CN112640591A - 用于旋转电机的电刷架的电子设备及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于旋转电机的电刷架的电子设备，特别是用于机动车辆，包括：用于从电子控制芯片散热的散热器，其在延伸平面中延伸；用于所述芯片的多个供电轨道，其与散热器电断开；以及接地轨道，其通过第一连接连接到散热器，其中，所述散热器与第一连接和接地轨道一体形成。

Description

用于旋转电机的电刷架的电子设备及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于旋转电机的电刷架的电子设备，并且涉及这种类型的电子设备以及相应的电刷架的制造方法。本发明在可以将机械能转换为电能并且这可以是可逆的机动车辆的交流发电机领域中具有特别有利但非排他性的应用。
背景技术
用于机动车辆的现代交流发电机是紧凑的设备，其中集成了用于控制和调节的装置。
电刷架通常支撑用于调节交流发电机产生的电流的电压的装置，该装置构成电刷架调节器组件，其通过端子或连接器连接到车辆的电线束。
例如在文献FR2969411中描述了这种类型的电刷架调节器。该电刷架调节器包括轴向连接端子和连接器，该连接器设计成连接至用于控制热力发动机的电子单元。连接端子和连接器通过电路连接到调节器的电子芯片以及电刷的编织线。电子芯片通过散热器冷却。
特别地，在这种类型的电刷架调节器中，有必要将芯片接地，以消除电磁兼容性问题。
安装在散热器上的芯片的接地可以通过经由铝线在电刷架的接地轨道和位于芯片下方的散热器之间进行连接来实现。作为文献FR1460280中所述的封装芯片类型的电刷架的变型，接地通过安装在电刷架的弯曲接地轨道和位于芯片下方的散热器之间的自成形螺钉来实现。
因此，通过这种方法接地需要额外的步骤和元件。
发明内容
本发明的目的是通过提出一种用于旋转电机的电刷架的电子设备来有效地消除该缺点，其特别是用于机动车辆，该电子设备包括：用于电子控制芯片散热的散热器，其在延伸平面上延伸；用于所述芯片的多个供电轨道，其与散热器电断开；以及接地轨道，其通过第一连接连接到散热器，其中，所述散热器与第一连接和接地轨道成为一体。
因此，本发明可以消除为了将散热器重新连接到地面所必需的附加元件，比如铝线或自成形螺钉。另外，本发明使得可以将电刷架的接地电路的延伸用作散热器并且用作所有其他电路的连接部。这种类型的电子设备将比现有解决方案更坚固，并且在尽可能减少步骤数的同时更易于实现，并且带来经济收益，尤其是节省材料。
作为变型，散热器在横向于散热器的延伸平面的方向上与接地轨道偏移，第一连接具有弯头形式。
与现有情况相比，这种类型的偏移可以使这些电子设备的架构标准化。
作为变型，供电轨道和散热器在两个基本平行的平面上延伸。
作为变型，供电轨道和接地轨道在同一平面上延伸。
根据另一方面，本发明的主题是一种旋转电机的电刷架，特别是用于机动车辆，包括由塑料材料制成的壳体、电子控制芯片以及电子设备。
根据另一方面，本发明的主题是一种用于制造电刷架的电子设备的方法，其特征在于，该方法包括：由沿着平面延伸的金属带制造多个供电轨道、散热器和接地轨道、第一连接以及多个第二连接的步骤，接地轨道通过第一连接连接到散热器，供电轨道通过多个第二连接连接到散热器；以及在不切断第一连接的情况下切断第二连接并且将供电轨道与散热器分离同时保持散热器和接地轨道之间的电连接的步骤。
这种类型的方法可以限制步骤数，而无需重新创建部件之间的连接或添加其他部件。
作为变型，该方法包括弯曲从而使散热器和接地轨道在两个不同的平面上延伸的步骤。
作为变型，创建和切断的步骤是同时或伴随的。
这使得可以尽可能减少步骤数。
作为变型，该方法包括在供电轨道、散热器和接地轨道上模制塑料外壳的附加步骤。
这使得可能不必在进一步的步骤中将散热器重新连接到地面。
作为变型，在该方法中，在模制步骤期间，通过在横向于散热器的延伸平面的方向上延伸的一组可伸缩销将供电轨道、散热器和接地轨道保持就位。
这使得可以确保良好的保持而不损害成品外壳相对于连接的良好密封。
通过阅读下面的描述并检查所附的附图，将会更好地理解本发明。这些附图仅以举例说明的方式提供，绝不限制本发明。
附图说明
图1a和1b是示出包括从金属带切下的接地轨道、散热器和供电轨道的轨道的视图。
图2a、2b、2c、2d示出了使得可以将供电轨道与散热器分离的步骤。
图3a、3b、3c分别是在散热器和接地轨道之间的连接完成弯曲时的电子设备的俯视图、透视图和横截面图。
图4a、4b、4c分别示出了使用一组销的冲压装置以及销在轨道下方和上方的定位。
图5a、5b分别是围绕电子设备模制外壳的透视图和俯视图。
图6a和6b分别是具有电子芯片的电刷架的透视图和俯视图。
