CN1091320C - 电驱动单元 - Google Patents

Abstract

特别地用于机动车雨刷的电驱动单元，包含一个驱动电机，该电机带有一个被安置在一个基本上是钵形的电机壳体或极壳体中的电枢；还包含一个基本上是钵形的用来容纳传动元件的传动箱壳体，该壳体在端面侧被固定在电机壳体上并且可由一个传动箱盖封闭，在传动箱壳体或在电机壳体中设置了一个可封闭的开口，通过它，一个载有碳刷的电刷架可沿径向被推到驱动电机的换向器上。

Description

电驱动单元

技术水平

本发明涉及一种特别是用于一个机动车玻璃雨刷的电驱动元件，它包含一个带有一个被放置在一个基本上是钵形极壳体(Polgehaeuse)中的电枢的驱动电机和一个用于容纳传动元件的基本上是钵形的传动箱壳体，该传动箱壳体端面侧被固定在极壳体上并可由一个传动箱盖封闭。

这种类型的电驱动单元例如由DE 32 20 191 A1，DE 32 35 622 A1，DE 39 30 144 C2以及DE 41 16 100 A1给出。

在这些电驱动单元中的问题是，要安装许多独立分离的单个元件，这是相当费时从而费钱的。这里，为了将不同的已预先制好的组件或单件安装起来，就特别地需要很多接合方向。在此，问题特别是在于对靠置在换向器上的电刷的安装。在公知的装置中，这些电刷被固定在环形的、围绕电机轴的电刷架上。因为电刷必须以一定的压紧力靠置在换向器上，在安装电刷时就必须将电刷在径向向外少许推移并将其保持在此位置上，以便在将电刷推回时能够将电机轴连同换向器一起导入到开口中。这种费时费力的安装方法不仅要求某些技巧，而且就电驱动单元的机械装配而言也是特别不利的。

因此，本发明的任务是，这样进一步构造这种类型的电驱动单元，使得它具有一个尽可能简单的结构，从而部件或预先加工的组件能够尽可能地少，使它们的装配也尽可能简单。本发明的优点

根据本发明，上述任务在开头所述类型的电驱动单元中是这样解决的，即，在传动箱壳体或在极壳体中设置了一个可封闭的开口，通过该开口，载有碳刷的电刷架可沿径向被推移到该换向器上。

一个载有碳刷的电刷架可通过它而在径向被推移到换向器上的、在极壳体或传动箱壳体上的这个开口，具有特别大的优点，即，可以完全省去上述费事的将换向器向电刷的导入，该电刷被安置在一个环上并被保持在一个被推回的位置上。相反，可以借助电刷架将全部电刷同时径向推移到换向器上，由此，就可进行碳刷的侧向安装，特别是与传动元件的侧向安装一起进行。由此使得碳刷的这样的固定以及例如在碳刷已被磨损后的简单拆除成为可能。特别有利的是，为了安装整个的驱动装置，只需要两个接合方向，即在电机轴轴向的一个方向和垂直于电机轴的轴向的一个方向。

从纯理论上说，这个开口既可开在传动箱壳体上又可开在极壳体上或甚至开在这两个壳体之间。例如，它可被设置在极壳体上，并可通过一个分开的盖来封闭。

然而，考虑到很简单地装配，特别有利的是，将开口安置在传动箱壳体上，并且可用传动箱盖将该开口与传动箱壳体一起封闭。

特别地，为了能够实现对电机进行与转数相关的控制，在一个具有优点的实施例中这样安排，即，在开口中安置一个固定在电机轴上的环形磁铁，该环形磁铁的转动位置由磁传感器测量，这些磁传感器被安置在固定在传动箱盖内侧的印刷线路板上。由于这种配置，可以按照简单的方式安装磁传感器并将其精确地对准环形磁铁，由此就能以简单的方式对驱动电机轴的旋转位置进行精确的测量。

