專利名稱：用于電動驅(qū)動裝置的炭刷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于一個電動驅(qū)動裝置的炭刷系統(tǒng)以及電動驅(qū)動裝置，它配有一個這樣的炭刷系統(tǒng)。
對于電動驅(qū)動裝置在使用一個變阻器的情況下實現(xiàn)分級的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。在運行中由這個變阻器將電能轉(zhuǎn)換成熱能。這種熱能可能對電動驅(qū)動裝置的使用壽命產(chǎn)生不利影響。它可能導(dǎo)致驅(qū)動裝置過熱并增加驅(qū)動裝置組成部件的磨損。如果變阻器設(shè)置在電機內(nèi)部，則一般不能保證適用于冷卻的空氣流流動。這可能導(dǎo)致在變阻器局部部位或者在整個驅(qū)動裝置中的不期望的熱集中，這最終可能導(dǎo)致部件失效。
為了導(dǎo)出或排出所產(chǎn)生的熱能已知，使用冷卻片、大面積的冷卻體或者附加通風(fēng)。此外已知，為了提高使用壽命使用更耐熱的、更耐久的并由此更昂貴的驅(qū)動裝置部件。
由DE 101 29 234 A1已知一種電動驅(qū)動單元。這個單元具有一個減速器外殼、一個電機外殼、一個獨立構(gòu)成的且防水封閉的電氣外殼、一個炭刷支架和一個設(shè)置在炭刷支架上的信號接收器。該炭刷支架配有插接觸頭，一個位于電氣外殼中的電氣裝置與插接觸頭電連接。
此外使炭刷支架在電機外殼與減速器外殼的過渡部位中固定在電機外殼上。在DE 101 29 234 A1中沒有給出關(guān)于如何實現(xiàn)類似的冷卻措施的說明。
本發(fā)明的目的是，給出一種如何將在一個電動驅(qū)動裝置中形成的熱能有效地排出去的途徑。
這個目的通過使用一個具有在權(quán)利要求1中給出的特征的炭刷系統(tǒng)得以實現(xiàn)。本發(fā)明的有利擴展結(jié)構(gòu)和改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求2-15中給出。權(quán)利要求16的內(nèi)容是一個電動驅(qū)動裝置，它具有一個如權(quán)利要求1-15中任一項所述的炭刷系統(tǒng)。
本發(fā)明的優(yōu)點尤其是，通過使電阻單元組合到炭刷系統(tǒng)里面和電阻單元的作為包含在一個配有空氣流通口的電阻外殼中的扁平電阻的特殊結(jié)構(gòu)使用于排出所產(chǎn)生的熱能所需的空氣流的流動保證比已知的驅(qū)動系統(tǒng)更好地流動。此外通過電阻單元的扁平結(jié)構(gòu)和其在炭刷系統(tǒng)中的組合實現(xiàn)一個緊湊的、節(jié)省空間的結(jié)構(gòu)。
通過在權(quán)利要求2中給出的特征使炭刷系統(tǒng)推到電機的軸上并且可以固定在電機外殼上。在此與炭刷與電機換向器片的可靠接通一樣保證節(jié)省空間的結(jié)構(gòu)。
通過在權(quán)利要求3和4中給出的特征在電阻單元最佳地適配于炭刷系統(tǒng)基體的形狀時實現(xiàn)電阻單元在炭刷系統(tǒng)中的節(jié)省空間的布置。
權(quán)利要求5給出的特征允許快速且簡單地將電阻單元裝進(jìn)炭刷系統(tǒng)里面。
在權(quán)利要求6中給出的最好插在電阻外殼相應(yīng)的容納凹部中的連接板能夠以簡單的方法使包括在電阻外殼中的變阻器與炭刷系統(tǒng)基體上的相應(yīng)的載電體(Stromführung)接通。
