CN110710066A - 用于电动马达的碳刷架板、风挡刮水器马达以及用于组装风挡刮水器马达的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电动马达(10)的碳刷架板(50)，该碳刷架板包括用于碳刷(52，53)的引导元件(55)、碳刷(52，53)的第一端面(54)、与第一端面(54)相对而置的第二端面(59)、以及用于在碳刷架板(50)的组装位置中将碳刷(52，53)的第一端面(54)与换向器(21)有间距地进行定位的装置，其中，碳刷(52，53)布置成在碳刷(52，53)的纵向轴线(57)的方向上能在引导元件(55)中纵向移位，第一端面设计成贴靠电动马达(10)的换向器(21)，弹簧元件(62)在运行状态中在弹簧张力下贴靠第二端面，以便朝换向器(21)的方向按压碳刷(52，53)。

Description

用于电动马达的碳刷架板、风挡刮水器马达以及用于组装风 挡刮水器马达的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于电动马达的碳刷架板。本发明还涉及一种电动马达、一种具有根据本发明的碳刷架板的风挡刮水器马达、以及一种用于组装风挡刮水器马达的方法。

背景技术

用于电动马达的、具有权利要求1的前序部分的特征的电刷架板在实践中已经众所周知。在配备有这种类型的电刷架板的电动马达中，布置成在碳刷架板的区域内可纵向移位的碳刷在电动马达运行时贴靠电动马达的电枢的换向器的片部。当组装作为风挡刮水器马达的组成部分的电动马达时，将碳刷架板在中间组装步骤中紧固到风挡刮水器马达的传动装置壳体处。随后需要将电枢通过其电枢轴引导穿过碳刷架板的贯通开口，直到在电枢轴处的换向器的片部处在碳刷的高度处，电枢轴在面向传动装置壳体的一侧具有驱动蜗杆。在该预组装期间，重要的是将碳刷布置在相对于运行状态后退、并与换向器间隔开的位置中，由此在轴向接合电枢轴时碳刷没有与电枢轴或换向器发生接触，并在该过程中可能受到损坏。为此，通常例如使用辅助设备，该辅助设备在轴向接合电枢轴时将碳刷克服弹簧元件的弹力保持在后退的位置中，这些弹簧元件朝换向器的方向推压碳刷。随后，在附加的组装步骤中，使为单独部件的辅助设备再次与碳刷脱离接触，由此促使碳刷贴靠接触换向器。

此外，现有技术中已知作为电枢轴的组成部分的锥形附加元件，该附加元件在电枢轴的接合方向上在背对电枢线圈的一侧布置在换向器的端侧处、并且在组装之后可保留在电动马达或风挡刮水器马达中。当接合电枢轴时，碳刷的面向电枢轴的端面与附加元件发生接触、并且被附加元件沿轴向向外按压。在这种情况下，取决于在附加元件处的角度的大小，在碳刷的端面上可产生所不希望的高载荷，特别是当附加元件在组装时以高速或大冲量冲击碳刷的端面时。

发明内容

根据本发明的具有权利要求1的特征的用于电动马达的碳刷架板的优点在于，在电动马达的组装期间，或者在电枢轴与碳刷架板的轴向接合期间，碳刷的轴向后退的定位无需附加的单独部件即可实现。

本发明基于以下构思：利用为施加碳刷对换向器所需的接触压力而存在的弹簧元件而使该弹簧元件布置成在组装位置中与碳刷的侧向表面有效连接，使得碳刷在其引导元件中由于弹簧元件的弹簧预紧而被朝相应的引导元件的与弹簧元件相对而置的侧壁的方向推压，其中，由弹簧元件引起的接触压力如此之高，使得在碳刷与引导元件之间形成摩擦配合连接，该摩擦配合连接将碳刷保持在以下位置，在该位置中，碳刷的面向换向器的端面布置成与电枢轴或换向器间隔开。在从属权利要求中阐述了根据本发明的用于电动马达的碳刷架板的有利改进方案。在权利要求、说明书和/或附图中披露的特征中的至少两个特征的所有组合都落入本发明的范围内。

设置有释放装置，以用于在电动马达的组装中能够使碳刷从其与换向器间隔开的位置移动到以贴靠方式接触换向器。该释放装置具有接触元件，该接触元件可贴靠接触该碳刷的背对换向器的第二端面，并且该接触元件在接触第二端面的情况下且在该接触元件进一步移动时使碳刷在引导元件中沿纵向轴线的方向朝向换向器移位，使得弹簧元件可与碳刷的第二端面建立有效连接。

