CN104704725A - 包括电子模块的电动马达、优选电换向马达 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包括电子模块(7)的电动马达(1)、优选电换向马达，所述电动马达包括壳体(2)，在所述壳体中设置有由电子单元(6，9)和热沉(3)构成的电子模块(7)，其中壳体(2)由热沉(3)封闭并且在定子(11)上分接的电动马达相与插接单元(4)连接。在尤其紧凑构成的能够成本适当地制造并且仅需要小的结构空间的电动马达(1)中，电子单元(6，9)与热沉(3)和/或壳体(2)的机械连接并且/或者定子(11)的电相和电子单元(6，9)与插接单元(4)的电连接构成为是无螺纹连接的。
Description
技术领域
本发明涉及一种包括电子模块的电动马达、优选电换向马达，所述电动马达包括壳体，在所述壳体中设置有由电子单元和热沉构成的电子模块，其中壳体由热沉封闭并且在定子上分接的电动马达相与插接单元连接。
背景技术
电换向马达例如用在机动车辆的离合器和变速器控制装置中。为了控制这种电换向马达、例如BLDC马达，需要控制单元和变流电路。这种控制单元和变流电路在电子模块中组合，在那里所述控制单元和变流电路例如作为单独的电子单元与电动马达的壳体分隔开地设置。
替选地，也已知的是，电子单元设置在电动马达的壳体中，其中电子单元与热沉连接成电子模块，所述热沉形成壳体的封闭件。通常，所述布置是非常紧凑的并且占据大量结构空间，由此需要用于密封和构成壳体部件的附加的成本。
发明内容
因此，本发明基于下述目的，提出一种电动马达连同其控制装置，虽然电子模块集成在壳体中，但所述电动马达具有小的径向的和轴向的尺寸，所述尺寸与少的制造成本关联。
根据本发明，所述目的通过下述方式实现：电子单元与热沉和/或壳体的机械连接和/或定子的电动马达相和电子单元与插接单元的电连接构成为是无螺纹连接的。通过电连接或机械连接的无螺纹连接的构成方案，节约结构空间，使得电子模块能够不仅沿径向方向、而且沿轴向方向良好地安置在电动马达的壳体中。
在一个改进方案中，电子单元直接安置在热沉上。通过放弃用于电子单元的中间承载件，使得电动马达连带控制装置的结构空间最小化。
有利地，热沉具有用于容纳密封元件的环绕的通道，所述密封元件相对于壳体沿径向方向设置。为了构成优选构造成O形环的密封元件，沿轴向和径向方向需要非常小的结构空间并且尽管如此仍确保足够的密封性。通过所述密封元件，电子模块能够以高的可靠性在用于燃烧室的常见的机动车辆环境条件下被密封并且电子接触。密封性也在高的热循环下得到确保，其中电子单元被密封以防止振动和湿气，例如盐雾。
在一个设计方案中，壳体具有至少一个、优选一件式地由壳体构成的弯曲接片，所述弯曲接片径向地从外朝向热沉的方向弯曲。通过这种在将由电子单元和热沉构成的电子模块引入到壳体中之后弯曲的弯曲接片，不仅确保电子模块在壳体中的机械的稳定性，而且也促进相对于壳体的密封性，因为通过弯曲接片，将热沉按压到密封元件上进而也按压到电动马达的壳体上。
在一个变型形式中，电子模块沿径向的和/或轴向的方向固定。这具有下述优点：机动车辆的振动不会影响电子模块和其运行。
在一个改进方案中，在壳体的内侧上径向地构成支撑元件以用于支撑电子模块，所述支撑元件优选地作为壳体的局部的冲压部。所述支撑元件确保电子模块沿轴向方向的支撑并且能够简单地制造。
在一个替选方案中，支撑元件为热沉的优选一件式的组成部分，所述组成部分沿轴向方向穿过电子模块的电路板的各一个留空部作为相对于定子的间隔件伸入到壳体中。这种间隔件环绕地构成为热沉的几何部分，并且在定子上终止。电子模块的电路板中的留空部确保在装配时用于间隔件的横向的结构空间。
