32       电流线路

34       汇流排

36       联接舌片

38       扁平电阻器

40a、40b 壳体部件

42a、42b 云母层

44       弯曲舌片

46       卡锁连接装置

48a、48b 卡锁舌

50       支撑舌

52       通风孔

Claims (10)

1.一种用于电动马达(16)的电刷系统(8)，所述电刷系统包括：

-基本上是半环状的电阻器壳体(12)，所述电阻器壳体具有装入其中的扁平电阻器(38)，

-从所述电阻器壳体(12)中伸出的两个电阻器接头(36)，所述电阻器接头能与所述电动马达(16)的导体线路(32)导电地联接，以及

-基本上是半环状的承载板(10)，所述承载板具有两个用于使所述导体线路(32)与所述电阻器接头(36)能导电地联接的汇流排(34)和两个作为用于所述电动马达(16)的整流子(28)的滑动接触件的、与干扰抑制元件(30)连接的电刷元件(22)，

其特征在于，

所述电阻器接头(36)定位在所述电阻器壳体(12)的同一壳体窄侧上。

2.根据权利要求1所述的电刷系统(8)，

其特征在于，

一方面所述电刷元件(22)和所述干扰抑制元件(30)布置在所述承载板(10)的下侧上，而另一方面所述汇流排(34)和所述电阻器接头(36)布置在所述承载板(10)的上侧上。

3.根据权利要求1或2所述的电刷系统(8)，

其特征在于，

所述扁平电阻器(38)基本上延伸经过所述电阻器壳体(12)的整个长度。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电刷系统(8)，

其特征在于，

所述扁平电阻器(38)在所述两个电阻器接头(36)之间具有曲折的走向。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电刷系统(8)，

其特征在于，

所述电阻器壳体(12)包括两个彼此相叠地布置的半环状的壳体部件(40a、40b)，在所述壳体部件的中间空间中布置有所述扁平电阻器(38)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电刷系统(8)，

其特征在于，

在装配状态下，在所述电阻器壳体(12)、特别是其半环状的壳体部件(40a、40b)与所述扁平导体(38)之间布置有各一个不导电的绝缘层(42a、42b)。

7.根据权利要求5或6所述的电刷系统(8)，

其特征在于，

所述半环状的壳体部件(40a、40b)是罩壳状的并且具有布置在周边的舌片(44)，所述舌片在装配状态下向内弯曲或扣紧。

8.一种电动马达(16)，所述电动马达具有马达壳体(4)和根据权利要求1至7中任一项所述的电刷系统(8)。

9.根据权利要求8所述的电动马达(16)，

其特征在于，

所述半环状的壳体部件(40a、40b)是由金属制成的并且能传导热量地联接到马达壳体(4)上。

10.根据权利要求8或9所述的电动马达(16)，

其特征在于，

所述电阻器壳体(12)具有一定数量的卡锁舌片(48a、48b、50)，用以非破坏性地紧固在所述马达壳体(4)和/或所述承载板(10)上。