特别地，考虑到电元件的特别简单的安装，在一个具有优点的实施例中作了如下安排，即，电元件被固定在传动箱盖的内侧上，这些电元件借助于一个格网通过焊接连接或借助于印刷线路板并通过钎焊连接而彼此之间导电地连接起来，并可与传动箱盖一起被安装。

依照这样的方式，整个电元件可以预先安装在传动箱盖的内侧上，并且随后通过该传动箱盖的安装，与驱动电机的电接触被形成。

该电元件主要包括抗干扰元件，例如，抗干扰线圈、抗干扰电容和其他抗干扰构件，如二极管、晶体管及诸如此类的元件，在装配好的传动箱盖中，这些元件被安置在传动箱壳体中专为它们设置的凹槽中。

到目前为止还没有对电刷架的构造作详细的说明。一个有利的实施形式是，电刷架具有一个基本上是半月形的托架板，电刷彼此之间被以等角度分开地、并在径向装有弹簧地被固定在该托架板上，最外面的两个电刷之间的夹角小于180°。

为了使碳刷在已装配好的状态下总是靠置在换向器上和为了补偿换向器的小的不平坦性及碳刷的磨损，有利地设置使得，将电刷安置在导向装置中并且可克服一个弹簧的复位力被移动。电刷的这种装有弹簧的结构配置使得能以非常有利的方式将安置在换向器上的电刷简单地推到电刷架上。

特别地为了确保电刷在换向器上的特别良好的接触，以有利的方式安排，电刷在其对着换向器的一侧具有一个与换向器相匹配的倒圆的压紧面，在电刷已装配好的状态下，该压紧面靠置在换向器上。

为了能通过推移安置在电刷架上的电刷而实现电刷的简单的安装，在一个具有很大优点的实施例中设定，在侧向将电刷如此斜切，使得在将其推到换向器上时形成一个尽可能大的、与弹簧复位力相反作用的力。以这种方式使电刷特别好地克服弹簧复位力被推回到导向装置中。与此同时，也存在一个尽可能小的垂直于此力的分力，该分力引起一个摩擦。

考虑到简单的安装，可进一步使电刷架可被固定在传动箱盖上，并且可与传动箱盖一起安装。以这样方式，不仅可将包括抗干扰元件在内的全部电元件按照前述的方式而且同时也将电刷与传动箱盖一起在一个步骤中装配起来。

此外，可以将电刷架与传动箱盖独立地装配。

附图

本发明进一步的特征和优点在下面的说明书中以及一个实施例的视图中加以说明。

图中示出

图1：一个根据本发明的驱动单元的分解示意图。

图2：图1中所示根据本发明的电驱动单元的一个传动箱盖的俯视图。

图3a，3b，3c：根据本发明之驱动单元的一个电刷架的不同安装阶段。

图4a，4b：在图3a，图3b所示的安装阶段中电刷架装配时受力关系的示意图。

实施例说明

在图1所示的用于一个机动车挡车玻璃雨刷的电驱动单元包含一个极壳体10，在该极壳体10中安置了永磁体和一个可转动地配置在一个转子轴上的电枢绕组以及在需要的情况下安置在该转子轴上的环形磁铁和一个电机另外一些公知的部件(未示出)。

一个基本上是钵形的传动箱壳体20在端面被固定在极壳体10上的一个法兰盘上。传动元件即一个齿轮21被安置在该传动箱壳体20中，该齿轮和一个与驱动电机的转子轴相连接的蜗杆22相啮合。传动箱壳体20在其对着极壳体10的一侧具有一个开口31，换向器11易装拆地通过该开口而被安置。此外，在传动箱壳体20中邻近蜗杆22处设置一个凹槽23，在传动箱盖50已装配的状态下，固定在传动箱盖50上的抗干扰元件60，61被安置在该凹槽中(见图2)。

如同从图1中进一步所看到的那样，一个球轴承24被安置在例如图中所示的一个设置在传动箱壳体20内的壁32中，用来支承电机轴。该球轴承24按照公知的方式由一个防护夹而作了安全防护。