替选地，热沉在其环周上具有相对于壳体的部分的径向的接触面作为电子模块的径向的引导部。
有利地，插接单元锚固在热沉中并且优选地在所述热沉上由塑料注塑包封。通过所述构成方案，能够放弃在电子模块之内的插接单元的附加的承载件，由此进一步减小电动马达的结构空间。
替选地，替代插接件，也能够引导密封的线缆束穿过热沉。
在一个变型形式中，插接单元具有注塑包封的引线框架，在所述引线框架上设置有各一个用于在定子中构成的马达相的绝缘位移连接装置，其中绝缘位移连接装置是引线框架的优选集成的组成部分。绝缘位移连接装置为成本适宜的解决方案并且与螺纹连接装置相比在电动马达之内需要明显更小的结构空间，所述电动马达因此能够明显更紧凑地构成。此外，通过使用绝缘位移连接装置简化安装，因为插接单元和定子之间的电接触能够在一个方法步骤中进行。
替选地，绝缘位移端子与定子的马达相连接、优选地压接，其中绝缘位移端子在定子的凹部中引导并且接合到插接单元的引线框架中。这种设计方案也引起节约结构空间和电动马达在安装成本最小化时的非常紧凑的设计方案。
在一个改进方案中，电子单元至少两件式地构造，其中两个部分沿轴向方向在不同的水平上设置在壳体中。这在下述情况下同样引起电动马达的非常紧凑的构成：对于特定的应用情况，电子单元的存在的面积不足并且应避免电子模块的径向的定向，以便确保电动马达的紧凑性。
附图说明
本发明允许多种实施方式。其中的一个实施方式应根据在附图中示出的图详细阐述。
附图示出
图1示出具有电子模块的电动马达的原理图，
图2示出贯穿具有电子模块的电动马达的剖面图，
图3示出具有密封元件的电动马达的局部，
图4示出作为热沉的一部分的间隔件，
图5示出电动马达的壳体上的冲压部，
图6示出电子模块在马达壳体中的径向的引导部，
图7示出定子上的绝缘位移连接装置，
图8示出具有线缆束的电动马达的壳体，
图9示出插接单元在电动马达上的布置，
图10示出电动马达中的电子模块的不同的几何配置。
相同的特征用相同的附图标记表示。
具体实施方式
在图1中示出连带控制电子元件1的电换向马达，所述电换向马达例如用于控制机动车辆中的离合器致动器。在此为无刷直流马达，所述无刷直流马达也称作为BLDC马达(Brushless DC Motor)，其中否则常用的具有用于换向的刷的机械换向器由电子电路替代。所述电动马达1根据图1a由深冲的壳体2构成，所述壳体通过由铝压铸件制成的热沉3密封。由塑料构成的插接单元4是热沉3的组成部分并且例如喷射或粘接到所述热沉中。电动马达1的类似圆柱形的壳体2在其径向环周上朝向热沉3具有多个弯曲接片5，所述弯曲接片一件式地由壳体2构成并且朝向热沉3的方向折叠，以便因此实现由电子单元和热沉3构成的电子模块7的轴向的固定。如在图1b中示出的那样，电子单元6、9包括电路板6，所述电路板装配有电器件9。所述电路板6直接粘接在热沉3上并且随后与插接单元4的插接引脚10电连接，这例如能够通过钎焊或压配合引脚实现。电路板6具有留空部8，插接单元4穿过所述留空部伸出，以用于建立与电动马达1的三个马达相的电连接。
在图2中示出电动马达连带控制电子元件1的横截面。在电路板6之后，在壳体2的内部中安置电动马达1的定子11，所述定子由三个没有进一步示出的定子相或马达相构成。马达相在此经由绝缘位移连接装置12与插接单元4连接，所述绝缘位移连接装置穿过电路板6的凹部8接合。插接单元4的绝缘位移连接装置12在此由引线框架16构成，所述引线框架具有交会元件(Schneidelemente)15，其中交会元件15是引线框架16的集成的组成部分。引线框架16与绝缘位移连接装置12一起在插接单元4中注塑包封。
