CN110277878B - 用于驱动机动车部件的电动马达 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于驱动机动车部件的电动马达(5)。电动马达(5)具有电子装置(15)，电子装置具有配备有塑料包封件(29)的冲压网格(28)，冲压网格具有引导马达电流的电流轨迹，电流轨迹具有两个彼此间隔开的电流轨迹端部(30、31)，两个彼此间隔开的电流轨迹端部形成借助于形式为弹簧负载式的接触桥的热熔断路器(24)来跨接的中断部位(32)，其中，接触桥(34)绕着垂直于中断部位(32)的平面地延伸的转动轴线(47)可摆动地保持，而且其中，设置有限制接触桥(34)的摆动范围的贴靠轮廓(51)，接触桥(34)在热熔断路器(24)的触发情况下由于弹簧元件(38)的弹簧复位力而旋转地朝贴靠轮廓摆动。

Description

用于驱动机动车部件的电动马达
本申请是于2015年6月12日申请的、于2016年12月12日进入中国国家阶段的、PCT申请号为PCT/EP2015/063136、国家申请号为201580031297.0、发明名称为“具有热熔断路器的电动马达”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种尤其是无刷的用于驱动机动车部件的电动马达，电动马达具有如下电子装置：电子装置具有配备有塑料包封件的冲压网格，冲压网格具有引导马达电流的电流轨迹，电流轨迹具有两个彼此间隔开的电流轨迹端部，电流轨迹端部形成借助于形式为弹簧负载式的接触桥的热熔断路器跨接的中断部位。机动车部件尤其是理解为用于冷却水冷却的风扇叶轮。
背景技术
DE 20 2010 002 664 U1公开了一种用于驱动机动车部件的直流电机、尤其是用于冷却水冷却的风扇电机，直流电机具有转子和换向器，碳刷接触地贴靠在换向器上。经塑料包封的冲压网格形成压入到电绝缘件中的电流轨迹，电流轨迹与其中一个碳刷导电连接。引导马达电流的电流轨迹在形成两个彼此间隔开的电流轨迹端部的情况下中断，而且中断部位利用作为热熔断路器的接触弹簧跨接。
DE 10 2009 036 578 B3涉及一种热熔断路器、尤其是用于机动车的功率模块的热熔断路器，功率模块具有导体轨迹，导体轨迹布置在印刷电路板上并且通过中断部位来中断，而且导体轨迹相应与中断部位相邻地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具有彼此对置的第一接触区段和第二接触区段。接触区段在导体轨迹区段上的第一位置中借助于焊料紧固在焊点上。接触桥在第一接触位置中借助于弹簧力来加载，从而使得在达到焊料的熔点时，接触区段与相对应的导体轨迹区段断开。此外，热熔断路器还具有弹簧元件，弹簧元件在达到焊料的熔点时引起接触桥的运动，运动平行于印刷电路板地延伸。在第二或者触发位置中，接触桥在不接触第一导体轨迹区段的情况下保持在保持架内。
从DE 10 2009 036 578 B3公知一种具有弹簧负载式的接触桥的热熔断路器，接触桥的触发运动在触发情况下平行于印刷电路板地定向，与断开部位相邻的导体轨迹区段在印刷电路板上延伸，接触桥借助于在触发情况下熔化的焊料与导体轨迹区段接触。
发明内容
本发明所基于的任务是说明一种尤其是无刷的用于驱动机动车部件、尤其是驱动用于冷却水冷却的风扇叶轮的电动马达，电动马达具有节约空间的并且可靠地触发的热熔断路器。
根据本发明，该任务通过根据本发明的用于驱动机动车部件的电动马达解决。
