CN115706486A - 用于以振动解耦方式承托电动马达的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于以振动解耦方式承托电动马达的装置(8)，该装置具有：塑料护套(18)，电动马达的定子(14)用该塑料护套注塑包封；马达支架(10)，马达支架具有用于容纳定子(14)的中央留空部(12)；以及一定数量的在定子侧插塞装配的弹性的阻尼元件(28)，阻尼元件分别区段式轴向和径向支撑在马达支架(10)上，其中，各自的阻尼元件(28)具有插塞容纳部(30)，用于与一体式地成形在塑料护套(18)上并从塑料护套(18)的外周径向突立的插塞突起(26)形状锁合地插塞连接。

Description

用于以振动解耦方式承托电动马达的装置

技术领域

本发明涉及一种用于以振动解耦方式承托电动马达的装置，该电动马达尤其是用于机动车辆的供暖或空调设施的风机驱动器，该装置具有一定数量的用于对由运行引起的、相对于至少部分包围电动马达的马达支架的(机械)振动进行阻尼或解耦的弹性的阻尼元件。本发明还涉及机动车辆的供暖/空调风机。

背景技术

机动车辆通常具有作为供暖、通风和空调技术(英文：Heating,Ventilation andAir Conditioning，HVAC)的一部分的供暖/空调风机，借助该供暖/空调风机将经加热或冷却的空气输送到机动车辆的内部空间中或在其中循环。为此，供暖/空调风机包括风扇叶轮，该风扇叶轮借助具有(HVAC)电动马达的风机驱动器驱动。风扇叶轮接驳在电动马达的轴上，该轴抗相对旋转地紧固在转子上。在运行中，转子本身借助定子驱动，如果电动马达被设计为无刷的直流电马达时，则该定子包括一定数量的彼此适当互连的电磁体。电磁体借助安放或缠绕在定子的叠片组的齿上的电线圈形成。

在HVAC电动马达中，通常在期望的装入部位设置有用于承托电动马达和用于紧固供暖/空调风机的马达支架。

为了将电动马达装配在马达支架上，例如由EP 2 756 584B1所公知的是，定子用塑料护套注塑包封，其中，在注塑包封的定子上成形有铆钉(Stemmnoppe)，铆钉与马达支架热铆接以便紧固在马达支架上。例如柱状的铆钉在此径向外侧地例如布置在注塑包封的定子的外周上。

这种用于将定子紧固在例如实施为压铸件或注射成型件的马达支架的热铆接尤其适用于大型电动马达。然而，在小型电动马达中，即在具有小直径的电动马达中，在此出现的问题是，由于装配公差和铆接点的尺寸减小而降低了紧固部的机械稳定性。由此恶化了电动马达的NVH性能(NVH：Noise,Vibration,Harshness；噪声、震动与声振粗糙度)，由此可能会在马达运行中发生定子震动，这会导致结构传声并最终是可听见的空气传声。

将电动马达以振动或震动解耦方式承托在外壳体上例如可以借助至少一个解耦或阻尼元件来实现，解耦或阻尼元件被安置在马达壳体(极壳体)的径向接驳搭板上。为了排除接驳搭板与外壳体之间发生碰撞的风险，解耦元件在此优选套筒状地包围马达侧的接驳搭板。

发明内容

本发明的任务在于，说明一种特别适合的用于以振动解耦方式承托电动马达的装置。尤其地，应防止或至少在很大程度上减少从电动马达到其周围环境、尤其是到包围该电动马达的马达支架上的由运行引起的震动和声学上的激励的传递。此外，例如在考虑由于不平衡性和/或由于电动马达的磁特性而导致的各种共振的情况下，应能够以简单的方式和方法实现对不同的由运行引起的震动激励进行在解耦或阻尼技术方面的匹配。本发明的任务还在于，说明一种针对机动车辆的特别合适的供暖/空调风机。