相同、相似或类似的元件从各图中保留相同的附图标记。
具体实施方式
现在描述与本发明的特定应用相对应的用于调节器电刷架的电子设备的特定实施例。
在第一步骤，如图1a所示，通过切割、压印或冲压金属带，形成轨道10，其包括设计成形成散热器12的部分、通过第一连接11连接到所述散热器的接地轨道16以及用于芯片的多个供电轨道14，供电轨道14通过多个第二连接13连接到所述散热器。
供电轨道14设计成尤其确保与电刷编织物、与车辆电池的正极B+和负极B-以及与交流发电机的相的电连接。
轨道10还包括围绕前述元件的框架18。轨道10在平面P1上整体地延伸。
在完成该第一步骤后，供电轨道14因此通过散热器12彼此机械连接，散热器12本身机械地连接至接地轨道16，所有这些机械地连接至框架18。实际上，第一和第二连接11、13确保供电轨道14相对于散热器12和接地轨道16的机械刚性，因此所有这些是以单个部分10的形式。
如图1b所示，然后进行切割，将框架18与轨道10分开。
图2则示出了切割第二连接13的步骤，从而将供电轨道14与散热器12分离。这种类型的步骤使得可以将电轨道彼此分开，用于它们不同连接到芯片的目的。
该步骤可以通过借助于工具冲压来进行。然后将轨道10放置在压印装置20中(图2a)。
压印装置包括例如压印工具23。该压印工具例如为可被致动的套圈23的形式，并且沿大致横向于轨道的平面P1的方向支撑在轨道10上。压印装置20还包括例如上部21和下部22，轨道10容纳在下部22中，并且当上部21和下部22彼此靠近时，压印工具23由上部21引导以便支撑在轨道上，如图2b和2c所示。在缩回套圈23之后，获得电子设备30，其中供电轨道14与散热器12分离。
作为变型，可以通过激光切割两个连接13。
伴随的或附加的步骤使得可以弯曲散热器12和接地轨道16之间的第一连接11。因此，在完成该步骤后，散热器12有利地与第一连接11和接地轨道16成为一体，如图3a所示。在完成该步骤后，散热器12在横向于延伸平面P1的方向上与接地轨道16偏移，第一连接11具有弯头形式，如图3c所示。
用与前面的切割步骤相同的工具或者用不同的工具执行此类步骤。单个工具例如可以具有与第二连接13接触以进行切割的切割部分，以及与第一连接11接触以进行弯曲的非切割部分。
在完成切割和弯曲步骤之后因此而形成的电子设备30中，散热器12和接地轨道16在两个不同的平面(分别为P′1和P′2)上延伸，这两个平面有利地基本平行，如图3b所示。这些平面将通常间隔约2mm的距离。
然后，供电轨道14和散热器12也在有利地基本平行的两个平面上延伸。供电轨道14和接地轨道16例如在此阶段在同一平面P′1上延伸，而散热器12在平面P′2上延伸，如图3b所示。
具有附图标记17的部分基本垂直于平面P1延伸，该部分对应于用于连接电刷编织物的凸耳。
在下文中，压印步骤将被称为切割和弯曲的步骤。
这些压印步骤将有利地执行，同时通过可伸缩心轴24的系统在压印之前保持轨道10，然后在压印之后保持电子设备30，如图4所示。
如图4a所示，心轴例如从上部21和下部22延伸。
心轴24具有可调节的长度，使得在压印步骤期间，可以改变供电轨道14相对于接地轨道16和散热器12的平面，同时使电子设备30的元件相对于彼此保持。
因此，容纳在下部22中的轨道10在每个步骤之前由心轴保持与下部22的基部相距一小段距离，然后压印工具在心轴之间滑动并压印轨道10。然后，心轴被部分地缩回，以补偿电子设备30的不同元件的平面变化。在完成压印步骤后，电子设备30的不同元件因此继续通过心轴而相对于彼此保持就位。例如，这些元件将通过一组心轴保持在不同水平的平面P′1和P′2上。电子设备30的不同元件也被保持在下部22的基部附近但不与之接触，以便能够在模制期间用塑料涂覆，这将在后面描述。
通过有利地定位在模具中的一组可动心轴，确保在模制期间电子设备30的轨道间定位和轴向定位。
例如，如图4所示，该组可伸缩心轴包括在延伸平面P1上的用于轨道间保持的心轴241和用于在横向于平面P1的方向上保持电子设备30的元件的轴向保持心轴242。
图4a和4c中所示的用于轨道间保持的心轴在轨道10的单侧沿横向于延伸平面P1的方向延伸。这些心轴放置在电子设备的元件之间。这种类型的心轴可以防止在电子设备30的元件的平面上的位移，这些元件在模制期间将易于朝向彼此移动，这将在下文描述。
在图4a、4b和4c中示出的用于轴向保持的心轴也沿横向于平面P1的方向延伸，但是在轨道的两侧，以便轴向地保持轨道。
如图5a所示，然后用塑料外壳包覆模制电子设备30。因此，电路14、16和散热器12在该外壳中被包覆模制。
为此，将电子设备30定位在模具50中。
作为模具50，在撤回压印套圈之后，将有利地使用先前的压印装置20。