按照權(quán)利要求7對于空氣流通口涉及孔或縫隙。它們可以以有利的方式在電阻單元的加工過程期間就已經(jīng)施加到電阻外殼里面了。在此當(dāng)然要注意，位于電阻外殼內(nèi)部的變阻器不受損傷。
如果電阻外殼由鋁材制成，如權(quán)利要求8所述的那樣，或者由其它的輕金屬制成，則可以在一個輕型結(jié)構(gòu)的意義上實現(xiàn)整個炭刷系統(tǒng)。
通過在權(quán)利要求9，10和12中給出的特征以有利的方式加大用于散熱的電阻外殼的整個表面。
在權(quán)利要求11給出的空氣流轉(zhuǎn)向部件能夠?qū)崿F(xiàn)空氣流在這種意義上的有針對性的導(dǎo)引，即由劇烈生熱的結(jié)構(gòu)部件中有效地排出熱量并且也可以防止排出的熱量直接在熱敏的結(jié)構(gòu)部件的方向上導(dǎo)向。
包括在電阻外殼中的變阻器可以是一個薄膜電阻、一個曲折形的扁平電阻或一個曲折形敷設(shè)的電阻線。
在權(quán)利要求14中給出的氣體密封、液體密封和固體密封的電阻外殼結(jié)構(gòu)具有優(yōu)點，使位于外殼中的結(jié)構(gòu)部件免受在馬達(dá)室中的氣體、液體或固體的腐蝕和其它損傷。
在權(quán)利要求16的特征的電阻外殼的結(jié)構(gòu)能夠排出氣體、液體或水份和固體，它們在電阻單元的加工和使用期間以不期望的方式擠入到電阻外殼里面。
本發(fā)明的其它有利特性由其借助于附圖的示例性描述給出。附圖中

圖1示出一個對于理解本發(fā)明重要的一個電動驅(qū)動裝置的組成部件的簡圖，圖2示出系統(tǒng)1的炭刷系統(tǒng)6的細(xì)節(jié)視圖的簡圖，圖3示出在圖2中示出的炭刷系統(tǒng)6的后視圖的簡圖，圖4示出用于描述本發(fā)明的一個改進(jìn)結(jié)構(gòu)的簡圖。
圖1示出一個對于理解本發(fā)明重要的一個電動驅(qū)動裝置的組成部件的簡圖。這種電動驅(qū)動裝置具有一個未示出的電機外殼，在其中設(shè)置永久磁鐵1。所述電機外殼和永久磁鐵給出一個定子。所述電動驅(qū)動裝置還包括一個電樞2，在其上具有線圈3。該電樞2還包括一個電樞軸4，在其上安置具有換向器片5的換向器，其中換向器片分別與線圈3的繞組導(dǎo)電連接。
此外所述的電動驅(qū)動裝置具有一個炭刷系統(tǒng)6，它在驅(qū)動裝置的組裝狀態(tài)圍繞軸4定位，使電刷系統(tǒng)6與換向器片直接相鄰。整個炭刷系統(tǒng)6在裝配狀態(tài)固定在電機外殼上。
此外所述電樞軸4在驅(qū)動裝置的裝配狀態(tài)下與一個風(fēng)扇葉輪7機械地耦聯(lián)并驅(qū)動這個風(fēng)扇葉輪。構(gòu)造風(fēng)扇葉輪7，使得在其隨軸4旋轉(zhuǎn)時空氣在以箭頭8表示的方向上通流，即，在一個與電動驅(qū)動裝置的軸4基本平行的方向上。
通過一個在下面借助于圖2-4詳細(xì)描述的炭刷系統(tǒng)6的特殊結(jié)構(gòu)使至少一部分由風(fēng)扇葉輪7產(chǎn)生的空氣流有效地從電機中排出所產(chǎn)生的熱能。
圖2示出圖1中炭刷系統(tǒng)6的細(xì)節(jié)簡圖。所示的炭刷系統(tǒng)6具有一個由不導(dǎo)電材料、例如由膠紙板或塑料制成的基體9。所述基體9具有一個片形的最好圓片形的基本形狀并且在其中心部位配有一個缺口18。