根据本发明，关于装置方面，该任务利用权利要求1的特征来解决，并且关于供暖/空调风机方面利用权利要求10的特征来解决。有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。关于装置方面所列举的优点和设计方案类似地也能套用到供暖/空调风机上，并反之亦然。

根据本发明的装置被设置以及适合并被设立成用于以振动解耦方式承托电动马达。根据本发明的装置尤其被设置以及适合并被设立成用于机动车辆空调设施的供暖/空调风机。该装置在此实施成用于以振动解耦或震动解耦方式承托无刷的HVAC电动马达。

“以振动解耦方式”或“以震动解耦方式”承托在此和下文中尤其应被理解为以阻尼振动或阻尼震动的方式承托，也就是理解为对电动马达进行如下机械承托：其中，阻尼了电动马达的在马达运行中出现的振动或震动并且因此降低了传递到周围环境中的振动或震动幅度。优选地，借助承托部传递的电动马达的振动或震动基本上被完全阻尼或至少很大程度上降低。在此，振动或震动尤其也应理解为电动马达的声学上的激励，尤其是结构传声。

该装置在此包括塑料护套，电动马达的定子用该塑料护套注塑包封。换言之，塑料护套被实施为定子的注塑包封部。塑料护套例如由玻璃纤维增强的聚酰胺、例如PA6 GF30(含30％玻璃纤维的聚酰胺-6)制成。例如在此，电动马达实施为无刷的内动子马达。尤其地，电动马达优选地实施成没有壳体，即没有包围定子的且至少区段式呈管状的壳体，从而使得塑料护套实际上形成电动马达的马达壳体。由此，在制造或装配供暖/空调风机时有利地降低了物料清单(英文：Bill of Materials，BOM)。定子在此优选地具有经冲压成组的定子叠片组，其具有周向侧的定子轭和一定数量的从定子轭径向向内延伸的定子齿。在定子齿上附接上定子绕组或转场绕组，其中，为了进行电绝缘，将定子叠片组用塑料护套注塑包封。

该装置还包括马达支架，该马达支架具有用于容纳电动马达或定子的中央留空部。马达支架在此适合并被设立成用于承托电动马达。尤其地，马达支架被实施为电动马达与机动车辆中的装入部位之间的机械接口。装入部位在此尤其是机动车辆的车身部分或装入部分，例如在车辆的中控台或仪表板结构的区域中，其中，电动马达用作机动车辆的供暖/空调风机的风机的电动驱动器。

该装置还具有一定数量的弹性的阻尼或解耦元件，这些弹性的阻尼或解耦元件一方面插塞装配在定子侧、即定子上或塑料护套上，并且这些弹性的阻尼或解耦元件另一方面分别区段式轴向和径向支撑在马达支架上。阻尼元件例如由橡胶材料、特别是天然橡胶制成。

为了插塞装配或者说为了插塞连接，阻尼元件分别实施有径向的凹陷部或留空部作为插塞容纳部。在此，在塑料护套上一件式地、即一体式或整体地成形有相对应的插塞突起，插塞突起从塑料护套的外周径向突立。在插塞连接的状态下，插塞突起至少区段式嵌入到阻尼元件的分别配属的插塞容纳部中，其中，优选地，在阻尼元件与插塞突起之间实现了轴向和切向的形状锁合。由此实现了特别合适的用于以振动解耦方式承托电动马达的装置。

根据本发明，为了将阻尼元件插塞装配，插塞突起成形到定子的注塑包封部上，其中，电动马达基本上没有壳体地实施。由于取消了马达壳体或极壳体，使得不会出现由于电动马达壳体的结构传声而出现的声学上的噪音，其中，电动马达或定子与周围的马达支架之间的阻尼元件确保了电动马达的振动和震动尽量不会作为结构传声进行传播。由此改善了电动马达的NVH性能并且因此改善了供暖/空调风机的NVH性能。