在最后提议的改进方案中规定，碳刷的第二端面和/或释放装置的接触元件在在碳刷与接触元件之间的贴靠区域中布置成相对于纵向轴线成斜角、或者具有倒棱。这种设计方案引起在碳刷在引导元件中纵向移位时能够实现弹簧元件朝碳刷的第二端面的方向的连续的、即平稳的行进，并且此外，当弹簧元件沿着碳刷在碳刷上扫过或移动时，弹簧元件可以特别简单的方式沿碳刷的几何形状随动，并且可以避免碳刷的剥落等等。

为了能够使释放装置的接触元件沿着碳刷进行期望的移动，规定接触元件借助于弹簧区段而弹性地布置在释放装置处。此外，这种类型的构型使得能够以特别简单的方式将释放装置一件式地构造为塑料注塑件的形式。

在最后提议的又一优选的改进方案中，其能够实现碳刷架板以及释放装置的特别简单、具有成本效益且精确的制造，所提出的是，该碳刷架板由塑料制成，并且接触元件通过弹簧区段整体地形成在碳刷架板处。

为了使接触元件能够在碳刷处进行有针对性的、取决于电动马达的部件的组装的移动，规定释放装置具有随动元件，该随动元件布置成与接触元件处于有效连接中。随动元件在组装电动马达的各个部分时典型地与配对元件(例如马达壳体)贴靠接触，并且在组装马达壳体时以与马达壳体的移动相对应的方式一起移动，由此，接触元件以期望的方式同时引起碳刷在引导元件中的移动。

为了尤其在弹簧元件沿着碳刷的表面移动时避免损坏碳刷(这可能导致剥落等等)，还优选地规定，弹簧元件具有弯曲构造的接触区段，该接触区段可贴靠碳刷的侧向表面以及背对电枢的换向器的第二端面。在碳刷在引导元件中移动时，弯曲构造的接触区段沿着碳刷的侧向表面滑动，并且随后进入碳刷的第二端面的区域中。

本发明还涉及一种电动马达，该电动马达具有包括整流子的电枢和以根据本发明的方式设计的碳刷架板。

为了在组装电动马达的部件时能够实现强制性地操纵释放装置或使碳刷与换向器发生接触，在电动马达的一种优选的设计方案中规定，电动马达具有马达壳体，该马达壳体可连接至传动装置壳体，并且在马达壳体处设置有操纵区段，该操纵区段可定位成贴靠释放装置的可移动地布置的随动元件。

本发明还包括一种具有上述电动马达的风挡刮水器马达。

用于组装根据本发明的风挡刮水器马达的方法至少设置有以下组装步骤：首先，将碳刷架板预组装在风挡刮水器马达的传动装置壳体处，其中，将碳刷布置在与电动马达的换向器间隔开的组装位置中。随后，在朝向传动装置壳体的方向上沿轴向接合电枢和马达壳体，其中，电枢有间距地移动经过碳刷。最后，使马达壳体的操纵区段与释放装置的随动元件发生接触并且相对移动，其中，碳刷在引导元件中朝该换向器的方向移动，并且其中，弹簧元件与碳刷的背对换向器的第二端侧发生接触，并且在此使得碳刷压靠换向器。

附图说明

从下文对优选的实施例的说明并且通过附图将得出本发明的其他优点、特征和细节，在附图中：

图1以分解图示示出了风挡刮水器马达的基本部件；

图2示出了根据本发明的碳刷架板的基本部件的透视图示；

图3示出了根据图2的碳刷架板在预组装位置中的俯视图，在该图示中碳刷布置在与电动马达的换向器间隔开的锁定位置中；

图4示出了在图3的平面IV-IV中的截面；

图5示出了根据图3的图示的碳刷架板的俯视图，在该图示中发生碳刷的解锁；

图6示出了在图5的平面VI-VI中的截面；

图7至图9相应以透视图示出了根据图2的、在电动马达的组装的各个阶段期间的碳刷架板；

图10示出了图1的风挡刮水器马达的子区域的侧视图；并且

图11以放大图示示出了图10的在风挡刮水器马达的最终组装状态下的细节。

在附图中，相同的元件或具有等效功能的元件相应地设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了用于对车辆玻璃进行刮擦的风挡刮水器马达100的基本部件。风挡刮水器马达100包括能够凸缘连接到传动装置壳体12的电动马达10。从动轴13从传动装置壳体12伸出，该从动轴可至少间接地连接至风挡玻璃刮水器。传动装置壳体12可在与从动轴13相对而置的一侧通过传动装置盖14封闭，其中，风挡刮水器马达100可通过布置在传动装置盖14上的连接区域15同时连接到车辆的车身。在传动装置壳体12的内部空间内布置有包括传动齿轮17的传动装置16，其中，传动齿轮17可通过布置在传动齿轮17的外周处的齿部由电动马达10驱动。

