CN104769819A - 电动马达,尤其是散热器风扇马达 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动马达（5），尤其是机动车的散热器风扇马达，其具有可相对于定子（6）转动地支承的转子（8）且具有带有用于容纳变流器电子器件（15）的电子器件舱（14）的马达支架（13）以及具有电子器件舱盖（16），该电子器件舱盖为了可靠地密封电子器件舱（14）而具有环绕的密封槽（26），电子器件舱（14）的环绕的边缘（22）以相对应的密封接片（25）嵌接到该密封槽内。

Description

电动马达,尤其是散热器风扇马达

技术领域

本发明涉及一种电动马达，尤其是具有内转子的无刷式电动马达，优选机动车的散热器风扇马达。

背景技术

这种电动马达通常包括可相对于静止的定子或静止件转动地支承的转子或转动件。在无刷式电动马达中，定子经常配备有旋转磁场绕组，利用该旋转磁场绕组，通过给其加载交变电流来产生旋转磁场。布置在基本上空心柱体形的定子内部的转子通常配备有永磁体，其产生与定子的旋转磁场交替作用的转子磁场。

在无刷式电动马达中，用于供给定子绕组而设置的交变电流通常由变流器（逆变器）产生。在较小的电动马达中，这种变流器连同配属的控制电子器件经常容纳在电子器件舱内，该电子器件舱集成到马达壳体中。控制电子器件在此要被保护以防受潮，因此在这种例如作为散热器风扇马达而用于机动车的电动马达中，对电子器件舱的密封性有比较高的要求。

发明内容

本发明所基于的任务是给出一种所提到类型的电动马达，将其电子器件以尽可能小的耗费可靠地密封。

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

优选无刷式的且设计为内转动件的电动马达包括可相对于定子转动地支承的转子和马达支架。马达支架形成或包含用于容纳变流器电子器件的电子器件舱。附加于无源和有源的结构元件，如尤其是多个联在桥接电路中的功率半导体那样，变流器电子器件包括此外配备有结构元件的电路板。

接下来也被称为壳体盖的电子器件舱盖密封地覆盖电子器件舱。为此，电子器件舱盖具有环绕的密封槽，并且马达支架在电子器件舱的区域内具有环绕该电子器件舱走向的密封边缘。该马达支架设有密封接片，该密封接片尤其是形状锁合地嵌接到电子器件舱盖的密封槽中。

密封接片从环绕的密封边缘凸块状地向上伸出，并且在形成两侧的密封凸肩的情况下成形到该密封边缘上。一方面支架侧的密封边缘的尺寸以及另一方面盖侧的密封槽的尺寸以如下方式选择，即，在密封接片与密封槽之间保留有用于容纳密封材料的填充缝隙。密封材料优选是通过加热来粘贴的密封胶。

为了在放置电子器件舱盖或壳体盖时尽可能精确地定中心电子器件舱盖或壳体盖并因此确保用于密封胶的尽可能均匀的填充缝隙，保持间隔的凸块或钉成形到在盖侧上环绕的密封槽中。少量的设置在暴露的部位上的间隔凸块或间隔钉对于相应的、足够的定中心和均匀的缝隙形成来说是足够的。间隔凸块或间隔钉优选成形在密封槽的内侧，也就是说，成形在面向电子器件舱的槽壁上。由此，在盖侧的密封槽的对置的外侧槽壁与密封接片之间形成的填充缝隙区域保持连续。因此确保的是，在壳体盖与电子器件舱之间的接合连接中，该填充缝隙区域至少填充有连续的且足够多的密封材料带。由此，以简单的方式在壳体盖与电子器件舱之间建立可靠的密封。

用于将壳体盖定中心（至少粗略地定中心）并固定（至少粗略地固定）在马达支架上的另外的或替选的措施是：固定夹优选在对置的侧面上成形到壳体盖上。固定夹搭接设置在马达支架上的、适当地径向走向的肋，以便优选利用这些肋来锁止。

在适当的实施形式中，将定子以合成材料外套注塑包封。马达支架与定子之间的特别可靠且简单地制造的连接适宜地以如下方式实现，即，一定数量的铆钉（Stemmnoppe）成形到定子的合成材料外套上，所述铆钉贯通嵌接设置在马达支架上的固定口。为了接合马达支架和定子或其合成材料外套，贯通嵌接固定口的铆钉例如被铆接并因此变形。适当地，四个这种铆接部位设置在基本上圆形的定子或其合成材料外套与以适当的方式相对平的且制造为铸件的马达支架之间。

