CN104854779B - 具有热保险装置的电动马达 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于驱动机动车组件(2)，尤其是驱动用于冷水冷却的风扇叶轮的电动马达(1)，该电动马达具有以能相对定子(6)转动的方式支承的转子(8)和电子器件(15)，该电子器件具有配设有塑料包封件(29)的冲压网格(28)，该冲压网格具有带有两个彼此间隔开的电流轨迹端部(30、31)的引导马达电流的电流轨迹，这些电流轨迹端部形成借助热保险装置(24)来桥接的中断部位(32)，其中，热保险装置(24)具有弹簧负载的接触桥(33)，其中，接触桥(33)以能绕轴线(43)枢转的方式得以保持，该轴线垂直于中断部位(32)所位于的平面地延伸。

Description

具有热保险装置的电动马达
技术领域
本发明涉及一种电动马达，尤其是用于驱动机动车组件的无刷的电动马达，该电动马达具有以能相对定子转动的方式支承的转子和电子器件，该电子器件具有配设有塑料包封件的冲压网格，冲压网格具有带有两个彼此间隔开的电流轨迹端部的引导马达电流的电流轨迹，这些电流轨迹端部形成借助热保险装置以弹簧负载的接触桥来桥接的中断部位。机动车组件尤其是理解为用于冷水冷却的风扇叶轮。
背景技术
DE 20 2010 002 664 U1公开了用于驱动机动车组件的电动马达，尤其是直流电动马达，该机动车组件尤其是用于冷水冷却的具有转子和换向器的风扇马达，电刷以接触方式贴靠在该换向器上。塑料包封的冲压网格形成压入到电绝缘件中的电流轨迹，该电流轨迹与电刷连接。在形成两个彼此间隔开的电流轨迹端部的情况下，引导马达电流的电流轨迹是中断的，并且中断部位以作为热保险装置的接触弹簧来桥接。
DE 10 2009 036 578 B3涉及一种尤其用于机动车的功率模块的热保险装置，其具有导体轨迹，该导体轨迹布置在电路板上并且是由中断部位中断的，并且该导体轨迹与中断部位相邻地分别具有第一导体轨迹区段和第二导体轨迹区段。布置在中断部位的区域中的接触桥彼此对置地具有第一接触区段和第二接触区段。接触区段借助在焊接部位上的焊剂固定在导体轨迹区段上的第一位置中。接触桥在第一接触位置中以如下方式借助弹簧力来加载，即，在达到焊剂的熔点时，接触区段与对应的导体轨迹区段分离。此外，热保险装置具有弹簧元件，该弹簧元件在达到焊剂的熔点时引起接触桥平行于电路板的运动。在第二位置或者说脱开位置中，接触桥保持在保持架中，而不接触第一导体轨迹区段。
发明内容
本发明的任务在于说明一种具有热保险装置的尤其是无刷的电动马达，用以驱动机动车组件，尤其是驱动用于冷水冷却的风扇叶轮，该电动马达一方面需要很小的构件耗费，并且另一方面马达能够实现在制造过程中构件的简单和/或有效的布置。
根据本发明，该任务通过权利要求1的特征解决。有利的设计方案、改进方案和变型方案是从属权利要求的主题。
为此，电动马达具有：以能相对定子转动的方式支承的转子、带有配设有塑料包封件的冲压网格的电子器件、引导马达电流的具有两个彼此间隔开的且形成中断部位的电流轨迹端部的电流轨迹以及具有用于中断部位的弹簧负载的接触桥的热保险装置，其中，接触桥以能绕轴线枢转的方式得以保持，该轴线垂直于中断部位所位于的平面地延伸。
在电动马达的有利的实施方式中，接触桥绕枢转轴线在中断部位的平面中枢转。由此能够实现包括接触桥和弹簧元件的热保险装置以及接触桥的节省空间的布置可能性。
根据适宜的改进方案，具有第一弹簧支脚和与其至少近似垂直地延伸第二弹簧支脚的独立的弹簧元件配属于接触桥。因此可以提供结构上简单且特别有效地作用的弹簧元件，并且该弹簧元件可以安置在该布置方案中。
根据优选的变型方案，弹簧支脚经由尤其是敞开的弹簧圈或支脚圈相互地过渡。由此，弹簧以能绕轴线枢转的方式布置在轴线元件例如栓或类似物上并建立弹簧的有利的结构形状。在装配状态中，弹簧元件的弹簧圈同轴地围绕枢转轴线。因此，以简单以及可靠的方式给出的是，弹簧元件或者其与接触桥共同作用的弹簧支脚以及接触桥绕相同的枢转轴线共同枢转。