在至少两个彼此连接的部分之间的“形状锁合”或“形状锁合的连接”在此和下文中尤其被理解为，彼此连接的部分的结合至少在一个方向上通过这些部分本身的轮廓的直接相互嵌接或通过经由附加的连接件的间接相互嵌接来实现。因此，对该方向上的相互运动的“阻止”是由形状导致的。

“轴向”或“轴向方向”在此和在下文中尤其被理解为，与电动马达的转动轴线平行(同轴)的方向，即垂直于定子的端侧的方向。相应地，在此和在下文中，“径向”或“径向方向”尤其被理解为，沿定子或电动马达的半径的、垂直于(横向于)电动马达的转动轴线定向的方向。“切向”或“切向方向”在此和下文中尤其被理解为，沿定子或电动马达的圆周的方向(周向方向、方位角方向)，即垂直于轴向方向和径向方向的方向。

阻尼元件的插塞容纳部(容纳轮廓)和塑料护套的插塞突起(配合轮廓)在下文中也概括地被称为插塞轮廓。

在有利的实施方案中，塑料护套具有在其外周上切向分布式布置的窗式留空部。换言之，塑料护套在外周侧具有留空部或中断部或开口。因此，定子的定子轭并未完全被塑料护套包绕，而是局部暴露在外。由此，在马达运行期间空气流可以进入定子叠片组的层片之间，并且因此对定子散热。由此改善了对定子的散热并且因此改善了对电动马达的散热，由此改善了供暖/空调风机的使用寿命。

在能想到的设计方案中，在塑料护套上插塞装配有至少三个切向分布的阻尼元件。优选地，这些阻尼元件在此尽量均匀地沿切向方向分布式布置，从而实现对电动马达的对称承托，并且因此实现均匀且对称的振动解耦/阻尼。

在优选的改进方案中，插塞容纳部与插塞突起互补地成型。由此在插塞轮廓之间实现了特别稳定且运行安全的形状锁合，这有利地转移到电动马达的振动解耦式的承托方面。

本发明的附加的或另外的方面设置的是，插塞突起进而优选是插塞容纳部在轴向和/或切向方向上延伸。连词“和/或”在此和下文中被理解为，借助该连词链接的特征既可以共同构成也可以彼此替选地构成。

插塞突起或插塞容纳部在此具有轴向高度、切向宽度以及径向长度(嵌入深度、插入深度)。术语“延伸”在此尤其涉及轴向高度与切向宽度之间的关系。如果高度大于宽度，则插塞轮廓沿轴向方向延伸，其中，在宽度更大的情况下，插塞轮廓相应地沿切向方向延伸。如果高度和宽度的尺寸设计基本相同，则各自的插塞轮廓不仅在轴向方向上而且也在切向方向上延伸。

例如在考虑到由于不平衡性和/或由于电动马达的磁特性而导致的各种共振的情况下，通过插塞轮廓的定向能够实现对由运行引起的震动激励进行简单的且低耗费的在解耦或阻尼技术上的匹配。换言之，定向将影响装置的在振动解耦方面的过滤或阻尼作用。

在第一实施方案中，插塞轮廓在轴向方向上延伸，其中，插塞轮廓具有矩形的横截面形状。该横截面形状在此尤其涉及轴向和切向剖平面。换言之，插塞连接部的装配或插塞面平行于轴向和切向平面地定向。因此，插塞突起基本上实施为塑料护套的长方体状的突起，其纵向轴线在轴向方向上延伸。插塞容纳部相应地实施为阻尼元件的互补成型的、长方体状的、槽状或缝隙状的凹陷部或留空部。