附件地或替选地，电动马达的根据本发明的密封设计包括密封元件，其能够使由线圈形成的定子侧的旋转磁场绕组的绕组端部或接口端部密封地穿入电子器件舱中。为此优选地设置由两部分合成材料（Zweikomponentenkunststoff）制造的密封元件，所述密封元件作为单件式的构件包括比较硬的支撑部份和比较软的密封部份。

在装配状态下，密封元件以其比较软的密封部份位于穿通口中，所述穿通口在电子器件舱的底部区域中安装到马达支架中。密封元件的这些软的密封部份以适当的方式按迷宫式密封件的方式构造。

密封元件的比较硬的支撑部份在马达支架的背对壳体盖且面向定子的支架侧伸出。在此，密封元件的位置以如下方式选择，即，其比较硬的支撑部份轴向地处在定子侧的合成材料外套上方。为了对齐地定位密封元件与定子侧的合成材料外套而将容纳兜部置入到该合成材料外套中，比较硬的支撑部份位于所述容纳兜部中。

为了可靠地定位、固定和/或稳定，优选将各两个插栓成形到支撑部份上，这些插栓可在容纳兜部的区域中也就是说可在其兜底部中插入相对应的插口。密封元件的硬的支撑部份中的各两个开口用于引导穿过两个绕组端部，所述绕组端部从密封元件的软的密封部份中穿出并且在装配状态下优选在制造线圈绕组或旋转磁场绕组的三角形电路的情况下在电子器件舱内部与那里的变流器电子器件接触。

为了在绕组端部的穿出软的密封部份的穿出部位处特别可靠地密封绕组端部，密封套筒成形到这些软的密封部份上，所述密封套筒密封地围绕相应的绕组端部。

用于旋转磁场绕组或其线圈的绕组端部的、借助密封元件的密封设计是一个独特的发明。相关的电动马达尤其是作为用于机动车的散热器风扇马达包括可相对于定子转动地支承的转子和具有用于变流器电子器件的电子器件舱的、在电子器件舱内部具有穿通口的马达支架。定子侧的旋转磁场绕组的绕组端部通过密封元件引入电子器件舱中。优选由两部分合成材料构成的密封元件各自具有比较软的密封部份和比较硬的支撑部份，其中，密封元件以其适当地构造为迷宫式密封件的软的密封部份密封地位于马达支架或电子器件舱的相应的穿通口中。

在该电动马达的有利的设计方案中，将定子以合成材料外套注塑包封，容纳兜部成形在该合成材料外套中，相应的密封元件的硬的支撑部份位于这些容纳兜部中。密封元件的其它设计方案也类似地适用于该根据本发明的电动马达。

在马达支架与以合成材料外套注塑包封的定子之间借助成形到合成材料外套上的铆钉的接合连接也是一个独立的发明。相关的电动马达尤其是作为用于机动车的散热器风扇马达包括可相对于定子转动地支承的转子和马达支架，其中，将定子以合成材料外套注塑包封。至少一个、优选多个铆钉成形到该合成材料外套上，所述铆钉贯通嵌接马达支架的相对应的铆接口或固定口并且可为了接合马达支架和定子6而改形，优选可热变形。

附图说明

接下来借助附图来详细阐述本发明的实施例。其中：

图1示出机动车的散热器风扇的分解图，该散热器风扇具有自散热的、带有集成的变流器电子器件的无刷内转子式马达；

图2示出根据图1的朝接口侧观察的马达的立体图；

图3示出根据图1的在已取下电子器件舱盖（壳体盖）时的马达的俯视图；

图4示出电子器件舱盖的朝其内侧观察的立体图；

图5示出电动马达的马达支架朝没有变流器电子器件的电子器件舱观察的立体图；

图6以更大的尺度示出图4的截段VI，该截段具有成形到壳体盖上的固定夹和盖密封槽内的间隔凸块；

图7局部地示出壳体盖与马达支架的电子器件舱的边缘的定中心的接合连接的截面图；

图8示出朝盖侧的固定夹与支架侧的肋之间的锁止连接部观察的根据图2的图示；

图9示出具有已注塑的带有铆钉的合成材料外套和引导穿过密封元件的绕组端部的马达的绕有旋转磁场绕组的线圈的定子的立体图，在转子与参考转动方向相反地转动时，根据图8，转子用于马达的自散热；