为此，除了可相对于定子转动地支承的转子之外，该电动马达还具有电子装置，电子装置具有配备有塑料包封件的冲压网格，冲压网格具有引导马达电流的电流轨迹，电流轨迹具有两个彼此间隔开的和形成中断部位的电流轨迹端部；以及该电动马达还具有带有用于中断部位的弹簧负载式的接触桥的热熔断路器。具有与电流轨迹端部相对应的接触面的接触桥可绕轴线摆动地保持，轴线垂直于存在有中断部位的那个平面地延伸。在热熔断路器的触发情况下，限制接触桥的摆动范围的贴靠轮廓用作针对接触桥的止挡。
在触发情况下，接触桥在中断部位的平面内摆动。由此能够实现包括接触桥和弹簧元件在内的热熔断路器的节约空间的布置可能性。
在热熔断路器的触发情况下用作针对接触桥的端部止挡的贴靠轮廓适当地由塑料包封件形成。此外有利地，接触桥整体上布置在由塑料包封件形成的圆弧段形的引导滑槽中。中断部位沿着其中一个圆半径布置，并且贴靠轮廓布置在圆弧段形的引导滑槽的另外的圆半径的区域中。
以简单以及可靠的方式和方法，引导滑槽的圆弧段形能够实现的是，限制接触桥在至少一个圆半径上的摆动范围，而且也适宜地沿着引导滑槽的圆弧形的接片轮廓引导接触桥。为此，适当地构造为冲压弯曲件或者根据冲压弯曲件的类型来构造的接触桥具有多个弯曲部，弯曲部在接触面之间构造出凸起的桥区段。由此，可以以简单的方式调整出接触桥的所希望的机械的和/或电的特性。接触桥尤其是可以与不同的电流强度适应。
接触桥具有桥自由端部和与桥自由端部对置的保持端部。利用保持端部，接触桥处在适当地由塑料包封件成形的并且形成转动轴线的转动销上，转动销穿过接触桥的保持端部中的相应的开口。第一接触面处在桥自由端部的区域内，第一接触面在标准状态下在未触发的热熔断路器的情况下与其中一个电流轨迹端部焊接。与另外的电流轨迹端部接触并且同样可以与该另外的电流轨迹端部焊接的第二接触面有利地在中断部位的面对转动轴线的一侧位于第一接触面与转动轴线之间。
特别优选地，弹簧元件构造为具有一个弹簧卷耳和两个弹簧支脚的扭力弹簧。弹簧卷耳在安装状态下同轴地包围转动轴线、尤其是包围转动销。因此，以简单的以及可靠的方式得到弹簧元件或其与接触桥共同作用的弹簧支脚和接触桥绕着相同的转动轴线或者摆动轴线的共同的摆动。
扭力弹簧的弹簧支脚之一保持在止挡侧的支架上并且在那里适当地保持在侧凹轮廓上，而另一弹簧支脚在弹簧预紧的情况下在接触桥的背对止挡轮廓的桥纵向侧边上贴靠在接触桥上。在那里适宜地，接触桥具有在摆动方向上延伸的成形部，成形部由桥侧的弹簧支脚从上方作用和/或从下方作用。
此外，在热熔断路器的触发情况下，弹簧元件将弹簧力沿贴靠轮廓的方向施加到接触桥上。由此特别可靠地保证的是，接触桥和弹簧元件都没有在转动轴线的区域内从它们的固定部位松动。为此，弹簧元件的弹簧支脚在初始状态下以适当的角度彼此叉开地延伸，从而不仅在接触桥的跨接的装入状态下而且在接触桥的触发状态下，弹簧支脚优选地彼此呈锐角地延伸并且因此始终将足够的弹簧力作用到接触桥上。适当地，弹簧元件由圆金属线制成。因此得到用于制造弹簧元件的低成本的可能性。
适当地实施为具有多个弯曲部的冲压弯曲件的或者根据冲压弯曲件的类型实施有多个弯曲部的接触桥在转动轴线的区域内并且在接触面之间构造出凸起的桥区段。此外，接触桥还优选地具有弯曲凹部，弯曲凹部朝面对转动轴线的接触面取向。因为该接触面在中断部位的方向上径向地位于转动轴线之前，所以接触桥的只有相应地被缩短的径向的桥区段是导电的。
在热熔断路器的触发情况下、也就是说在过热的情况下，在该电流轨迹端部或者每个电流轨迹端部的区域内的焊料熔化，从而使得接触桥在触发情况下可以顺利地绕着转动轴线并且在中断部位的平面内摆动。在此，被熔化的焊接实际上得到保障，这保证了借助于热熔断路器或其接触桥来跨接的中断部位或者接触部位的可靠的中断。
