CN107112847A - 电动的汽车辅助设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车辅助设备(10)，其带有直流无刷电动机(14)，由驱动电机(14)驱动的工作装置(18)，至少含两个独立插销(50)的外部插头装置(18)，和至少部分被浇铸体(40)覆盖的电机控制电路板(34)其相对电机纵向放置并且带有整流电子元件(80)。插销(50)分别由一根直接和电机控制电路板(50)电连接的高刚度的销体(51)形成。浇铸体(40)上带有一体的插销芯(48)将电机控制电路板(34)和由插销芯(48)形成的插销基底(49)包围。插销芯(48)插入壳体(26)的壳体开口(60)中，使得插销基底(49)将壳体开口(60)完全封闭并且销体(51)穿过壳体开口(60)、从插销基底(49)向外伸出。

Description

电动的汽车辅助设备
本发明涉及一种电动的汽车辅助设备，例如电动的水循环泵。
电动汽车辅助设备包含了现有的所有设备，其非直接驱动汽车而是操纵例如泵，控制阀或者机械开关。相关工作装置优选通过电动的整流式驱动电机驱动，因为电子整流装置是无磨损的，并且尤其在泵中实现了泵流与整流电子元件的密封的隔离，也即当驱动电机设计为所谓的转子管道密封式电动机。
整流电子元件通常主要位于单面或双面装备的电机控制电路板上。由该电动机控制板引出的连接线连接到设备外壳体上的外部插头装置。在该辅助驱动设备安装完成之后外部插头装置可以插入汽车上相应的插座上，是辅助驱动设备和车辆控制系统实现电连接。
该辅助驱动设备通常沿轴向组装。将电机控制电路板在大概与驱动电机转动轴的纵向安装完成之后，最后内腔由壳体或者壳盖封闭。该壳体或者壳盖带有插头装置，其必须和电机控制电路板相连或者在组装过程中才被同电机控制电路板连接起来。插头装置上至少两个独立插头和电机控制电路板之间有效的持续的电连接对于汽车辅助设备的可靠运行异常重要。
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种具有高电气可靠性的、带有整流装置的电动汽车辅助驱动设备。
上述技术问题按照本发明通过按照权利要求1所述的电动汽车辅助设备来解决。
本发明的电动汽车辅助设备带有用以驱动工作设备(例如叶轮泵)的电动的整流式驱动电机。电机控制装置基本上位于电机控制电路板上，其优选布置在驱动电机的横截面中，即与驱动电机的转动轴垂直的平面。该电机控制电路板至少部分浇铸于塑料浇铸体内，用以防止以这种方法浇铸的电子元件受潮，尤其是优选的整流电子元件。
多个刚度高的金属销体通过例如焊接的方式实现与电机控制电路板的电连接，同时其自由端形成了外部插头装置的插销。在销体和电机控制电路板的电连接与插销之间不存在其它接触面，由此使辅助驱动设备的电气可靠性从根本上得到提高。
浇铸体具有一体成型的插销芯，其将销体包围，使得销体虽不被浇铸但是其位于插销和电机控制电路板之间的部分完全嵌入浇铸体中。插销芯在其末端构成插销基底，插销从这里向外伸出。此外部插头装置具有包围插销的插头套。该插头套可以由浇铸体或者壳体构成。
壳体将设备外壳封闭并且带有允许插销芯插入或者穿过的开口，以至插销上的插销基底将该开口完全封闭。
插头装置的插销由多个刚度高的金属销体构成，其通过例如焊接的方式直接和电机控制电路板实现电连接。此外电机控制电路板和插销由完整的浇铸体一方面实现可靠的防潮，另一方面机械化地形成一体的高刚度结构，使得由例如振动或者装配形成的在一方面插销或者销体和另一方面电机控制电路板之间的相对运动从本质上被排除。以上所述的效应共同地形成该汽车辅助驱动设备的电气可靠性。