图10示出与已注塑的定子接合的马达支架朝铆接部位观察的根据图5的图示；

图11示出具有其引导穿过密封元件的绕组端部的旋转磁场绕组的立体图；

图12示出在马达支架已放置时的根据图11的绕组装置和密封元件装置；和

图13示出根据图11的包括定子叠片组的装置。

彼此相应的部件和规格在所有图中总是设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1在拆分状态下示出用于机动车的散热器的风扇1。风扇1包括具有中心罩3的风扇轮2，绕该中心罩的外周均匀地布置有（仅部分示出的）空气引导叶片4。此外，风扇1包括也被称为散热马达的电动马达5，借助该电动马达转动驱动风扇轮2。

马达5基本上由定子6形成，该定子绕有线圈形式的三相旋转磁场绕组7。马达5此外包括永久激励的转子8，其可绕马达轴线9转动地支承在定子6内部。为了支承转子8，马达5包括两个滚动轴承10和11，这两个滚动轴承从轴向相反的侧面作用在转子8上。转子8在两个滚动轴承10与11之间的轴向间隙在此通过弹簧圈12弹性支撑。

马达5此外包括大致盘形的马达支架13。在背对风扇轮2的端侧，电子器件舱14安装到马达支架13中，变流器电子器件15安装到该电子器件舱中。为了密封地封闭电子器件舱14，马达5包括接下来也被称为壳体盖的电子器件舱盖16。

转子8（以未详细示出的方式）由叠片组形成，用于产生激励磁场的永磁体安装在该叠片组中，其中，叠片组连同已安装的永磁体以合成材料外套注塑包封。以类似的方式，定子6也由以合成材料外套注塑包封的叠片组构成。

马达支架13尤其是由单件式的由铝构成的压铸件形成。电子器件舱盖16优选是由塑料构成的注塑件。

转子8在其前侧设有四个螺栓钉18，转子8借助这些螺栓钉在装配状态下旋拧在风扇轮2上。马达5进而整个风扇1在车辆上的紧固通过马达支架13实现，该马达支架为此设有三个从其外周边突出的螺栓舌板19。马达5是无刷自散热的内转子式马达或内转动件式马达。

在马达5的于图2中示出的、已装配状态下，定子6牢固地施加在马达支架13的前侧。转子8安装到以合成材料外套20注塑包封的定子6中，其中，两个滚动轴承10和11中的各一个从两个轴向侧置于转子8的两侧。滚动轴承10和11在此以未详细示出的方式和方法支承在轴栓上，该轴栓本身紧固在马达支架13上。

图3示出在已取下电子器件舱盖16时朝具有布置在其中的变流器电子器件15的电子器件舱14观察的马达5。接口电缆21的供电导线（正极和负极或接地极）21a以及传感器导线或数据导线21b被引导至该变流器电子器件并且与该变流器电子器件接触。电子器件舱14被环绕的、闭合的密封边缘或接合边缘22包围。在电子器件舱14外部，马达支架13具有基本上径向走向的夹肋23。这些夹肋基本上处于电子器件舱14的对置侧上。固定口或铆接口24处于多个在马达支架13的周边处分布的位置上。

图4示出朝其内侧观察的电子器件舱盖或壳体盖16，而图5以立体图示出马达支架13，该马达支架具有其被密封边缘22包围的没有变流器电子器件15的电子器件舱14。凸出的密封接片25同样环绕闭合地成形到电子器件舱14的密封边缘22上，密封接片的轮廓和电子器件舱边缘24的轮廓以及其凸肩状的通向密封接片25的过渡轮廓可在图7中比较明显地识别出。

在电子器件舱盖16与马达支架13的接合连接中，支架侧的密封接片25嵌接到壳体盖16的相对应的密封槽26中（图7）。支架侧的密封接片25以及盖侧的密封槽26的尺寸以如下方式相互协调一致，即，在它们之间保留有用于（未示出的）密封材料的填充缝隙27。

一定数量的间隔凸块28成形到密封槽26的内侧，即，成形到密封槽的面向电子器件舱14的槽壁26a上。在接合连接中，支架侧的密封接片25在相应暴露的部位贴靠间隔凸块28。这些间隔凸块28在将壳体盖16放置到电子器件舱14的边缘24上时以如下方式可靠地定中心，即，沿着电子器件舱14的环绕闭合的密封边缘24，在支架侧的密封接片25与盖侧的密封槽26之间的接合连接中保留相应均匀的、用于例如通过加热来粘贴的密封胶的填充缝隙27。尤其是在与间隔凸块28对置的槽侧上，也就是说，在外侧的槽壁26b与密封接片25之间建立连续的（也就是说也无凸块的）填充缝隙区域27a。填充在其中的密封胶或粘贴胶因此提供了实际上始终环绕的、用于特别可靠地密封电子器件舱14的密封容积或粘贴容积以及壳体盖16与马达支架13之间的牢固的粘贴连接。