与本发明相关的优点尤其是在于：通过在中断部位的平面内触发热熔断路器来提供用于将热熔断路器集成到值得期望地节约空间地设计的电动马达中的简单的、有利的并且节约空间的可能性。
附图说明
随后，本发明的实施例依据附图进一步来解释。其中：
图1以分解图示出了用于机动车的散热器风扇，其具有无刷的带有集成的变流器电子装置的内转子电机，
图2示出了具有电动马达的电子装置、具有装备有电气的或者电子的结构元件的电路板并且具有配备有塑料包封件的冲压网格以及具有热熔断路器的电子装置嵌板，
图3以立体图示出了包括利用热熔断路器跨接的中断部位在内的具有塑料包封件的冲压网格，
图4局部地以立体图示出了具有处于引导滑槽之内的接触位置中的弹簧负载式的接触桥的热熔断路器，引导滑槽具有在热熔断路器的触发情况下作为用于接触桥的端部止挡的贴靠轮廓。
彼此相应的部分在所有附图中都配备有相同的附图标记。
具体实施方式
图1以分解图示出了用于机动车的散热器的风扇1。风扇1包括具有中央帽3的风扇叶轮2，(只是基本地示出的)空气传导叶片4均匀分布地布置在中央帽的外周边上。此外，风扇1还包括也被称作风扇电机的电动马达5，借助于电动马达，风扇叶轮2被转动驱动。
电动马达5基本上由定子6来形成，定子缠绕有形式为线圈的三相的旋转场绕组7。此外，电机5还包括永久励磁的转子8，永久励磁的转子在定子6的内部可绕电机轴线9转动地支承。为了支承转子8，电机5包括两个滚动轴承10和11，两个滚动轴承从在轴向上相反的侧面作用在转子8上。在这种情况下，在两个滚动轴承10与11之间的转子8的轴向间隙通过弹簧圈12来加弹性。
此外，电机5还包括比如圆盘形的或者半壳形的电机承载件13。在背对风扇叶轮2的端侧，电子装置嵌板14引入到电机承载件13中，变流器电子装置15安装到电子装置嵌板中。为了密封地封闭电子装置嵌板14，电机5包括随后也被称作壳体盖的电子装置嵌板盖16。
转子8(以未进一步地示出的方式)通过叠片组形成，用于产生励磁场的永磁体安装到叠片组中，其中，叠片组连同所安装的永磁体利用塑料外罩来进行包封。以类似的方式，定子6也由叠片组构成，叠片组利用塑料外罩来进行包封。
电机承载件13尤其是通过由铝构成的一体式的压铸件形成。电子装置嵌板盖16优选是由塑料构成的注塑件。
转子8在其前侧配备有四个螺栓凸起部18，借助于四个螺栓凸起部，转子8在安装状态下旋拧在风扇叶轮2上。将电机5和因此整个风扇1紧固在车辆上通过电机承载件13来实现，电机承载件为此配备有三个从其外周边凸出的螺栓舌板19。电机5是无刷的、自冷却的内转子电机或内转动件电机。
图2示出了具有安装到相应的电子装置嵌板14中的电子装置15的稍微修改的电机承载件13的立体图，与根据图1的实施方案不同，例如仅三个电容器配属于电机承载件。电子装置15包括用塑料来进行包封的冲压网格20和装备有电气构件的印刷电路板或者电路板21。电动马达5由桥式电路(B6电路)来运行，桥式电路在经包封的冲压网格20中实现。为此，经包封的冲压网格20具有多个可切换的半导体结构元件22，借助于可切换的半导体结构元件，电动马达5的场绕组7的三个相绕组交替地通电。为此使用的电流以没有进一步示出的方式和方法由直流电源来提供。
电动马达5的场绕组7的三个相绕组通过电容器23以例如三角形电路互连。换句话说，每两个在电路上相邻的相绕组在电机侧的接触部位上彼此电连接，每两个在电路上相邻的相绕组又通过桥侧的接触部位分别与桥式电路的桥支路电接触。绕组由涂漆的铜线制成并且同中心地卷成线圈。
