DE60317749T2

DE60317749T2 - Selbsthaltende Funkentstörungsdrossel für elektrischen Motor

Info

Publication number: DE60317749T2
Application number: DE60317749T
Authority: DE
Inventors: Sergey Tyschchuk; John Seguin; Alex Gubbels
Original assignee: Siemens VDO Automotive Inc; Siemens VDO Automotive Canada Inc
Current assignee: Continental Tire Canada Inc
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2009-07-09
Anticipated expiration: 2023-10-01
Also published as: DE60317749D1; EP1406370A1; US20040061411A1; US20040212271A1; US6812605B2; ATE379871T1; US6900563B2; EP1406370B1

Description

Diese Erfindung betrifft elektrische Gleichstrommotoren für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen und insbesondere eine Drossel, die Merkmale für eine verbesserte mechanische und elektrische Verbindung mit Komponenten einer Bürstenkarten-Baugruppe aufweist.
Typische mehrpolige elektrische Gleichstrommotoren für Kraftfahrzeuge verwenden Sammelschienen, um Strom zwischen dem elektrischen Verbinder des Motors und zugehörigen Komponenten wie etwa Drosseln, Kondensatoren und Bürsten zu leiten. Herkömmliche Sammelschienen müssen hergestellt und physisch befestigt, abgestützt und mit dem Motor verbunden werden. Normalerweise werden die Sammelschienen an die Bürstenkarte des Motors genietet. Die elektrische Verbindung wird gewöhnlich erzielt, indem gelötete oder thermisch verfestigte Verbindungsstellen verwendet werden.
Daher besteht Bedarf daran, die Anzahl elektrischer Verbindungen zu verringern, die auf der Bürstenkarte des Motors erforderlich sind, kostenaufwendige Sammelschienen zu beseitigen und die Anzahl separater mechanischer Befestigungselemente, die auf der Bürstenkarte benötigt werden, zu verringern.
Ferner sind herkömmlicherweise gewundene Drahtspulen oder Drosseln in der Nähe der Bürsten von Gleichstrommotoren angebracht, insbesondere bei kraftfahrzeugtechnischen Anwendungen. Der Zweck der Drosseln ist, Hochfrequenzstörungen (Radio-Frequency Interference, RFI) zu unterdrücken, die von dem Motor erzeugt werden. Im Allgemeinen werden die Drosseln an der Bürstenkarte des Motors physisch unter Anwendung von Fixier- oder Befestigungsverfahren befestigt, welche zusätzliche spezielle Teile oder Prozesse erfordern; zum Beispiel können die Enden der Drosseln an Leiter gelötet werden, welche an die Bürstenkarte genietet sind, und/oder es können Schellen oder andere Befestigungselemente verwendet werden, um die Drosseln zu befestigen.
Eine andere Art der Befestigung der Drosseln 10 an der Bürstenkarte 12 ist in 1 dargestellt. Verbindungsabschnitte 14 jeder Drossel 10 werden durch eine zugehörige Öffnung 16 in der Bürstenkarte 12 gesteckt, und danach werden die Verbindungsabschnitte 14 umgebogen, um die Drossel an der Bürstenkarte zu befestigen. Obwohl keine zusätzlichen Befestigungselemente verwendet werden, um Drosseln dieses Typs zu befestigen, sind zusätzliche Biegeschritte erforderlich, was die Arbeitskosten erhöht.
Daher besteht außerdem Bedarf daran, eine sichere mechanische Befestigung der Drossel an der Bürstenkarte unter Vermeidung der Notwendigkeit spezieller Befestigungskomponenten oder zusätzlicher Montagevorgänge bereitzustellen.
Möglichkeiten des Befestigens von Drosseln an Bürstenkarten sind in den Patenten GB-A-2,095,918 , US-A-4,600,850 und US-A-5,747,907 beschrieben.