安装了蜗杆22的电机轴在其对着该蜗杆22的那一侧，由一个板簧26预紧。该板簧26压在一个安置在蜗杆22端部的所谓凸起塞头27(Anlaufpilz)上，并通过此一方面能够获得转子轴的一个轴向无间隙的支承，而在另一方面获得球轴承24的预紧。

通过在传动箱壳体20中的开口31，一个整体以40标号的电刷架连同在其上固定的电刷42，43和44一起被沿径向推到换向器11上，其中，电刷42，43和44沿径向与复位弹簧47的复位力相反地被推回(图3)并在插入状态下被压在换向器11的外表面上。

在图3a，图3b和图3c中示意示出一个这样的电刷架40的不同装配阶段。在图4a中示意示出在图3a中所示的装配阶段的受力关系，与此相应，在图4b中示意示出在图3b中所示的装配阶段的受力关系。

如同从图3所见，碳刷42，43和44被安置在一个基本上是半月形的托架板41上，彼此之间以一定角度分开。那两个最靠外的电刷42和44的夹角小于180°。电刷42，43和44在抵抗复位弹簧47的复位力的状态下弹性地被安置在导向装置48中，这样，在将电刷架40推到换向器11上时电刷在导向装置48中被推回，并在已装配的状态下在弹簧47的弹簧力作用下被压在换向器11上。电刷42，43和44在它们的下侧面具有与换向器11相匹配的、经过导圆的压紧面46，该压紧面46在装配好状态下紧靠在换向器11上并形状匹配地环绕换向器11。

另外，在侧向，这些电刷被如此斜切，使得在它们被推到换向器11上时，形成一个尽可能大的、与弹簧47复位力相反作用的合力F1(见图4)。斜切面45同样具有柱状形状。

如同图3a所示，电刷架40被这样沿接合方向B推到换向器11上，即，首先两个最外面的碳刷42和44的倾斜面45靠到换向器11上。在图4a中示出在此状态下所出现的受力关系。接合力FFuege由两个分力F1和F2组成。F1是作用在处于导向装置48中的碳刷上的合力，它又由两个分力Fx1和Fy1组成，其中，Fx1平行于导向方向，Fy1垂直于导向方向。这样，Fx1是引起碳刷42和44在导向装置48中移动的力，而Fy1引起所不希望的在导向装置48中的摩擦力。

在进一步推电刷架40时(参见图3b，图4b)，由于倾斜面45，碳刷42和44克服弹簧47的复位力在它们的导向装置48中被推移。其中，在这种情况下合力F1的主要分力沿与复位弹簧47的复位力相反的方向作用，相反，引起摩擦力的分力Fy1明显地变小。

最后，在将电刷架40进一步推到换向器11上时，安置在两个最外面的碳刷42和44之间的碳刷43完全同这两个最外面的碳刷42和44一样以它的压紧面靠置在换向器11上，并由于弹簧47的复位力的作用而压在换向器11上。

特别有利的是，在电刷架40的这种装配中，不再需要在被推回的状态下将电刷42，43和44推回并固定。

如同在图1中示意示出的那样，电刷架40特别是被固定在传动箱盖50的内侧上，并通过与电刷42，43和44连接的连接胶合线49与安置在传动箱盖50内侧上的电路(未示出)导电地连接起来。

特别地由图2可见，此外在传动箱盖50的内侧上还安置了全部电连接元件，例如抗干扰扼流圈60和其他的抗干扰元件61，这些元件都是通过一个格网52相互接线，并通过焊接连接与另外的(在图中未示出)电路部件接线。

这样，可在传动箱盖50的内侧上设置例如用来控制驱动电机的电子线路(图中未示出)，特别地，这些电子线路也可与另外的、被安置在转子轴11上的换向器11的对着蜗杆22的那一侧上的电子线路元件共同作用。这样例如可在转子轴11上安置一个环形磁铁(未示出)，该环形磁铁与被安置在传动箱盖50内侧上的磁传感器例如霍尔探头配合作用。这些霍尔探头可以是例如一个测量驱动电机轴的转动位置的电子线路的一部分。传动箱盖50可以通过例如迅动卡钩54或者如图2所示通过螺栓连接而被固定，该迅动卡钩与安置在传动箱壳体20上的卡接元件28配合作用；而该螺栓连接被安排在传动箱盖50上的为此而设置的法兰盘53上以及以相应的方式被安排在传动箱壳体20上。另外还可在传动箱盖50上设置用于接线插头或接插套筒的容纳件57。