在图2中，除了包封的冲压网格20和半导体结构元件22以及电容器23之外，热熔断路器24是可识别的。热熔断路器24保护电动马达5以免过热和火灾危险。如果电机5过热，那么热熔断路器24触发，而且不再有电流流到电机5或者从电机流出。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者例如用于测量电机5的转动速度(转速)、转动方向和/或位置的两个传感器信号输出端。
如从图3相对明显地可看出的那样，实现导体轨迹的冲压网格28借助于塑料包封件29来配备并且电绝缘，冲压网格或冲压网格的导体轨迹引导马达电流。在在此看到的热熔断路器的区域中，可识别的是引导马达电流的电流轨迹端部30、31，在电流轨迹端部之间，在冲压网格28中形成中断部位32。电流轨迹端部30、31和中断部位32处在由塑料包封件29成形的引导滑槽33中，引导滑槽至少在内侧圆弧段形地设计。
如从图4相对明显地可看出的那样，热熔断路器24由接触桥34形成，接触桥在跨接的状态下将冲压网格28的电流轨迹端部30和31彼此相连。接触桥34具有接触面35和36，在接触面中，至少配属于接触桥34的桥自由端部37的接触面36借助于焊接与冲压网格28的相应的(相对应的)电流轨迹端部31相连。该焊接部位或者每个焊接部位通过接触桥34使电流轨迹端部30和31彼此电接触，而且将接触桥34机械地与冲压网格28的相应的电流轨迹端部30、31连接成机械固定的连接。
为了实现热熔断路器24的功能设置有形式为扭力弹簧的单独的弹簧元件38，扭力弹簧利用第一弹簧支脚39保持在由塑料包封件29成形的支架40上并且在那里保持在沿接触桥34的摆动方向41在后面的侧凹轮廓42中。在接触桥34的沿摆动方向41在前面的侧面上，第二弹簧支脚43在弹簧预紧的情况下贴靠在接触桥上。弹簧元件38的弹簧支脚42、43彼此成锐角而且通过形成弹簧卷耳44的并且具有多个弹簧圈的弹簧孔或者支脚孔45彼此相连。利用该弹簧卷耳44，弹簧元件38处在转动销46上，转动销同样有利地由塑料包封件29成形并且形成用于接触桥34的转动轴线47。
接触桥33以其背对桥自由端部37的保持端部48可绕转动轴线47转动地支承，用于容纳转动销46的不可识别的钻孔引入到保持端部中，转动轴线垂直地立在那个存在有中断部位32的平面上。弹簧元件38的弹簧孔45和因此弹簧元件的弹簧卷耳44关于销46并且因此关于转动轴线47同轴地布置。
根据冲压弯曲件的类型，接触桥34实施有多个弯曲部，多个弯曲部构造出中间的、凸起的桥区段34a。接触桥34的设置在保持端部48上的转动轴线47与中断部位32之间的第二接触面35处在弯曲凹部34b的面对冲压网格28和塑料包封件29的下侧上，接触桥34的中间的桥区段34a和保持端部48相对于弯曲凹部是凸起的。与此相对地，接触桥34的两个接触面35和36关于中断部位32的平面处在相同的高度水平。在此，配属于桥自由端部37的接触面36处于相应相对于凸起的桥区段34a下降的桥区段34c的下侧。
适当地由圆金属线制造的弹簧元件38的接触桥侧的弹簧支脚43借助于两个成形部49、50保持，两个成形部成形到接触桥34上并且在所绘出的摆动方向41的相反方向上延伸。在此，该弹簧支脚43从下方作用设置在中间的、凸起的桥区段34a上的成形部49并且从上方作用设置在桥自由端部37上的成形部50。