在这种结构类型中，轴向的插塞突起在两侧被阻尼元件的橡胶材料或阻尼材料包嵌，由此实现了与电动马达的切向电磁力相关的良好解耦性能。

在替选的设计方案中，插塞轮廓在切向方向上延伸，其中，插塞轮廓具有分叉形的横截面形状。该横截面形状在此尤其涉及径向和切向剖平面。换言之，插塞连接部的装配或插塞面平行于径向和切向平面地定向。这意味着，装配面相对于上面描述的实施方案垂直定向。通过改变装配面，实现了装置不同的振动解耦行为。

“分叉形状”或者说“分叉形的”在此尤其被理解为，具有至少两个彼此切向间隔开的径向叉齿的横截面形状。因此，阻尼元件的阻尼材料被安设在插塞突起的叉齿之间，从而使得插塞突起的每个叉齿在切向方向上在两侧被阻尼材料包夹或包嵌。由此实现了对切向力的特别稳定的保持，其中，实现了与电动马达的轴向电磁力相关的良好解耦性能。

在另外的替选的实施方案中，插塞轮廓不仅在轴向方向上而且也在切向方向上延伸，这意味着，插塞轮廓被实施成高度基本上与宽度一样。插塞轮廓在此具有带四个臂的交叉状或加号形的横截面形状，其中，两个臂轴向定向，并且两个臂切向定向。该横截面形状在此尤其涉及轴向和切向剖平面。插塞轮廓的交叉形状或加号形状导致更高的结构强度，即导致提高了插塞装配的机械稳定性。

在适宜的改进方案中，阻尼元件具有凸鼻状的横截面形状，其中，阻尼元件在凸鼻尖端的区域中支撑在马达支架上。该横截面形状在此尤其涉及轴向和径向剖平面。优选地，阻尼元件借助压配合被夹紧在马达支架的槽中，从而使得阻尼元件在被压入到槽中之后在轴向方向上被受限地保持。尤其地，横截面形状的凸鼻尖端在此优选置入到槽中。由此实现了相对于马达支架的可靠且稳定的支撑。

根据本发明的供暖/空调风机优选是机动车辆的空调设施的一部分。供暖/空调风机在此具有上面描述的电机。供暖/空调风机在此尤其被理解为一种风机，借助该风机在运行中例如将经加热和/或冷却的空气输送到机动车辆的(车辆)内部空间，例如乘客舱中。替选地或与此结合地，空气借助供暖/空调风机在内部空间中循环。供暖/空调风机优选是空调设施的组成部分。供暖/空调风机本身包括电动马达和上面描述装置以及与电动马达在驱动技术上耦接的风扇叶轮，该风扇叶轮接驳在电动马达的轴上，在轴上优选接驳有转子，该转子在运行中借助定子驱动。

风扇叶轮例如是径流式风扇叶轮。这意味着，供暖/空调风机尤其被构造为径流风机，其轴向抽吸空气并且(在发生偏转(90°偏转)之后)径向送出空气。与轴流风机相比，径流风机产生的噪音较小。尤其地，径流风机在相同的空气功率的情况下实现了明显更低的声压级。由此实现了降噪的供暖/空调风机，这特别适用于在乘客舱附近使用。

附图说明

下面参照附图更详细地解释本发明的实施例。其中：

图1以透视图示出供暖/空调风机；

图2以俯视图示出用于以振动解耦方式承托电动马达的装置；

图3以透视的剖视图示出装置；

图4以透视图截段式地示出处于部分拆开的状态下的装置；

图5以透视图示出从前侧看的装置的阻尼元件；

图6以透视图示出从后侧看的装置的阻尼元件；

图7以透视图截段式地示出第二实施方式中的装置；

图8以透视图示出从前侧看的根据图7的装置的阻尼元件；

图9以透视图示出从后侧看的根据图7的装置的阻尼元件；

图10以透视图截段式地示出第三实施例中的装置；

图11以透视图示出从前侧看的根据图10的装置的阻尼元件；以及

图12以透视图示出从后侧看的根据图10的装置的阻尼元件。

在所有图中，相应的部件和尺寸总是设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中示出了机动车辆的供暖或空调设施的供暖/空调风机2。下文也被简称为风机2的供暖/空调风机包括风扇叶轮4，该风扇叶轮被设计为径流风扇叶轮。风扇叶轮4在驱动技术上与实施为电动驱动器的电机6耦接。