在另一有利的结构形状中，第一弹簧支脚置入在塑料包封件的容纳盒中，而第二弹簧支脚在弹簧预紧的情况下贴靠在接触桥上。在初始状态中，弹簧元件的弹簧支脚彼此间以合适的角度按如下方式调节，即，在安装状态中，当第二弹簧支脚贴靠在接触桥上时，弹簧支脚优选彼此垂直。由此，借助弹簧元件以简单以及可靠的方法和方式产生接触桥的预紧。按照适宜的方式，独立的弹簧元件根据支脚弹簧的类型由圆形线材或扁平线材制成。因此得到成本低廉地制造弹簧元件的可能性。
根据适宜的改进方案，弹簧元件和接触桥经由引导元件联接。因此，在该接触桥经过枢转路径期间，接触桥是可靠地受引导的。为此，按照适宜的方式，引导元件通过第一弹簧支脚中的槽和接触桥上的榫形成。由此有利且实用地实现引导元件，这也能够在组合构件时实现简单的操作。
根据合适的设计方案，弹簧元件的第一弹簧支脚在支脚侧弯折。由此得到弹簧元件在接触桥上的稳定的保持。
在另一有利的实施方式中，由塑料包封件成形出栓状的枢转轴线。由此，在结构上提供的情况是：与接触桥相反，弹簧元件是热保险装置的本身不引导电流或仅略微引导电流的组成部分，从而电流流通仅经由接触桥实现。因此，电流流通不受接触桥的机械特性的影响。
按照有利的方式，接触桥在两侧具有与各自的电流轨迹端部接触的接触面，其中，枢转轴线位于接触面的区域中。由此提供如下可能性，针对导通情况将中断部位桥接，将接触桥焊接在电流轨迹端部上并且同时也建立接触桥的可枢转性。
按照合适的方式，接触桥的两个接触面与电流轨迹端部是焊接起来的。因此，一方面得到电流经由接触桥的特别可靠的电传输能力。另一方面，接触桥在机械方面可靠地紧固在电流轨迹端部上。在过热的情况下，焊剂在两个电流轨迹端部的区域中实际上同时熔化，从而接触桥在触发的情况下可以无阻碍地绕枢转轴线并且在中断部位的平面中枢转。在此，融化的焊接连接实际上被断开，这确保了借助热保险装置或其接触桥桥接的中断部位或接触部位的可靠的中断。
在适宜的变型方案中，接触桥实施为或者按照冲压弯曲件的类型实施有多个弯折部，这些弯折部构造出中间的凸起的桥区段。由此，接触桥的期望的机械特性和/或电特性可以以简单的方式调整。接触桥尤其是可以适应于不同的电流强度。
与本发明相关的优点尤其是在于，通过在中断部位的平面中的热保险装置的触发来提供简单、有利且节省空间的用于将热保险装置整合到电动马达中的可能性。
附图说明
下面借助附图详细阐述本发明的实施例。其中：
图1以分解图示出用于具有带有整合的变流器电子器件的无刷的内转子马达的机动车的冷却风扇；
图2示出具有电动马达的电子器件、印制电路板和配设有塑料包封件的冲压网格以及热保险装置的电子器件盒；
图3a和图3b以立体图示出在塑料包封之前和之后的包括要以热保险装置桥接的中断部位的冲压网格；
图4局部地以立体图示出具有热保险装置的电子器件；
图5a至图5c示出具有处于接触位置、枢转位置或者说脱开位置中的弹簧负载的接触桥的热保险装置。
在所有的附图中，彼此相对应的部件配设有相同的附图标记。
具体实施方式
图1以拆解的状态示出用于机动车的冷却器的风扇1。风扇1包括具有中央罩3的风扇叶轮2，(仅初步地示出的)导风叶片4均匀分布地绕该中央罩的外周边布置。此外，风扇1包括也被称为风扇马达的电动马达5，借助该电动马达来驱动风扇叶轮2转动。
马达5基本上通过定子6形成，该定子以线圈形式的三相旋转场绕组7来缠绕。此外，马达5包括永磁激励的转子8，该转子在定子6的内部以能绕马达轴线9转动的方式支承。为了支承转子8，定子5包括两个滚动轴承10和11，它们从在轴向上相反的侧嵌接在转子8上。在此，转子8的在两个滚动轴承10与11之间的轴向间隙通过弹簧圈12加缓冲。
此外，马达5包括大约盘形的马达承载件13。在背向风扇叶轮2的正端侧上，电子器件盒14引入到马达承载件13中，变流器电子器件15置入到该电子器件盒中。为了密封地封闭电子器件盒14，马达5包括随后也被称为壳体盖的电子器件盒盖16。
转子8(以未详细示出的方式)通过板材叠片形成，用于产生激励场的永磁体置入到该板材叠片中，其中，板材叠片连同置入的永磁体以塑料外罩来包封。以相似的方式，定子6也由以塑料外罩包封的板材叠片组成。