圆弧段形的引导滑槽33在其沿摆动方向41背对中断部位32的圆半径的区域内构造出贴靠轮廓51。在热熔断路器24的触发情况下，贴靠轮廓或止挡轮廓51用作用于接触桥34的止挡，并且因此用作用于接触桥34绕着转动轴线47的摆动运动的端部止挡。因此，中断部位32位于对置的或其他的圆半径的区域内或者至少与该区域相邻。
紧接着圆弧段形的引导滑槽33的圆弧的滑槽壁52同样由塑料包封件29成形，并且在那里限制圆面的由引导滑槽33形成的子面，转动轴线47位于圆面的中心点中。在引导滑槽33之内，圆弧形的缝隙53、54引入到塑料包封件29中并且引入到位于其下面的冲压网格28中。在圆弧形的缝隙54的面对转动轴线57的内侧上，圆弧形的引导轮廓55由引导滑槽33之内的塑料包封件29成形。引导轮廓位于中间的、凸起的桥区段34a与弯曲凹部34b之间的过渡区域内。引导轮廓54附加地用于在热熔断路器24的触发情况下摆动引导或者滑动引导接触桥34。
在焊接部位的焊料熔化之后的触发情况下，接触桥34以及弹簧元件38的桥侧的弹簧支脚43绕着销46并且因此绕着轴线47摆动。虽然接触桥34的接触面35位于转动轴线47附近，但是有意识地与其间隔开地布置。热熔断路器24尤其是在过温的情况下触发，其方式是，焊料熔化，并且接触桥34由于弹簧元件38的弹簧力通过相结合的旋转运动和剪切运动来摆动，从而通过预紧的接触桥34跨接的中断部位32中断。接触桥34在触发情况下从第一位置(接触位置)摆动到第二位置(触发位置)，其中，摆动运动绕着转动轴线47并且在中断部位32的平面内进行。在此，接触桥34在摆动方向41上的摆动运动通过贴靠轮廓51来限制，其方式是，接触桥34止挡在那里并且此外还有利地借助于弹簧元件38处于弹簧预紧下。由此，接触桥34和尤其是弹簧元件38防丢失地保持在两个位置(接触位置和触发位置)中。在摆动期间，接触弹簧34也在没有引导轮廓55的情况下在引导滑槽33内可靠地引导，这是因为接触弹簧34可以以其接触面35、36沿着塑料包封件29的相应的圆弧段形的表面区段(表面区域)滑动。
本发明并不局限于前面所描述的实施例。更确切地说，本发明的其他的变型方案也可以由本领域技术人员推导出，而不会离开本发明的主题。此外尤其是，所有与各个实施例相关联地描述的单个特征也可以以其他的方式相互组合，而不会离开本发明的主题。
附图标记列表
1 风扇
2 风扇叶轮
3 帽
4 空气传导叶片
5 风扇电动马达/电动马达
6 定子
7 旋转场绕组
8 转子
9 电机轴线
10 滚动轴承
11 滚动轴承
12 弹簧圈
13 电机承载件
14 电子装置嵌板
15 变流器电子装置/电子装置
16 电子装置嵌板盖
17 轴栓
18 螺栓凸起部
19 端面
20 经包封的冲压网格
21 电路板
22 半导体结构元件
23 电容器
24 热熔断路器
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 电流轨迹端部
31 电流轨迹端部
32 中断部位
33 引导滑槽
34 接触桥
34a 桥区段
34b 弯曲凹部
34c 桥区段
35 接触桥的接触面
36 接触桥的接触面
37 桥自由端部
38 弹簧元件
39 第一弹簧支脚
40 支架
41 摆动方向
42 侧凹轮廓
43 第二弹簧支脚
44 弹簧卷耳
45 弹簧孔/支脚孔
46 转动销
47 转动轴线
48 保持端部
49 成形部
50 成形部
51 贴靠轮廓/止挡轮廓
52 滑槽壁
53 缝隙
54 缝隙
55 引导轮廓

Claims (13)