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den oben genannten Bedarf zu erfüllen. Entsprechend den Prinzipien der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem eine Drossel zur Unterdrückung von Hochfrequenzstörungen eines Bürstenmotors nach Anspruch 1 bereitgestellt wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung weist eine Bürstenkarten-Baugruppe für einen Gleichstrommotor mindestens eine Drossel nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und eine Bürstenkarte mit einer Oberseite und einer gegenüberliegenden Unterseite und einem Schlitz durch die gegenüberliegenden Seiten auf. Die Bürstenkarte weist ein dem Schlitz benachbartes Halteelement auf. Die Ösenkonstruktion wird in dem Schlitz aufgenommen und befindet sich in einer eingehakten Position bezüglich des Halteelements, derart, dass die Drossel an der Bürstenkarte befestigt ist. Eine Bürste ist auf der Bürstenkarte angebracht und steht in elektrischer Verbindung mit wenigstens einem Abschnitt der Befestigungskonstruktion. Ein elektrischer Verbinder ist auf der Bürstenkarte angebracht und nimmt wenigstens einen Teil des langgestreckten Endabschnitts der Drossel auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Verbinden einer Drossel nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Bürstenkarten-Baugruppe bereitgestellt. Die Bürstenkarten-Baugruppe weist eine auf der Bürstenkarte angebrachte Bürste und einen auf der Bürstenkarte angebrachten elektrischen Verbinder auf. Gemäß dem Verfahren wird die ösenkonstruktion in den Schlitz der Bürstenkarte gesteckt und in eine eingehakte Position bezüglich des Halteelements der Bürstenkarte bewegt, wodurch die Drossel an der Bürstenkarte befestigt wird. Der langgestreckte Endabschnitt ist elektrisch mit dem Verbinder verbunden. Ein Abschnitt der Befestigungskonstruktion ist elektrisch mit der Bürste verbunden.
Weitere Aufgaben, Merkmale und charakteristische Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sowie die Wirkungsweisen und die Funktionen der zugehörigen Elemente der Konstruktion, die Kombination von Teilen und wirtschaftliche Aspekte der Fertigung werden beim Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Patentansprüche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, wobei all dies Bestandteile der vorliegenden Patentbeschreibung sind, noch besser ersichtlich.
1 ist eine perspektivische Rückansicht einer Bürstenkarte eines Gleichstrommotors, die herkömmliche Drosseln zeigt, die durch Umbiegen von Verbindungsabschnitten der Drosseln an ihr befestigt sind.
2 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Drossel für einen Gleichstrommotor, die gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist.
3 ist eine Ansicht einer Vorderseite einer Bürstenkarten-Baugruppe gemäß der Erfindung, die ein Paar Drosseln zeigt, die über der Bürstenkarte angeordnet sind und bereit sind, an ihr befestigt zu werden.
4 ist eine Ansicht der Unterseite der Bürstenkarten-Baugruppe gemäß der Erfindung, welche die Ösenkonstruktion der Drosseln zeigt, die über einem Halteelement der Bürstenkarte eingehakt ist, um die Drosseln an der Bürstenkarte zu befestigen.
5 ist eine Ansicht einer Oberseite der Bürstenkarten-Baugruppe gemäß der Erfindung, welche ein Paar Drosseln zeigt, die mit ihr verbunden sind und mit einem elektrischen Verbinder verbunden sind.
Es wird auf 2 Bezug genommen; sie zeigt eine allgemein mit 20 bezeichnete Drossel zum Unterdrücken von Hochfrequenzstörungen eines mehrpoligen Gleichstrom-Bürstenmotors gemäß den Prinzipien der Erfindung. Die Drossel 20 umfasst einen einzigen leitenden Draht mit einem Spulenabschnitt, der um eine Spulenachse A gewunden ist, so dass eine Vielzahl von Windungen 24 definiert wird, darunter zwei äußerste Windungen 26 und 28. Die Drossel 20 weist eine allgemein mit 30 bezeichnete Befestigungskonstruktion auf, die sich von der äußersten Windung 28 aus erstreckt. Die Befestigungskonstruktion 30 ist durch eine Vielzahl von Biegungen in einem Ende der Drossel 20 definiert und weist einen ersten Abschnitt 32 auf, der sich von der äußersten Windung 28 aus erstreckt und eine Achse B hat, die im Allgemeinen quer zur Spulenachse A verläuft. Ein zweiter Abschnitt 34 hat eine Achse C, die im Allgemeinen quer bezüglich der Achse B des ersten Abschnitts 32 verläuft und einen Abstand von der Spulenachse A hat. Ein dritter Abschnitt 36 hat eine Achse D, die im Allgemeinen parallel zur Achse B des ersten Abschnitts 32 ist. Ein vierter Abschnitt 38 hat eine Achse E, die im Allgemeinen parallel zur Achse C des zweiten Abschnitts 34 ist. Ein Endabschnitt 40 hat eine Achse F, die im Allgemeinen quer zur Achse E des vierten Abschnitts 38 verläuft. Der erste, zweite und dritte Abschnitt definieren eine allgemein mit 42 bezeichnete Ösenkonstruktion, deren Funktion weiter unten erläutert wird. Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein Ferritkern 45 innerhalb der Spule 24 vorgesehen.