在图1和图2所示的电驱动单元的装配依照下述的方式沿着用箭头A和B所示的接合方向进行。首先将衔铁放入极壳体10中，此后传动箱壳体20连同在其中构成的开口31一起在端面侧被固定在极壳体10上(接合方向A)，接着用一个固定卡箍(Haltbuegel)将衔铁防护起来，并用一个张紧弹簧来调节衔铁的纵向间隙。在接合方向B上安装电刷架40，齿轮和传动箱盖50。

为了安装驱动单元还需要这两个接合方向A和B。特别地，电刷42，43和44在换向器11上的安装可与传动齿轮21以及传动箱盖50的安装完全一样在径向方向进行，这样，可以完全省去将换向器11沿轴向导入到电刷架40中这样的费力工作。

Claims (12)

1、特别地用于机动车雨刷的电驱动单元，包含一个驱动电机，该电机带有一个安置在一个基本上是钵形的电机壳体或极壳体(10)内的电枢；还包含一个基本上是钵形的用来容纳传动元件(21，22)的传动箱壳体(20)，该传动箱壳体(20)在端面上被固定在电机壳体(10)上并且可由一个传动箱盖(50)封闭，其特征为，在传动箱壳体(20)或在电机壳体(10)中设置了一个可封闭的开口(31)，通过该开口，一个载有碳刷(42，43和44)的电刷架(40)可沿径向被推到驱动电机的换向器(11)上。

2、按照权利要求1所述的驱动单元，其特征为，该开口(31)被安置在传动箱壳体(20)中并与传动箱壳体(20)一起可由传动箱盖(50)封闭。

3、按照权利要求2所述的驱动单元，其特征为，在开口(31)中安置一个固定在一个电机轴上的环形磁铁，该环形磁铁的转动位置由一些磁传感器测量，这些磁传感器被安置在固定在传动箱盖内侧上的电路上。

4、按照权利要求1-3之一所述的驱动单元，其特征为，电元件被固定在传动箱盖(50)的一个内侧上，这些电元件借助于一个格网(52)或一个印刷线路板彼此导电地连接起来，并可与传动箱盖(50)一起被装配。

5、按照权利要求4所述的驱动单元，其特征为，电元件包括抗干扰元件(60，61)，这些抗干扰元件在装配好的状态下被安置在传动箱壳体(20)中的专为它们设置的容纳凹槽(23)中。

6、按照权利要求1所述的驱动单元，其特征为，电刷架(40)具有一个基本上是半月形的托架板(41)，在该板上，电刷(42，43和44)相互间错开一定角度被这样配置，使得两个最外面的电刷(42，44)的夹角小于180°。

7、按照权利要求6所述的驱动单元，其特征为，电刷(42，43和44)可迎着一个弹簧(47)的复位力被移动地安置在导向装置(48)中。

8、按照权利要求6或7所述的驱动单元，其特征为，电刷(42，43和44)在其对着换向器(11)的一侧上具有一个与换向器(11)相匹配的导圆的压紧面(46)。

9、按照权利要求7所述的驱动单元，其特征为，电刷(42，43和44)在侧向被这样斜切，使得在将它们推到换向器(11)上时，形成一个尽可能大的与弹簧(47)的复位力相反作用的合力(F1)。

10、按照权利要求9所述的驱动单元，其特征为，斜切面(45)具有一个柱形的形状。

11、按照权利要求1或6所述的驱动单元，其特征为，电刷架(40)可被固定在传动箱盖(50)上并且可与传动箱盖(50)一起被装配。

12、按照权利要求1或6所述的驱动单元，其特征为，电刷架(40)可与传动箱盖(50)独立地被装配。

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