为了粗略地固定和/或粗略地定位，至少一个固定夹或锁止夹29成形在电子器件舱盖16上。像从图4中可看到的那样，设置有两个尽可能在直径上对置的固定夹29。像从图2以及比较明显地从图8中可看到的那样，固定夹29与马达支架13的相对应的夹肋23卡锁。

为此，根据图6，相应的固定夹29基本上U形地带有两个夹臂29a和29b地形成，它们分别在端部侧承载锁止凸块29c或29d。锁止凸块29c、29d向内指向并优选在相同高度上相互接近地延伸。在锁止状态下，两个锁止凸块29c和29d包绕马达支架13的相对应的夹肋23。

图9示出绕有旋转磁场绕组7的并以合成材料外套20注塑包封的定子6。为了连接定子6与马达支架13，朝马达支架13的方向凸出的铆钉30成形在定子6的合成材料外套20上，这些铆钉在接合连接中贯通嵌接马达支架13的相对应的铆接口或固定口24。该接合状态在图10中示出。随后铆钉30被铆接，例如被热变形。

在该接合状态下，旋转磁场绕组7的绕组端部31a、31b的相应配对件31优选在圆形定子6的同一象限中伸入电子器件舱14中，并且在那里径向向内走向地基本上弯曲成直角。设置有绕组端部31a、31b的三种配对件31。在与变流器电子器件15的连接接触中，绕组端部31a、31b优选联在形成旋转磁场绕组7的线圈7a的三角形电路中。

将旋转磁场绕组7的绕组端部对31通过马达支架13的穿通口32可靠密封地安装到电子器件舱14中借助密封元件33来实现。每个密封元件33由两部分合成材料构成，其具有比较软的密封部份33a和与其一起呈单件式的、比较硬的支撑部份33b。

像比较明显地从图11中可看到的那样，相应的密封元件33的比较软的密封部份33a根据具有在外侧轴向交叠放置的隆起部的迷宫式密封件的方式构造。与软密封部份33a一起呈单件式的、比较硬的支撑部份33b在底侧承载成形在背对软密封部份33a的下侧的插栓34。在此，每个密封元件33设置有两个这种插栓34。

像从图12中可看到的那样，相应的密封元件33的硬支撑部份33b在面向定子6或旋转磁场绕组7的支架侧从马达支架13伸出。同时，相应的密封元件33的相应的软密封部份33a位于马达支架13的支架侧的穿通口32中。

像从图13中可看到的那样，在装配状态下，相应的密封元件33的比较硬的支撑部份33b位于成形到定子6的合成材料外套20中的容纳兜部35中。插口36在底侧安装到容纳兜部35中，密封元件33的相对应的插栓34插在这些插口中。

像比较明显地从图11和图13中可看到的那样，针对绕组端部对31的各绕组端部31a和31b，各一个密封套筒33c或33d成形到相应的密封元件33的软密封部份33a上，这些密封套筒密封地围绕相应的绕组端部31a或31b。此外，为了将绕组端部31a、31b引导穿过相应的密封元件33并进入密封元件的硬支撑部份33b中而安装有穿通口37。

本发明并不局限于之前所描述的实施例。换言之，本发明其它的变型方案也可由本领域的专业技术人员从中推导出，而不离开本发明的主题。此外，所有结合不同的实施例来描述的单个特征尤其也能以其它方式组合，而不离开本发明的主题。

因此，用于旋转磁场绕组7的或其线圈7a的绕组端部31、31a、31b的借助密封元件33的密封设计本身已经是有创造性的，并且因此是一个独特的发明。

相关的电动马达5，尤其是用于机动车的散热器风扇马达包括可相对于定子6转动地支承的转子8和具有用于变流器电子器件15的电子器件舱14的、在电子器件舱14内部具有穿通口32的马达支架13，其中，定子侧的旋转磁场绕组7的绕组端部31、31a、31b通过密封元件33引入电子器件舱14中，其中，优选由两部分合成材料构成的密封元件13相应地具有比较软的密封部份33a和比较硬的支撑部份33b，并且其中，相应的密封元件33以其适当地构造为迷宫式密封件的软密封部份33a密封地位于马达支架13或电子器件舱14的相应的穿通口32中。