电动马达10具有电枢20，该电枢的电枢线圈(未示出)连接至换向器21的片部19。换向器21是整流子的组成部分。电枢20还包括电枢轴24，该电枢轴在面向传动装置壳体12的一侧包括具有蜗杆式啮合部26的区段。在组装好的风挡刮水器马达100中，蜗杆式啮合部26用于与在传动齿轮17处的齿部啮合或相互作用。为此，电枢轴24至少通过蜗杆式啮合部26的区域突伸到传动装置壳体12的内部空间中，直至突伸到传动齿轮17的齿部的区域中。

电动马达10还包括马达壳体28，该马达壳体被称为杯状极壳、通常由板材构成并且通过深冲方法制成，并且该马达壳体可通过紧固螺钉29经由设置在传动装置壳体12上的螺纹孔30连接至传动装置壳体12。

电动马达10包括在图2中以详细图示示出的碳刷架板50。参照图1阐述了上述电动马达10的组装基本上是这样进行的：在碳刷架板50预组装在传动装置壳体12处的情况下，电枢20与马达壳体28一起连同电枢轴24的具有蜗杆式啮合部26的区段沿箭头31的方向轴向向前地连接至传动装置壳体12。在此，电枢轴24引导穿过构造在碳刷架板50处的贯通开口51，直到电枢20到达以下轴向位置，在该轴向位置，电枢20的换向器21处在碳刷架板50的高度上。最后，将马达壳体28通过螺钉装配到传动装置壳体12，并且将传动装置盖14紧固到传动装置壳体12。

在将电动马达10或电枢20组装在传动装置壳体12处时，重要的是，将设置在碳刷架板50的区域中的碳刷52、53作为整流子的组成部分通过碳刷52、53的面向换向器21的第一端面54布置在与电枢20的换向器21间隔开的组装位置中，在该组装位置中，第一端面54不可与电枢轴24和换向器21的片部19发生贴靠接触。由此，避免了碳刷52、53与电枢20的组成部分的碰撞，并且因此避免了对碳刷52、53的损坏或损伤。

在将电枢20引入传动装置壳体12的过程中，从这个组装位置起，为了使电动马达10或风挡刮水器马达100运转，必须将碳刷52、53引入到运行状态中，在该运行状态中，碳刷52、53的第一端面54与换向器21的片部19贴靠接触。为此，碳刷架板50具有特殊的设计，如下面将要更详细解释的那样。

图2所示的碳刷架板50由塑料制成并且构造为注塑件。碳刷架板50针对每个碳刷52、53具有一个引导元件55，该引导元件与碳刷架板50成型成一体，并且具有开口截面56，该开口截面与碳刷52、53的外部截面适配，并且特别地构造为矩形或方形。

碳刷52、53布置成可相应地在引导元件55内在引导元件55或碳刷52、53的纵向轴线57的方向上移位。通过图2可以看出，引导元件55以示例性的方式通入贯通开口51的区域中，使得当换向器21定位成与碳刷52、53的第一端面54在轴向上重合时，碳刷52、53的从开口截面56沿朝向贯通开口51的方向突伸的第一端面54可布置成以贴靠方式接触电枢20的换向器21的片部19，其中，轴向重合是针对电枢轴24的在图1中可见的纵向轴线32的轴向位置。

除了面向换向器21的第一端面54之外，在与第一端面54相对而置的一侧，每个碳刷52、53还具有第二端面59以及四个侧向表面，其中，为了理解本发明，定位在背对弹簧元件62的一侧的一侧向表面61特别重要。

此外，在图2中可以看到碳刷52、53的连接绞线63，该连接绞线例如通过抑制扼流圈64连接至连接端口65，通过该连接端口，电动马达10的电气操控又经由布置在传动装置壳体12处的连接插头33来实现。