在浇铸体上最好有两个及以上的轴向的支撑凸鼻使其在壳体上得以支撑。更优选浇铸体上刚好具有三个支撑凸鼻，使浇铸体通过它们沿轴向支撑在壳体上。通过支撑凸鼻，浇铸体以及插头装置以定义好的间距和空间位置相对壳体布置。当然作为备选，按照本发明的支撑凸鼻可以设置在壳体上。
更优选壳体上最少有两个轴向的支撑槽，使相应的支撑凸鼻在里面得到轴向支撑。支撑槽是任何形式的，支撑凸鼻能插入的凹槽。支撑槽以这种形式特别定义了浇铸体以及插头装置和电机控制电路板相对于设备外壳或者相关壳体的旋转位置。由此得以有效避免辅助设备组装过程中的错误装配。尤其优选由支撑凸鼻和相应支撑槽形成的配合形式，其使例如浇铸体相对于相关壳体的旋转位置，径向和轴向位置得以确定。当然按照本发明的支撑凸鼻原则上也可以设置在壳体上，同时支撑槽设置在浇铸体上。
按照前述优选设备，插销芯位于外围大于插销芯的插销座上。在插销芯和插销座之间有纵向的环绕梯台，并且梯台环面和相对应的壳体密封面之间放置弹性环形垫圈。由此在该区域实现有效的外壳-内腔的液体密封。
优选在纵平面上放置的电机控制电路板带有近端和远端。这里电路板的近端是指面对电机转子和电机定子轴向的一端。优选远端近端之一或者两者至少部分由浇铸体浇铸或者覆盖，特别是两者各自的带有电子元件的印刷电路面由浇铸体覆盖。由此使得电子元件以这种方式固定并且防止腐蚀，使电子元件和电路板上的导电道之间的电焊连接长时间不被损坏。
根据特别优选的实施方案，插销芯和壳体开口轴向对齐。由此通过壳体轴向放置与第二个壳体上，两者一起构成辅助设备外壳的壳体，使得壳体的轴向组装成为可能。
浇铸体优选使用热固性塑料模塑体。热固性塑料模塑体成形为不可逆完全固化，以此在浇铸体和插销之间的边界面上能经过很长时间不会产生可以使例如水蒸气进入腔体内部的缝隙。此外热固性塑料通过反应可以在浇铸热固性塑料体和插销之间形成材料接合的连接，能保持长时间实际上无气体穿过。
根据特别优选的实施方案，浇铸体也形成了插销外侧环绕的插头套，并且插头套和插销芯一起穿过壳体开孔伸出壳体外部。插头套主要起到导向相应配对连接器的的作用。
以下进一步阐述本发明的实施例。在附图中：
图1示出按照本发明的汽车辅助驱动设备的纵切面，包含浇铸在浇铸体中的电机控制电路板，
图2示出浇铸体的立体图，包含图1中汽车辅助驱动设备插头的一部分，
图3是图1中汽车辅助驱动设备插头纵切面的局部视图。
在图1中显示了以电动水循环泵为例的电动的汽车辅助设备10。该辅助设备10带有电动的驱动电机14，其同轴地驱动设计为叶轮泵的工作装置18。该辅助设备带有主要由第一塑料外壳体26和第二个塑料外壳体24轴向组成的有外壳12。第二个壳体24带有同轴管状泵入口20和径向泵出口22。第壳体为罐状并主要包裹者驱动电机14。
驱动电机14构成所谓的密封泵并带有圆柱形的隔离密封管32和在纵面上的罐底33，并且隔离密封管32和罐底33构成了为塑料或者其他不导磁金属材料的所谓一体隔离密封罐。隔离密封管32在径向隔离了由内转子构成的永磁激励的电机转子30和圆周方向带有多组电机绕组82的电机定子28。驱动电机14还带有在纵平面放置的电机控制电路板34上的整流电子元件80。通过该电子元件实现对电机定子上电机绕组82的控制和供电。纵平面在这里指接近垂直于电机转子30旋转轴的平面。
电机控制电路板34连同整流电子元件80大部分嵌入或者浇铸在单个的、由可反应热固性塑料形成的浇铸体40内。在图2中明显可以看出，浇铸体40带有片状部件43，其将电机控制电路板34的远端几乎全部覆盖；还带有环装部件42，其将电机控制电路板34的近端35的环装边沿覆盖；还带有圆柱体41，其将浇铸体40上的片状部件43和环状部件42在径端连成一体。
浇铸体40在远端还带有在片状浇铸体部件43轴向向上伸出的插销座46，其在轴向再次和插销芯48连接。在插销座46和插销芯48之间形成了环绕的梯台64，其梯台面64’大约位于纵平面上。插销座46和插销芯48包围三个接近垂直于电机控制电路板34，在其远端方向上焊接并轴向向上伸出的销体51。三个销体51大约在同一排，即位于同一纵向平面上。三个销体51在轴向要长于浇铸体40，并且销体50超出浇铸体40独立的部分形成了插头装置16的三个插销50。