马达承载件13尤其是通过由铝制成的一体式的压铸件形成。电子器件盒盖16优选是由塑料制成的注塑件。
转子8在其前侧上配设有四个螺栓柱18，借助这些螺栓柱，转子8在装配状态中是拧接在风扇叶轮2上的。经由马达承载件13来进行马达5进而整个风扇1在车辆上的固定，该马达承载件为此配设有三个从其外周边伸出的螺栓凸舌19。马达5是无刷的、自冷却的内转子马达或内动子马达。
图2示出具有置入的电子器件15的电子器件盒14的立体视图。电子器件15包括包封的冲压网格20和装备有电构件的电路板或印制电路板21。电动马达5通过实施在包封的冲压网格20中的桥式电路(B6电路)运行。为此，包封的冲压网格20具有多个能切换的半导体结构元件22，借助这些半导体结构元件使电动马达5的场绕组7的三相绕组交替地通电。为此使用的电流以未详细示出的方法和方式由直流电源提供。
电动马达5的场绕组7的三相绕组以例如三角形接线的方式经由电容器23联接。换而言之，每两个在电路上相邻的相绕组在马达侧的接触部位上彼此电连接，这些相绕组还经由电桥侧的接触部位分别与桥式电路的桥支路电接触。绕组由漆包铜线制成并且居中地卷绕成线圈。
除了半导体结构元件22和电容器23以外，包封的冲压网格20显示出热保险装置24。热保险装置24保护电动马达5以防过热和火灾危险。如果马达5过热，那么热保险装置24就会触发，并且不再有电流可以流向马达5或从马达中流出。接头25、26和27形成用于马达电流的输入接头和输出接头或例如用于测量马达5的转速(转数)、转动方向和/或位置的两个传感器信号输出端。
如图2与图3共同示出的那样，输入接头25经由电容器23与半导体结构元件22连接。冲压网格28(参见图3a)实现导体轨迹并且借助塑料包封件29电绝缘(参见图3b)。冲压网格28或所述导体轨迹引导马达电流IM。
图4以放大视图示出热保险装置24。热保险装置24在冲压网格28的中断部位32上方将引导马达电流IM的电流轨迹端部30、31彼此连接。热保险装置24由接触桥33形成，该接触桥将冲压网格28的接触部位34、35彼此连接。接触桥33本身具有接触部位36和37，这些接触部位以焊接连接的方式与冲压网格28的接触部位34、35连接。焊接部位经由接触桥33与电流轨迹端部30和31彼此电接触，并且将接触桥33与接触部位34和35机械连接成机械上牢固的连接。
为了实现热保险装置24的功能而设置有独立的弹簧元件38，该弹簧元件利用第一弹簧支脚39使接触桥33预紧，并且利用第二弹簧支脚40置入在塑料包封件29的容纳盒41中。弹簧元件38在该位置中以如下方式变形，即，弹簧支脚39和40彼此近似成直角地布置。两个弹簧支脚39和40经由支脚圈42彼此连接。
此外，弹簧元件38和接触桥33以能绕轴线43转动的方式支承，该轴线垂直于中断部位32所位于的平面。由包封件29成形出作为转动栓或枢转栓44的轴线43。在此，支脚圈42关于栓44并因此关于枢转轴线43同轴地布置。
接触桥33根据冲压弯曲件的类型实施有多个弯折部，这些弯折部构造出中间的、凸起的桥区段。弹簧元件38可以由圆形线材或扁平线材制成。没有电流经由弹簧元件38流动，这是因为栓44由绝缘的包封件成形出并且弹簧元件38支承在该栓上。
弹簧元件38的第一弹簧支脚39在支脚侧具有弯折部45，该弯折部引导在触发情况中的接触桥33。此外，热保险装置24也包括榫槽连接件形式的引导元件46。在此，在接触桥在其枢转轨迹上枢转期间，弹簧元件38引导在触发的情况下的接触桥33。在此，在接触桥33上成形出槽46a，并且榫46b位于弹簧元件38的第一弹簧支脚39上。
根据图5a至图5c阐明的是，在触发的情况下在焊接部位的焊剂熔融之后，接触桥33以及弹簧元件38如何绕栓44并因此绕轴线枢转。在此，枢转轴线43位于接触面37附近。在那里，接触桥33显示出钻孔，栓44穿过该钻孔。
尤其是在过温时，触发热保险装置24，其方式是：焊剂熔化并且接触桥由于弹簧元件38的弹簧力通过组合的旋转运动和剪切运动枢转，从而通过预紧的接触桥33桥接的中断部位33被中断开。在触发的情况下，接触桥33从第一位置(接触位置)枢转到第二位置(脱开位置)，其中，进行绕枢转轴线43的和在中断部位32的平面中的枢转运动。