Ein langgestreckter Endabschnitt 44 erstreckt sich von der anderen äußersten Windung 26 aus, so dass er im Allgemeinen quer zur Spulenachse A verläuft. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der langgestreckte Endabschnitt 44 vorzugsweise gerade und ist so konstruiert und angeordnet, dass er unmittelbar mit einem elektrischen Verbinder des Motors elektrisch verbunden ist, wenn die Drossel 20 an einer Bürstenkarte befestigt ist. Es versteht sich, dass der langgestreckte Endabschnitt Biegungen aufweisen kann, um das Anbringen an einem Verbinder der Bürstenkarte zu erleichtern.
3–5 zeigen die Verbindung von Drosseln 20 von 2 mit einer allgemein mit 46 bezeichneten Bürstenkarten-Baugruppe. Die Bürstenkarten-Baugruppe 46 enthält eine Bürstenkarte 48 mit einer Oberseite 50 und einer gegenüberliegenden Unterseite 52 (4). Wie in 5 dargestellt, sind ein elektrischer Verbinder 54 und Bürsten 56 an der Bürstenkarte 48 angebracht. Die Bürstenkarte 48 weist in Verbindung mit jeder Drossel 20 einen durch sie hindurch verlaufenden Schlitz 58 auf. Ein Halteelement 60 der Bürstenkarte 48 ragt in den Schlitz 58 hinein. Eine Breite des Halteelements 60 in einer Richtung quer zur Achse A ist kleiner als die Breite der Ösenkonstruktion 42 der Drossel 20 in einer Richtung quer zur Achse A. Daher wird, um die Drossel 20 an der Bürstenkarte zu befestigen, die Ösenkonstruktion 42 der Drossel 20 in den Schlitz 58 eingeführt und in eine eingehakte Position mit dem Halteelement 60 der Bürstenkarte 48 bewegt (4). Daher ist der Abschnitt 34 der Ösenkonstruktion 42 jeder Drossel 20 an der Unterseite 52 der Bürstenkarte 28 angeordnet, während die Windungen 24 auf der Oberseite 50 der Bürstenkarte 48 angeordnet sind.
Wie in 5 am besten ersichtlich ist, ist der langgestreckte Endabschnitt 44 jeder Drossel 20 mit einer Anschlussklemme 62 des Verbinders 54 verbunden. Insbesondere definiert die Anschlussklemme 62 einen offenen Kanal 64, welcher wenigstens einen Teil des Endabschnitts 44 aufnimmt. Außerdem ist der Endabschnitt 40 jeder Drossel 20 elektrisch mit einem Bürstenlitzen-Draht (nicht dargestellt) verbunden, so dass er elektrisch mit einer Bürste verbunden ist. Die Verwendung eines langgestreckten Endabschnitts 44 und eines Endabschnitts 40 der Drossel 20 verringert die Anzahl elektrischer Verbindungen, die auf der Bürstenkarte 48 erforderlich sind, macht die Sammelschienen, deren Herstellung teuer ist, überflüssig und verringert die Anzahl separater mechanischer Befestigungselemente, die auf der Bürstenkarte benötigt werden.
Die Verwendung der Befestigungskonstruktion 30 mit der Ösenkonstruktion 42 macht separate Befestigungskomponenten für die Drossel unnötig und ermöglicht eine einfache Befestigung der Drosseln. Da kein Biegen von Verbindungsabschnitten 14 wie in 1 erforderlich ist, wird der Arbeitsaufwand und werden somit die Montagekosten verringert.
Die obigen bevorzugten Ausführungsformen wurden für die Zwecke der Veranschaulichung der Konstruktions- und Funktionsprinzipien der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben, sowie um die Verfahren der Anwendung der bevorzugten Ausführungsformen darzustellen, und sie können geändert werden, ohne dass von diesen Prinzipien abgewichen wird. Deshalb schließt diese Erfindung alle Modifikationen ein, die im Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche enthalten sind.