因此，电子设备30通过可伸缩心轴24的系统在下部22的基部附近保持就位。然后关闭模具，使两个部分21、22彼此靠近，并且将材料注入到围绕电子设备30的模具的壳体中，从而将其封闭，以便形成电刷架，然后将其从模具中取出。
例如，在将材料注入模具中的过程中，心轴通过千斤顶的作用而缩回，因此，材料尤其分布在整个供电轨道周围。作为变型，它们通过其他机械或液压方式而缩回。在注入的同时使心轴缩回使得可以防止在供电轨道周围的区域保持开放，特别是防止水的渗透。
该材料将有利地是塑料。
在模制之后，心轴24因此完全缩回，并且在最终部分上仅留下小的标记。
因此，如图5b所示，外壳的模制在其一侧具有第一窗口41，其面向散热器12，并且面向电连接轨道14的位于散热器附近的端部。外壳40还使接地轨道16的与散热器12相对的端部未被覆盖。
窗口41限定用于电子芯片的插座，其设计成与散热器12热接触。在相对侧，外壳40包括第二窗口42，其尺寸大于第一窗口41，以便允许空气与散热器12(未示出)接触。
如图5所示，除了由塑料包覆模制的供电轨道14、接地轨道16和散热器12之外，获得的电刷架70还包括：
-用于将电刷架安装在交流发电机的后轴承上的支撑板；
-用于电子控制芯片的插座；
-用于电刷的插座；以及
-用于固定在交流发电机的后轴承和电连接端子上的凸耳。
然后，将图6a和6b中所示的电子芯片60放置在其位于散热器12上方的插座中，并将其电连接至供电轨道14(未示出)。
应当理解，以上描述仅是通过示例的方式提供的，并不限制本发明的领域，通过以任何其他等同方式替换不同的要素不会构成对本发明的偏离。
另外，本发明的不同特征、变型和/或实施例可以根据各种组合彼此关联，只要它们不是不兼容或相互排斥的即可。

Claims (10)

1.一种用于旋转电机的电刷架的电子设备(30)，特别是用于机动车辆，包括：
-用于电子控制芯片的散热的散热器(12)，其在延伸平面(P′2)上延伸；
-用于所述芯片的多个供电轨道(14)，其与散热器(12)电断开；以及
-接地轨道(16)，其通过第一连接(11)连接到所述散热器(12)，其中，所述散热器(12)与所述第一连接(11)和所述接地轨道(12)成为一体。
2.根据权利要求1所述的电子设备(30)，其中，所述散热器(12)在横向于所述散热器的延伸平面(P′2)的方向上与所述接地轨道(16)偏移，所述第一连接(11)具有弯头形式。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电子设备(30)，其中，所述供电轨道(14)和所述散热器(12)在两个基本平行的平面(P′1、P′2)上延伸。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电子设备(30)，其中，所述供电轨道(14)和所述接地轨道(16)在同一平面(P′1)上延伸。
5.一种旋转电机的电刷架(70)，特别是用于机动车辆，包括：
-由塑料材料制成的壳体(40)；
-电子控制芯片(60)；
-根据权利要求1至4中任一项所述的电子设备(30)。
6.一种用于制造电刷架的电子设备的方法，其特征在于，该方法包括：
a-由沿着平面(P1)延伸的金属带制造多个供电轨道(14)、散热器(12)和接地轨道(16)、第一连接(11)以及多个第二连接(13)的步骤，
所述接地轨道(16)通过所述第一连接(11)连接到所述散热器(12)，
所述供电轨道(14)通过所述多个第二连接(13)连接到所述散热器(12)；
b一在不切断所述第一连接(11)的情况下切断所述第二连接(13)并且将所述供电轨道(14)与所述散热器(12)分离同时保持所述散热器(12)和所述接地轨道(16)之间的电连接的步骤。
7.根据权利要求6所述的用于制造电刷架的电子设备的方法，包括：
c-弯曲从而使所述散热器(12)和所述接地轨道(16)在两个不同的平面(P′1、P′2)上延伸的步骤。
8.根据权利要求6或7所述的用于制造电刷架的电子设备的方法，其中，所述步骤b和c是同时或伴随的。
9.一种用于制造电刷架的方法，该方法包括根据权利要求6至8中任一项所述的用于制造电刷架的电子设备的步骤，并且包括：
d-在所述供电轨道(14)、所述散热器(12)和所述接地轨道(16)上模制塑料外壳的步骤。
10.根据权利要求9所述的用于制造电刷架的方法，其中，在步骤d期间，通过在横向于所述散热器(12)的延伸平面(P′2)的方向上延伸的一组可伸缩销(24)将所述供电轨道(14)、所述散热器(12)和所述接地轨道(16)保持就位。
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