图3a示出电动马达1相对于环境条件的密封。径向环绕的密封元件13在此在热沉3的通道中伸展，其中环绕的密封元件13例如构成为O形环。热沉3以预设的间距在其环周上具有收缩部14，所述收缩部沿热沉3的径向方向延伸，其中所述收缩部14由壳体2的各一个弯曲接片5包围，以便将热沉3进而将整个电子模块7可靠地并且抗振动地固定在壳体2上(图3b)。在组装电动马达1之后，密封元件13在弯曲接片5翻转之后通过热沉3压靠壳体2，由此确保相对于湿气、例如相对于盐雾等的可靠的密封。
与电动马达1的在图3中示出的密封相反地，密封元件13也在外部贴靠在热沉3上并且在那里由弯曲接片5包围，其中弯曲接片5在其自由端部上具有折弯部，所述折弯部接合到热沉3的凹部中。替选地，密封元件13也能够位于径向伸展的通道中，所述通道被加工到热沉3的边缘侧中，其中热沉3在所述区域中具有突出部，弯曲接片5在后方接合所述突出部。在另一个替选方案中，也能够考虑的是，将密封构成为夹紧连接，其中在安置于热沉3的外侧上的密封元件13上构成有覆盖件，弯曲接片5借助其折弯部贴靠在所述覆盖件上并且相对于所述覆盖件是预紧的，使得建立密封的连接。
此外为了抗振动地安放粘接在热沉3上的电路板6，热沉3具有间隔件17，所述间隔件用于将电子模块7相对于定子11轴向支撑。所述间隔件17径向地包围热沉3并且穿过部分的留空部18和电路板6接合，所述留空部设置在电路板6的外环周上。间隔件17因此轴向地在电动马达1中延伸(图4)。
用于轴向地支撑电子模块7的另一个变型形式在图5中示出，在那里壳体2在其环周上具有多个局部的冲压部19，所述冲压部指向内并且由电路板6和热沉3构成的电子模块7支撑在所述冲压部上。局部的冲压部的尺寸设计在此构成为，使得电子模块7固定地夹紧在通过弯曲接片5固定的热沉3和壳体2的局部的冲压部19之间。
用于支撑电子模块7的另一个设计方案在图6中实施，其中径向的突出部20在热沉3上延伸，借助于所述突出部，热沉3进而电子模块7压紧到壳体2中。突出部20在此形成朝向壳体2的环周的局部的接触面。
存在用于电动马达1的定子11的三个马达相与电子模块7的电接触的不同的变型形式。为了实现成本适宜的解决方案，选择绝缘位移连接技术用于定子11与电子模块7或其插接单元4的电连接。所述连接技术能够以两个不同的变型形式使用。首先，将绝缘位移连接技术用在定子侧上，在那里绝缘位移端子15与定子线圈的形成马达相的线输出端通过压接或压接焊接技术连接，如在图7中示出的那样。绝缘位移端子15在此在定子11中在凹部22中引导，其中所述凹部22能够或者是定子11的塑料注塑包封的覆盖板的一部分、或者是定子11本身的塑料注塑包封部的一部分。在插接单元4的一侧上，有利地构成具有引入斜面的三个凹陷部，在那里引线框架16是注塑包封的，在安装时绝缘位移端子15接合到所述引线框架中。在将电子模块7安装到壳体2中时，同时也进行马达相的电连接，因为固定在定子11上的绝缘位移端子15与插接单元4的引线框架16压紧。
替选地，相反地，在插接单元4的一侧上实施绝缘位移端子，使得绝缘位移端子15作为插接单元4中的注塑包封的引线框架16的一部分制成。引线框架16从一侧回引到电路板6中，以便建立与电路板6的电器件9的电连接。引线框架16从另一侧与定子11的马达相的线形成绝缘位移连接。当在壳体2中安装电子模块7时，同样同时进行马达相的电接触。
在图8中在热沉3的区域中示出贯穿电动马达1的剖面图，其中插接单元4通过线缆束21替代。线缆束21在此与电路板6焊接并且在热沉3的区域中密封。