弹簧元件62具有包括多个螺旋的区段66，通过该区段，弹簧元件62通过布置在碳刷架板50处的销形突起67来定位。弹簧元件62构造为螺旋扭力弹簧(Schenkelfeder)、并且具有至少一个弹簧区段68，该弹簧区段突伸远离区段66、并且具有圆形弯曲的端部区段69作为接触区段，其中，端部区段69构造成用于同碳刷52、53的与侧向表面61相对而置的侧向表面60以及第二端面59相互作用。

此外，释放装置70一体地形成在碳刷架板50处，该释放装置70针对每个碳刷52、53具有基本上刚性的接触元件71，该接触元件通过弹性构造的弹簧区段72(图7至图9)连接至碳刷架板50的外周。在接触元件71的区域中，释放装置70还具有随动元件73，该随动元件相对于碳刷架板50沿径向向外突伸。

如尤其借助图4和图6的图示可以看到的那样，接触元件71在面向碳刷52、53的一侧具有接触面74，该接触面布置成相对于垂直于纵向轴线57延伸的平面成例如在10°与45°之间的角度α。第二端面59在面向接触元件71的一侧还具有倒棱79，该倒棱与接触面74大致一样(gegengleich)。

借助图10和图11可以看到，马达壳体28在面向传动装置壳体12的一侧具有作为操纵区段的区段75，该区段以凸缘的方式环绕一圈并且布置成使得所述区段75在朝传动装置壳体12的方向沿轴向接合马达壳体28时沿箭头76(图10)的方向与随动元件73以贴靠方式发生接触、并且在此使随动元件73与释放装置70的接触元件71共同移动，直到随动元件73布置在凹口77中，该凹口构造在传动装置壳体12的区域中，其中，区段75同时轴向地贴靠碳刷架板50和传动装置壳体12，并且由此马达壳体28已经到达其在传动装置壳体12处的最终位置。

在图3、图4和图7中示出了碳刷架板50的提到的组装位置，在该组装位置中，碳刷52、53的第一端面54处在其与换向器21的片部19间隔开的位置中。在该位置，弹簧元件62的端部区段69以贴靠方式接触碳刷52、53的侧向表面60。由于弹簧元件62的弹力，这引起碳刷52、53在引导元件55内压靠引导元件55的背对侧向表面60的壁，使得在引导元件55与碳刷52、53之间形成摩擦配合连接78。所述摩擦配合连接78必须具有这样大小的摩擦阻力，即，使得碳刷52、53不可无意地在电枢轴24的纵向轴线32的方向上、即在朝向换向器21的方向上移动。

此外，借助图4可以看到，在组装位置中，接触元件71的接触面74与碳刷52、53的第二端面59间隔开，或者不与之贴靠接触。一旦电枢轴24或电枢20已经到达其轴向末端位置，在该轴向末端位置，换向器21的片部19处在引导元件55或碳刷52、53的第一端面54的高度上，通过马达壳体28的组装引起了由于马达壳体28的区段75与随动元件73的贴靠接触而释放或操纵释放装置70。结果是，根据图5、图6、图8和图9的图示，接触元件71的接触面74与碳刷52和53的第二端面59发生贴靠接触，并且在接触元件71进一步移动时，使碳刷在引导元件55的纵向轴线57的方向上沿朝向换向器21的方向移动。这又引起，弹簧元件62的最初位于侧向表面60的区域中的端部区段69根据图8和图9的图示从侧向表面60进入碳刷52、53的第二端面59的区域中。一旦是这种情况，就利用弹簧元件62在端部区段69上产生的弹力来使碳刷52、53通过其第一端面54与换向器21的片部19以贴靠方式发生接触，由此完成着眼于构造整流子、或碳刷52、53的电气接触的组装过程。

上述的碳刷架板50或电动马达10可以多种方式改变或修改，而不背离本发明的构思。

附图标记列表

10 电动马达

12 传动装置壳体

13 从动轴

14 传动装置盖

15 连接区域

16 传动装置

17 传动齿轮

19 片部

20 电枢

21 换向器

24 电枢轴

26 蜗杆式啮合部

28 马达壳体

29 紧固螺钉

30 螺纹孔

31 箭头

32 纵向轴线

33 连接插头

50 碳刷架板

51 贯通开口

52、53 碳刷

54 第一端面

55 引导元件

56 开口截面

57 纵向轴线

59 第二端面

60 侧向表面

61 侧向表面

62 弹簧元件

63 连接绞线

64 抑制扼流圈

65 连接端口

66 区段

67 突起

68 弹簧区段

69 端部区段

70 释放装置

71 接触元件

72 弹簧区段

73 随动元件

74 接触面

75 区段

76 箭头

77 凹口

78 摩擦配合连接

79 倒棱

100 风挡刮水器马达

Claims (12)