第一罐状壳体26带有基本上为圆柱形的外壁和基本上位于横向平面中的圆盘状端壁84。壳体端壁84带有使插销芯48完全插入其内的轴向的壳体开口60。在壳体端壁84的近端上设置环绕密封面67，其与梯台面64’对应。在密封面67和梯台面64’之间用弹性密封环65保证这个区域内腔体内部到外部环境的气密封。
插销芯48的远端壁形成了插头装置16的大约位于横向平面上的插销基底49。
插头装置16还带有插销套52，其将插销50间隔包围。图中插销套52为与外壳端壁84一体的部件。作为备选原则上也可以由浇铸体40形成。
在浇铸体40的远端或者其片状部件43的边缘上有两个凹槽66’，因为在这个位置上有电机绕组连接端子66向上伸出，在组装完成状态的辅助驱动设备10分别有电机绕组82上，由相应的开孔66’伸出的引脚插入其中。
在浇铸体40远端的片状部件43的外部边缘还带有上轴向支撑凸鼻44、44’，其支撑在位于外壳端壁84的近端的三个相应的轴向支撑槽62上或者形状配合地啮合其中。由此在一方面准确定义了浇铸体40的轴向位置，另一方面使浇铸体40相对于外壳的旋转位置得到确定。

Claims (9)

1.一种电动的汽车辅助设备(10)，包含：
电动的整流式驱动电机(14)，
由电动的整流式驱动电机(14)驱动的工作装置(18)，
带有至少两个独立的插销(50)的外部插头装置(16)，和
至少部分地浇铸在浇铸体(40)内的电机控制电路板(50)，
其中，插销(50)分别由唯一的刚性的销体(51)构成，所述销体(51)与电机控制电路板(50)直接电连接，
浇铸体(40)具有一体成型的插销芯(48)，所述插销芯在电机控制电路板(34)和由插销芯(48)构成的插销基底(49)之间包围插销体(51)，并且
插销芯(48)插入壳体(26)的壳体开口(60)中，使得插销基底(49)将壳体开口(60)完全封闭并且销体(51)穿过壳体开口(60)从插销基底(49)向外伸出。
2.按照权利要求1所述的电动的汽车辅助设备(10)，其中，浇铸体(40)或者壳体(26)具有至少两个支撑凸鼻(44、44’)，浇铸体(40)通过所述支撑凸鼻沿轴向支撑在壳体(26)上。
3.按照权利要求2所述的电动的汽车辅助设备(10)，其中，壳体(26)或者浇铸体(40)具有至少两个轴向的支撑槽(62)，相应的支撑凸鼻(44，44’)沿轴向支撑在所述支撑槽中。
4.按照前述权利要求其中之一所述的电动的汽车辅助设备(10)，其中插销芯(48)位于插销座(46)上，并且在插销芯(48)和插销座(46)间形成环形梯台(64)，其中，在环形梯台(64)和相对应的壳体侧的密封面(67)之间设置弹性密封环(65)。
5.按照前述权利要求其中之一所述的电动的汽车辅助设备(10)，其中，电机控制电路板(34)具有近端(35)和远端(37)，并且远端(37)和/或近端(35)至少部分由浇铸体(40)覆盖。
6.按照前述权利要求其中之一所述的电动的汽车辅助设备(10)，其中，插销芯(48)和壳体开孔(60)沿轴向对齐。
7.按照前述权利要求其中之一所述的电动的汽车辅助设备(10)，其中，浇铸体(40)由一种热固性塑料模塑体构成。
8.按照前述权利要求其中之一所述的电动的汽车辅助设备(10)，其中，工作装置(18)构成为叶轮泵。
9.按照前述权利要求其中之一的电动的汽车辅助设备(10)，其中，插销芯和包围插销的插销套由浇铸体构成，并且插销套穿过壳体开口向外伸出。
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