1.用于驱动机动车部件的电动马达(5)，所述电动马达(5)具有电子装置(15)，所述电子装置具有配备有塑料包封件(29)的冲压网格(28)，所述冲压网格具有引导马达电流的电流轨迹，所述电流轨迹具有两个彼此间隔开的电流轨迹端部(30、31)，所述两个彼此间隔开的电流轨迹端部形成借助于形式为弹簧负载式的接触桥(34)的热熔断路器(24)来跨接的中断部位(32)，
其特征在于，
所述接触桥(34)绕着垂直于中断部位(32)的平面地延伸的转动轴线(47)以能摆动的方式保持，
并且，所述接触桥(34)在由塑料包封件(29)成形的圆弧段形的引导滑槽(33)中布置和/或引导，所述引导滑槽限制接触桥(34)在至少一个圆半径上的摆动范围和/或沿着圆弧形的滑槽壁(52)引导所述接触桥(34)。
2.根据权利要求1所述的电动马达(5)，
其特征在于，
设置有限制所述接触桥(34)的摆动范围的贴靠轮廓(51)，所述接触桥(34)在热熔断路器(24)的触发情况下由于弹簧元件(38)的弹簧复位力而以旋转的方式朝所述贴靠轮廓摆动。
3.根据上述权利要求之一所述的电动马达(5)，
其特征在于，
在所述热熔断路器(24)的触发情况下用作所述接触桥(34)的端部止挡的贴靠轮廓(51)由塑料包封件(29)成形。
4.根据权利要求2所述的电动马达(5)，
其特征在于，
所述中断部位(32)沿着其中一个圆半径布置，而且所述贴靠轮廓(51)布置在圆弧段形的引导滑槽(33)的另外的圆半径的区域内。
5.根据权利要求1或2所述的电动马达(5)，
其特征在于，
所述接触桥(34)具有桥自由端部(37)和与所述桥自由端部对置的保持端部(48)，其中，在所述桥自由端部(37)的区域内，所述接触桥具有与其中一个电流轨迹端部(31)焊接的第一接触面(36)和与另外的电流轨迹端部(30)接触的第二接触面(35)。
6.根据权利要求5所述的电动马达(5)，
其特征在于，
所述第二接触面(35)与另外的电流轨迹端部(30)焊接。
7.根据权利要求5所述的电动马达(5)，
其特征在于，
所述接触桥(34)的第二接触面(35)在中断部位(32)的面对转动轴线的一侧设置在所述接触桥的第一接触面(36)与转动轴线(47)之间。
8.根据权利要求1或2所述的电动马达(5)，
其特征在于，
所述接触桥(34)以其保持端部(48)位于由所述塑料包封件(29)成形的并且形成所述转动轴线(47)的转动销(46)上。
9.根据权利要求2所述的电动马达(5)，
其特征在于，
所述弹簧元件(38)作为扭力弹簧构造有同轴地包围转动轴线(47)的弹簧卷耳(44)以及保持在止挡侧的支架(40)上的第一弹簧支脚(39)而且构造有在弹簧预紧的情况下在接触桥的背对贴靠轮廓(51)的桥纵向侧边上贴靠在接触桥(34)上的第二弹簧支脚(43)。
10.根据权利要求1或2所述的电动马达(5)，
其特征在于，
所述接触桥(34)实施为具有多个弯曲部的冲压弯曲件，所述多个弯曲部在转动轴线(47)的区域内和/或在与其中一个电流轨迹端部(31)焊接的第一接触面(36)和与另外的电流轨迹端部(30)接触的第二接触面(35)之间构造出凸起的桥区段(34a)。
11.根据权利要求1或2所述的电动马达(5)，
其特征在于，
所述接触桥(34)具有朝着面对转动轴线(47)的接触面(35)取向的弯曲凹部(34b)。
12.根据权利要求10所述的电动马达(5)，
其特征在于，
弯曲部在引导滑槽(33)的圆弧形的滑槽壁(52)的区域内构造出凸起的桥区段(34a)。
13.根据权利要求1所述的电动马达(5)，
其特征在于，
所述电动马达驱动用于冷却水冷却的风扇叶轮(2)。
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