1.一种用于电动马达(10)的碳刷架板(50)，该碳刷架板具有用于碳刷(52，53)的引导元件(55)、所述碳刷(52，53)的第一端面(54)、与所述第一端面(54)相对而置的第二端面(59)、以及用于在所述碳刷架板(50)的组装位置中将所述碳刷(52，53)的第一端面(54)与换向器(21)有间距地进行定位的装置，其中，所述碳刷(52，53)布置成在所述碳刷(52，53)的纵向轴线(57)的方向上能在所述引导元件(55)中纵向移位，所述第一端面(54)设计成贴靠所述电动马达(10)的换向器(21)，弹簧元件(62)在运行状态中在弹簧张力下贴靠该第二端面(59)，以便朝所述换向器(21)的方向按压所述碳刷(52，53)，其特征在于，所述装置由所述弹簧元件(62)形成，其中，所述弹簧元件(62)在组装位置中在弹簧预紧的情况下贴靠所述碳刷(52，53)的端面(60)，并且在此所述碳刷(52，53)在形成摩擦配合连接(78)的情况下压靠所述引导元件(55)。

2.根据权利要求1所述的碳刷架板，其特征在于，设置有释放装置(70)，该释放装置布置成通过接触元件(71)以可移动的方式与所述碳刷(52，53)的第二端面(59)贴靠接触，并且在接触所述第二端面(59)时且所述接触元件(71)进一步移动时，该释放装置设计成使所述碳刷(52，53)在所述引导元件(55)中沿所述纵向轴线(57)的方向移位，使得所述弹簧元件(62)与所述碳刷(52，53)的第二端面(59)建立有效连接。

3.根据权利要求2所述的碳刷架板，其特征在于，在所述碳刷(52，53)与所述接触元件(71)之间的贴靠区域中，所述第二端面(59)和/或所述接触元件(71)布置成相对于所述纵向轴线(57)成斜角(α，β)或者具有倒棱(79)。

4.根据权利要求2或3所述的碳刷架板，其特征在于，所述释放装置(70)的接触元件(71)通过弹簧区段(72)来弹性地布置。

5.根据权利要求4所述的碳刷架板，其特征在于，所述碳刷架板(50)由塑料制成，并且所述接触元件(71)通过所述弹簧区段(72)整体地形成在所述碳刷架板(50)处。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的碳刷架板，其特征在于，所述释放装置(70)包括随动元件(73)，该随动元件布置成与所述接触元件(71)处于有效连接中。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的碳刷架板，其特征在于，所述弹簧元件(62)包括弯曲构造的接触区段(69)，该弯曲构造的接触区段能够贴靠所述碳刷(52，53)的侧向表面(61)以及第二端面(59)。

8.一种电动马达(10)，该电动马达具有包括换向器(21)的电枢(20)和根据权利要求1至7中任一项构造的碳刷架板(50)。

9.根据权利要求8所述的电动马达，其特征在于，所述电动马达(10)包括马达壳体(28)，该马达壳体能够连接至传动装置壳体(12)，并且设置有操纵区段(75)，该操纵区段能够定位成贴靠所述释放装置(70)的能移动地布置的随动元件(73)。

10.根据权利要求9所述的电动马达，其特征在于，所述操纵区段(75)由所述马达壳体(18)的区段形成。

11.一种风挡刮水器马达(100)，该风挡刮水器马达具有根据权利要求9或10构造的电动马达(10)。

12.一种用于组装根据权利要求11所述的风挡刮水器马达(100)的方法，其特征在于，这种组装至少包括以下步骤：

-将所述碳刷架板(50)预组装在所述传动装置壳体(12)处，其中，所述碳刷(52，53)布置在组装位置中，

-在朝向所述传动装置壳体(12)的方向上沿轴向接合所述电枢(20)和所述马达壳体(28)，其中，所述电枢(20)有间距地移动经过所述碳刷(52，53)，

-使所述操纵区段(75)与所述释放装置(70)的随动元件(73)发生接触并相对移动，其中，所述碳刷(52，53)在所述引导元件(55)中朝所述换向器(21)的方向移动，并且其中，所述弹簧元件(62)与所述碳刷(52，53)的第二端面(59)发生接触，并且所述碳刷压靠所述换向器(21)。

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