为了安装插接单元4能够使用不同的技术。除了用塑料注塑包封之外，也能够考虑与热沉粘接或拧紧。插接单元4能够在其离开时沿不同方向引出，如在图9中示出的那样，在那里点状地示出插接单元4的可能的位置。插接单元4的要选择的位置在此根据在离合器致动器中的结构空间预设来选择。
在图10中示出电子模块7的不同的几何配置，其中尤其示出热沉3的俯视图。不同的配置、是否是圆形的、椭圆的或其组合与离合器致动器的结构空间要求以及电子模块7的功能有关。如果电路板6的存在的面积不足以用于特定的应用，那么不仅沿径向方向得到增大电子模块7的可能性，而且也可通过两个电路板6确保用于装配有电器件9的较大的面积要求，所述电路板沿轴向方向在不同的水平上设置在壳体2中。
电动马达1的所描述的构造设计因此允许用作为控制仪器的电子模块7的紧凑的集成。连同紧凑的结构类型，集成解决方案提供高的成本优点。
附图标记列表：
电动马达
壳体
热沉
插接单元
弯曲接片
电路板
电子模块
留空部
电器件
插接引脚
定子
绝缘位移连接装置
密封元件
收缩部
交会元件
引线框架
间隔件
留空部
冲压部
突出部
线缆束
凹部
Claims (10)
1.一种包括电子模块的电动马达、优选电动换向马达，所述电动马达包括壳体(2)，在所述壳体中设置有由电子单元(6，9)和热沉(3)构成的电子模块(7)，其中所述壳体(2)由所述热沉(3)封闭并且在定子(11)上分接的电动马达相与插接单元(4)连接，
其特征在于，
所述电子单元(6，9)与所述热沉(3)和/或所述壳体(2)的机械连接和/或所述定子(11)的所述电动马达相和所述电子单元(6，9)与所述插接单元(4)的电连接构成为是无螺纹连接的。
2.根据权利要求1所述的电动马达，
其特征在于，
所述电子单元(6，9)直接安置在所述热沉(3)上。
3.根据权利要求1或2所述的电动马达，
其特征在于，
所述热沉(3)具有用于容纳密封元件(13)的环绕的通道，所述密封元件相对于所述壳体(2)沿径向方向设置。
4.根据权利要求1、2或3所述的电动马达，
其特征在于，
所述壳体(2)具有至少一个、优选一件式地由所述壳体(2)构成的弯曲接片(5)，所述弯曲接片径向地从外朝向所述热沉(3)的方向弯曲。
5.根据上述权利要求中至少一个所述的电动马达，
其特征在于，
所述电子模块(7)沿径向的和/或轴向的方向固定在所述壳体(2)上。
6.根据权利要求5所述的电动马达，
其特征在于，
在所述壳体(2)的内侧上构成有支撑元件以用于将所述电子模块(7)支撑在所述壳体(2)上，所述支撑元件优选作为所述壳体(2)的局部的冲压部(19)构成。
7.根据权利要求5所述的电动马达，
其特征在于，
所述支撑元件(17)是所述热沉(3)的优选一件式的组成部分，所述组成部分沿轴向方向穿过所述电子模块(7)的电路板(6)的各一个留空(18)作为相对于所述定子(11)的间隔件伸入到所述壳体(2)中。
8.根据上述权利要求中至少一项所述的电动马达，
其特征在于，
所述插接单元(4)锚固在所述热沉(3)中并且优选在所述热沉上用塑料注塑包封。
9.根据权利要求8所述的电动马达，
其特征在于，
所述插接单元(4)具有注塑包封的引线框架(16)，在所述引线框架上设置有各一个用于在所述定子(11)上构成的马达相的绝缘位移连接装置(12)，其中绝缘位移端子(15)优选是所述引线框架(16)的集成的组成部分。
10.根据权利要求8所述的电动马达，
其特征在于，
所述绝缘位移端子(15)与所述定子(11)的所述马达相连接、优选压接，其中所述绝缘位移端子(15)在所述定子(11)的凹部(22)中引导并且接合到所述插接单元(4)的所述引线框架(16)中。
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