风扇叶轮4在此接驳在电机6的电动马达的马达轴上。电动马达在此借助电机6的装置8以振动解耦方式保持。

图2和图3中所示的装置8具备带有中央留空部12的马达支架10，其中，电动马达基本上完全被安设在留空部12中并被马达支架10包围。

电动马达尤其是无刷的内转子马达或内动子马达。电动马达在此基本上由定子14形成，该定子缠绕有形式为线圈的例如三相的转场绕组或定子绕组16。电动马达还包括未详细示出的永久激励的转子，其以能绕轴向定向的马达轴线转动的方式支承在定子内部中。

转子例如由叠片组形成，永磁体被置入到叠片组中以产生激励磁场，其中，叠片组与所置入的永磁体一起例如用塑料护套注塑包封。以类似的方式，定子14具有实施为叠片组的定子主体，该定子主体例如用塑料护套18注塑包封。塑料护套18在此实际上形成了电动马达的马达壳体，从而在制造或装配供暖/空调风机2时有利地减少了物料清单(英语：Bill of Material，BOM)。

定子主体具有周向侧的定子轭，其中，在所示的实施例中，从定子轭延伸出十二个径向向内探伸的定子齿，在定子齿上附接有定子绕组16。在该实施例中，定子绕组16三相地实施并且因此具有三相绕组，这些三相绕组作为直径上相对置的线圈对缠绕在定子齿上。为了将相绕组径向引导至定子齿之外，在塑料护套18上一体式地成形出在定子轭侧的、轴向突立的分段式的壁作为终端20。在装配状态下，相绕组的相端部22与未详细示出的电动马达电子器件接触。

马达支架10尤其是由塑料制成的一体式的注射成型件形成。电机6进而是整个风机2在机动车辆上的紧固经由马达支架10来实现，为此，马达支架例如设置有三个从其外周突出的螺钉搭板24。

在塑料护套18的外周上一体式地成形出三个径向突出的插塞突起26作为接合或配合轮廓。插塞突起26在此沿切向方向均匀分布布置在塑料护套18的外周上。插塞突起26分别嵌入到弹性的阻尼元件28中，为此，阻尼元件在朝向定子14的后侧上具有作为插塞容纳部30的凹陷部或留空部。塑料护套18还具有三个轴向定向的铆钉32，用于与电动马达电子器件的电子器件壳体进行热铆接。

图4示出了带有塑料护套18和紧固在其上的阻尼元件28的定子14，其中，阻尼元件28示例性地间隔开地示出。从图4的图示中可以比较清楚地看出，塑料护套18具有在其外周上切向分布式布置的窗式留空部34，它们用于对定子主体的通风和散热。留空部34在附图中仅示例性地设有附图标记。

在图5和图6中单独示出的阻尼元件28例如具有凸鼻状的横截面形状。该横截面形状在此尤其涉及轴向和径向剖平面。阻尼元件28在凸鼻尖端侧借助压配合被夹紧在马达支架10的槽中，从而使得阻尼元件在被压入到槽中之后在轴向方向上受限地保持(图3)。

插塞轮廓26、30优选彼此互补地成型，从而使得插塞突起26能够精确配合且形状锁合地插入到插塞容纳部30中。插塞轮廓26、30分别具有轴向高度和切向宽度以及径向长度或深度(插入深度、插入长度)。

在图2至4的实施例中，插塞轮廓26、30基本上在轴向方向上延伸。插塞轮廓26、30在此关于轴向和切向剖平面具有矩形的横截面形状。因此，插塞突起26基本上实施为塑料护套18的长方体状的突起，其纵向轴线在轴向方向上延伸。插塞容纳部30相应地实施为阻尼元件28的缝隙状或槽状的凹陷部或留空部(图6)。