本发明不局限于上面描述的实施例。更确切地说，本发明的其他变型方案也可以由本领域技术人员从中导出，而不偏离本发明的主题。此外，所有的结合各个实施例描述的单个特征尤其是也能以不同的方式相互组合，而不偏离本发明的主题。
附图标记列表
1 风扇
2 风扇叶轮
3 罩
4 导风叶片
5 风扇马达/马达
6 定子
7 旋转场绕组
8 转子
9 马达轴线
10 滚动轴承
11 滚动轴承
12 弹簧圈
13 马达承载件
14 电子器件盒
15 变流器电子器件/电子器件
16 电子器件盒盖
17 轴销
18 螺栓柱
19 正端面
20 包封的冲压网格
21 印制电路板
22 半导体结构元件
23 电容器
24 热保险装置
25 输入接头
26 输出接头
27 传感器信号输出端
28 冲压网格
29 塑料包封件
30 第一电流轨迹端部
31 第二电流轨迹端部
32 中断部位
33 接触桥
34 冲压网格的第一接触部位
35 冲压网格的第二接触部位
36 接触桥的第一接触部位
37 接触桥的第二接触部位
38 弹簧元件
39 第一弹簧支脚
40 第二弹簧支脚
41 塑料包封件的容纳盒
42 支脚圈/弹簧圈
43 枢转轴线
44 栓
45 弯折部
46 引导元件
46a 槽
46b 榫

Claims (10)

1.一种用于驱动机动车组件(2)的电动马达(5)，所述电动马达具有以能相对定子(6)转动的方式支承的转子(8)和电子器件(15)，所述电子器件具有配设有塑料包封件(29)的冲压网格(28)，所述冲压网格具有带有两个处在同一平面中并且彼此间隔开的电流轨迹端部(30、31)的引导马达电流的电流轨迹，所述电流轨迹端部形成借助热保险装置(24)来桥接的中断部位(32)，
-其中，所述热保险装置(24)具有弹簧负载的接触桥(33)，所述接触桥(33)以能绕枢转轴线(43)枢转的方式得以保持，所述轴线垂直于所述中断部位(32)所位于的平面地延伸；
-其中，具有第一弹簧支脚(39)和与其至少近似垂直地延伸的第二弹簧支脚(40)的弹簧元件(38)配属于所述接触桥(33)；并且
-其中，在所述热保险装置(24)的触发的情况下，所述接触桥(33)由于弹簧复位力根据组合的旋转运动和剪切运动的方式在中断部位(32)的平面中进行枢转。
2.根据权利要求1所述的电动马达(5)，
其特征在于，
所述弹簧支脚(39、40)经由弹簧圈(42)相互间地过渡，在所述弹簧元件(38)的装配状态中，所述弹簧圈(42)同轴地围绕所述枢转轴线(43)。
3.根据权利要求1所述的电动马达(5)，
其特征在于，
所述第一弹簧支脚(39)在弹簧预紧的情况下贴靠在所述接触桥(33)上，并且其中所述第二弹簧支脚(40)置入在所述塑料包封件(29)的容纳盒(41)中。
4.根据权利要求1所述的电动马达(5)，
其特征在于，
所述弹簧元件(38)和所述接触桥(33)是经由引导元件(46)联接的。
5.根据权利要求4所述的电动马达(5)，
其特征在于，
所述引导元件(46)通过所述第一弹簧支脚(39)中的槽(46a)和所述接触桥(33)上的榫(46b)形成。
6.根据权利要求1所述的电动马达(5)，
其特征在于，
所述第一弹簧支脚(39)在支脚侧是弯折的。
7.根据权利要求1所述的电动马达(5)，
其特征在于，
所述枢转轴线(43)是由所述塑料包封件(29)成形出的。
8.根据权利要求1所述的电动马达(5)，
其特征在于，
所述接触桥(33)在两侧具有与各自的电流轨迹端部(30、31)接触的接触面(36、37)，其中，所述枢转轴线(43)位于其中一个接触面(37)的区域中。
9.根据权利要求1所述的电动马达(5)，
其特征在于，
所述接触桥(33)按照冲压弯曲件的类型实施有多个弯折部，所述弯折部构造出中间的凸起的桥区段。
10.根据权利要求1所述的电动马达(5)，
其特征在于，
机动车组件是用于冷水冷却的风扇叶轮。
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