Claims

Drossel (20) zur Unterdrückung von Hochfrequenzstörungen eines Bürstenmotors, wobei die Drossel umfasst: einen einzigen Draht mit einem Abschnitt, der um eine Spulenachse (A) gewunden ist, so dass eine Vielzahl von Windungen (24) definiert wird, darunter zwei äußerste Windungen (26, 28), eine Befestigungskonstruktion (30), die sich von einer der äußersten Windungen (28) aus erstreckt und eine Ösenkonstruktion (42) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungskonstruktion (30) durch eine Vielzahl von Biegungen in einem Ende der Drossel definiert ist und einen ersten Abschnitt (32), der sich von der einen äußersten Windung (28) aus erstreckt und eine Achse (B) hat, die im Allgemeinen quer zur Spulenachse (A) verläuft, einen zweiten Abschnitt (34), der eine Achse (C) hat, die im Allgemeinen quer bezüglich der Achse des ersten Abschnitts verläuft und einen Abstand von der Spulenachse hat, einen dritten Abschnitt (36), der eine Achse (D) hat, die im Allgemeinen parallel zur Achse des ersten Abschnitts ist, einen vierten Abschnitt (38), der eine Achse (E) hat, die im Allgemeinen parallel zur Achse des zweiten Abschnitts ist, und einen Endabschnitt (40), der eine Achse (F) hat, die im Allgemeinen quer zur Achse des vierten Abschnitts verläuft, aufweist, wobei der erste, zweite und dritte Abschnitt die Ösenkonstruktion definieren, wobei die Ösenkonstruktion dadurch so konstruiert und angeordnet ist, dass sie in einen Schlitz (58) in einer Bürstenkarte (48) eingeführt und in eine eingehakte Position mit einem Halteelement (60) der Bürstenkarte bewegt werden kann, welches mit dem Schlitz gekoppelt ist, so dass die Drossel an der Bürstenkarte befestigt wird, wobei wenigstens ein Abschnitt der Befestigungskonstruktion so konstruiert und angeordnet ist, dass er sich in elektrischer Verbindung mit einer Bürste (56) der Bürstenkarte befindet, wenn die Drossel an der Bürstenkarte befestigt ist, und einen langgestreckten, geraden Endabschnitt (44), der sich direkt von der anderen der äußersten Windungen (26) aus erstreckt, wobei der langgestreckte Endabschnitt so konstruiert und angeordnet ist, dass er direkt mit einem elektrischen Verbinder (62) der Bürstenkarte elektrisch verbunden ist, wenn die Drossel an der Bürstenkarte befestigt ist.
Drossel nach Anspruch 1, wobei sich der langgestreckte Endabschnitt im Allgemeinen quer bezüglich der Spulenachse erstreckt.
Drossel nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit einem Kern (45), der im Inneren einer durch die Windungen definierten Öffnung aufgenommen wird.
Bürstenkarten-Baugruppe, die eine Bürstenkarte mit einer Oberseite (50) und einer gegenüberliegenden Unterseite (52) und einem Schlitz (58) durch die gegenüberliegenden Seiten umfasst, wobei die Bürstenkarte aufweist: ein dem Schlitz benachbartes Halteelement (60); eine Drossel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ösenkonstruktion der Drossel in dem Schlitz aufgenommen wird und in einer eingehakten Position bezüglich des Halteelements angeordnet ist, derart, dass die Drossel an der Bürstenkarte befestigt ist; eine Bürste (56), die auf der Bürstenkarte angebracht ist und in elektrischer Verbindung mit wenigstens einem Abschnitt der Befestigungskonstruktion (30) steht; und einen elektrischen Verbinder (54), der auf der Bürstenkarte angebracht ist, wobei der elektrische Verbinder wenigstens einen Teil des langgestreckten Endabschnitts der Drossel aufnimmt.
Bürstenkarten-Baugruppe nach Anspruch 4, wobei der Verbinder eine Anschlussklemme (62) mit einem offenen Kanal (64) aufweist, wobei wenigstens ein Abschnitt des langgestreckten Endabschnitts in dem offenen Kanal aufgenommen wird.
Bürstenkarten-Baugruppe nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei sich das Halteelement in den Schlitz hinein erstreckt und eine Breite aufweist, die kleiner als eine Breite der Ösenkonstruktion ist.
Bürstenkarten-Baugruppe nach Anspruch 6, welche die Drossel nach Anspruch 2 oder Anspruch 3 aufweist, wobei der zweite Abschnitt (34) der Ösenkonstruktion an der Unterseite der Bürstenkarte angeordnet ist, während die Windungen (24) auf der Oberseite der Bürstenkarte angeordnet sind.
Verfahren zum Verbinden einer Drossel nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Bürstenkarten-Baugruppe, wobei die Bürstenkarten-Baugruppe eine auf der Bürstenkarte angebrachte Bürste (56) und einen auf der Bürstenkarte angebrachten elektrischen Verbinder (54) aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Einführen der Ösenkonstruktion (42) in einen Schlitz (58) der Bürstenkarte und Bewegen der Ösenkonstruktion in eine eingehakte Position bezüglich eines Halteelements (60) der Bürstenkarte, wodurch die Drossel an der Bürstenkarte befestigt wird, elektrisches Verbinden des langgestreckten Endabschnitts mit dem Verbinder, und elektrisches Verbinden eines Abschnitts (40) der Befestigungskonstruktion mit der Bürste.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Verbinder eine Anschlussklemme (62) mit einem offenen Kanal (64) aufweist und das Verfahren das Aufnehmen wenigstens eines Teils des langgestreckten Endabschnitts in dem offenen Kanal umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, wobei der Schritt des Bewegens das Anordnen eines Abschnitts der Ösenkonstruktion derart, dass er sich auf einer Unterseite (52) der Bürstenkarte befindet, umfasst, während die Windungen der Drossel auf der Oberseite (50) der Bürstenkarte angeordnet sind.