在该电动马达5的有利的设计方案中，定子6以合成材料外套20注塑包封，容纳兜部35成形在合成材料外套中，相应的密封元件33的硬支撑部份33b位于这些容纳兜部中。密封元件33的其它设计方案也类似地适用于该根据本发明的电动马达5。

在马达支架13与以合成材料外套20注塑包封的定子6之间借助成形到合成材料外套20上的铆钉30的接合连接也是一个独立的发明。

相关的电动马达5，尤其是用于机动车的散热器风扇马达包括可相对于定子6转动地支承的转子8和马达支架13，其中，定子6以合成材料外套20注塑包封，至少一个、优选多个铆钉30成形到该合成材料外套上，所述铆钉贯通嵌接马达支架13的相对应的铆接口或固定口24，并且可为了接合马达支架13和定子6而改形，优选可热变形。

附图标记列表

1风扇

2风扇轮

3罩

4空气引导叶片

5风扇马达/马达

6定子

7旋转磁场绕组

7a线圈

8转子

9马达轴线

10滚动轴承

11滚动轴承

12弹簧圈

13马达支架

14电子器件舱

15变流器电子器件

16电子器件舱盖

17轴栓

18螺栓钉

19端面

20合成材料外套

21接口电缆

21a供电导线

21b传感器导线/数据导线

22密封边缘

23夹肋

24铆接口/固定口

25密封接片

26密封槽

26a内侧槽壁

26b外侧槽壁

27填充缝隙

27a填充缝隙区域

28间隔凸块

29固定夹

29a、29b夹臂

29c、29d锁止凸块

30铆钉

31绕组端部对

31a、31b绕组端部

32穿通口

33密封元件

33a软密封部份

33b硬密封部份

33c、33d密封套筒

34插栓

35容纳兜部

36插口

37穿通口

Claims (10)

1.一种电动马达（5），尤其是机动车的散热器风扇马达，所述电动马达具有能相对于定子（6）转动地支承的转子（8）且具有马达支架（13）以及具有电子器件舱盖（16），所述马达支架（13）具有用于容纳变流器电子器件（15）的电子器件舱（14），所述电子器件舱盖具有环绕的密封槽（26），所述电子器件舱（14）的环绕的边缘（22）以相对应的密封接片（25）嵌接到所述密封槽内。

2.根据权利要求1所述的电动马达（5），所述电动马达具有至少一个、优选两个在对置的侧面上成形到所述电子器件舱盖（16）上的固定夹（29），所述固定夹搭接设置在所述马达支架（23）上的、优选径向走向的肋（23）。

3.根据权利要求1或2所述的电动马达（5），其中，一定数量的间隔凸块（28）成形到在盖侧环绕的所述密封槽（26）内，优选成形到所述密封槽的面向所述电子器件舱（14）的内侧槽壁（26a）上，所述间隔凸块用于贴靠在所述电子器件舱（14）的相对应的密封接片（25）上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动马达（5），其中，在盖侧环绕的所述密封槽（26）与所述电子器件舱（14）的相对应的密封接片（25）之间形成有用于容纳密封材料或粘合剂的填充缝隙（27）。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动马达（5），其中，所述定子（6）以合成材料外套（20）注塑包封，一定数量的铆钉（30）成形到所述合成材料外套上，所述铆钉贯通嵌接设置在所述马达支架（13）上的相对应的固定口（24）并能改形以接合所述马达支架（13）和所述定子（6）。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动马达（5），所述电动马达具有定子侧的旋转磁场绕组（7），所述旋转磁场绕组的绕组端部（31、31a、31b）通过优选由两部分合成材料构成的密封元件（33）引导到所述电子器件舱（14）内。

7.根据权利要求6所述的电动马达（5），其中，各个所述密封元件（33）由比较硬的支撑部份（33b）和比较软的密封部份（33a）形成，所述比较软的密封部份密封地位于所述马达支架（13）的相对应的穿通口（32）中。

8.根据权利要求7所述的电动马达（5），其中，所述密封元件（33）的比较软的密封部份（33a）按迷宫式密封件的方式构造。

9.根据权利要求6或7所述的电动马达（5），其中，所述密封元件（33）的比较硬的支撑部份（33b）位于所述定子（6）的合成材料外套（20）的容纳兜部（35）中。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的电动马达（5），其中，所述硬的支撑部份（33b）具有至少一个插栓（34），所述插栓嵌接到所述定子（6）的合成材料外套（20）的相对应的插口（36）中。