下面参考图7至12更详细地阐述装置8的另外两个实施方案。装置8的这些实施方案在此彼此不同并且与上述实施例不同，尤其是在插塞轮廓26、30的设计方面。

在图7至9中所示的实施例中，插塞轮廓26、30在切向方向上延伸，其中，插塞轮廓26、30关于径向和切向剖平面具有分叉形的横截面形状。插塞突起26在自由端部侧具有近似半圆形的留空部，从而形成两个径向叉齿36，其形状锁合地嵌入到互补成型的插塞容纳部30中。

在图10至12中所示的实施例中，插塞轮廓26、30不仅在轴向方向上而且也在切向方向上延伸，这意味着。插塞轮廓在此关于轴向和切向剖平面具有交叉状的或加号形的横截面形状，其具有四个臂，其中，两个臂轴向定向，并且两个臂切向定向。例如，轴向臂在此以是切向臂的两倍长的方式实施。该实施例因此大致相应于图2至6中所示的实施例，其中，插塞轮廓26、30附加地具有两个切向悬臂。

本发明不限于上述实施例。相反，在不脱离本发明的主题的情况下，本领域技术人员也可以从中推导出本发明的其他变型方案。尤其地，在不脱离本发明的主题的情况下，结合实施例描述的所有单个特征也能以其他方式相互组合。

附图标记列表

2 供暖/空调风机

4 风扇叶轮

6 电机

8 装置

10 马达支架

12 留空部

14 定子

16 定子绕组

18 塑料护套

20 终端

22 相端部

24 螺钉搭板

26 插塞突起

28 阻尼元件

30 插塞容纳部

32 铆钉

34 留空部

36 叉齿

Claims (10)

1.用于以振动解耦方式承托电动马达的装置(8)，所述装置具有：

-塑料护套(18)，所述电动马达的定子(14)用所述塑料护套注塑包封，

-马达支架(10)，所述马达支架具有用于容纳所述定子(14)的中央留空部(12)，以及

-一定数量的在定子侧插塞装配的弹性的阻尼元件(28)，所述阻尼元件分别区段式轴向和径向支撑在所述马达支架(10)上，

-其中，各自的阻尼元件(28)具有插塞容纳部(30)，用于与一体式地成形在所述塑料护套(18)上并从所述塑料护套(18)的外周径向突立的插塞突起(26)形状锁合地插塞连接。

2.根据权利要求1的装置(8)，

其特征在于，

所述塑料护套(18)具有在外周上切向分布式布置的窗式留空部(34)。

3.根据权利要求1或2的装置(8)，

其特征在于，

在所述塑料护套(18)上插塞装配有至少三个切向分布式布置的阻尼元件(28)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置(8)，

其特征在于，

所述插塞容纳部(30)与所述插塞突起(26)互补地成型。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置(8)，

其特征在于，

所述插塞突起(26)在轴向方向和/或切向方向上延伸。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置(8)，

其特征在于，

所述插塞突起(26)在轴向方向上延伸，并具有矩形的横截面形状。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的装置(8)，

其特征在于，

所述插塞突起(26)在切向方向上延伸，并具有分叉形的横截面形状。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的装置(8)，

其特征在于，

所述插塞突起(26)在轴向方向和切向方向上延伸，并具有交叉状或加号形的横截面形状。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置(8)，

其特征在于，

各自的阻尼元件(28)具有凸鼻状的横截面形状，其中，所述阻尼元件(28)在凸鼻尖端的区域中支撑在所述马达支架(10)上。

10.供暖/空调风机(2)，所述供暖/空调风机具备带有定子(14)的电动马达和根据权利要求1至9中任一项所述的装置(8)、以及与电动马达在驱动技术上耦接的风扇叶轮(4)。

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