在基體9上固定炭刷支架部件10，電刷支架部件例如由炭刷筒(Bürstenkcher)構(gòu)成。在這個炭刷支架部件10的內(nèi)部支承炭刷，它們在運行狀態(tài)與換向器片5接通。此外在基體9上固定去干擾部件，例如電抗器11和電容。此外在基體9上具有一個插塞連接12，通過它使炭刷系統(tǒng)與外部的電源電連接。固定在基體9上的結(jié)構(gòu)部件相互間和與其它結(jié)構(gòu)部件的所需的電連接通過位于基體上的載電體13實現(xiàn)。這些載電體可以以沖壓隔柵的形式實現(xiàn)，由一個金屬板沖出，作為導(dǎo)體板或作為單個的導(dǎo)體帶，它們或者注塑在基體里面或者事后安置在基體上。下面假設(shè)，載電體由導(dǎo)體帶實現(xiàn)。
按照本發(fā)明在炭刷系統(tǒng)6中組合一個電阻單元，它具有一個電阻外殼14和一個位于這個電阻外殼中的扁平電阻結(jié)構(gòu)，下面總是將其稱為扁平電阻。這個扁平電阻是一個薄膜電阻、一個曲折的扁平電阻或者一個曲折設(shè)置的電阻線。這個扁平電阻在電動驅(qū)動裝置的一個分級轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍中使用。
所述電阻外殼14具有一個基本上片形的、最好圓片形的基本形狀并且由一種輕金屬、最好是鋁制成。這能夠使整個炭刷系統(tǒng)實現(xiàn)輕型結(jié)構(gòu)形式。
如圖2和3所示，所述電阻外殼14是炭刷系統(tǒng)6的組成部件。該電阻外殼14與基體9設(shè)置在同一平面里面并且形狀配合連接地裝進(jìn)基體9的另一、最好片片段形的缺口里面。電阻外殼14在基體9上的固定通過定位連接部分17實現(xiàn)，在電阻外殼裝入后使電阻外殼卡到定位連接部分里面。電阻外殼在基體缺口中的安裝從基體的底面實現(xiàn)。
設(shè)置在電阻外殼14中的扁平電阻的接頭的必須的電接通在使用連接板16的情況下實現(xiàn)，它們插入到電阻外殼14的容納凹處20里面。所述連接板16使扁平電阻的端部接頭分別與一個導(dǎo)體帶13連接。例如一個導(dǎo)體帶使扁平電阻的一個端部接頭與一個電流連接電纜連接，電流連接電纜從外部導(dǎo)引到炭刷系統(tǒng)6的插塞連接12的一個觸點。此外另一導(dǎo)體帶13使扁平電阻的另一端部接頭通過一個去干擾部件11與一個炭刷連接。
為了保證良好的通風(fēng)并由此良好的散熱，所述電阻外殼14具有多個空氣流通口15。它們可以是已經(jīng)在加工電阻外殼14時施加到外殼里面的孔或縫隙。所需的通風(fēng)越大，空氣流通口的數(shù)量就越多。也可以選擇或附加地改變空氣流通口的大小。
共同觀察圖1和2可以看出，所述空氣流通口15這樣設(shè)置，使它們無阻礙地通流由風(fēng)扇葉輪7的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的空氣流。由此使由電阻單元產(chǎn)生的熱量有效地排出。
為了有效地排出由電阻單元產(chǎn)生的熱量，大面積的、良好導(dǎo)熱的外殼14是有利的，它使在電阻外殼內(nèi)部產(chǎn)生的熱量向外排出。
為了進(jìn)一步改善排熱，使所述電阻外殼4最好配有表面擴大的臺階(Fortstzen)。這些臺階例如是凹槽或溝。此外這些擴大表面的臺階也可以是空氣流轉(zhuǎn)向部件。
在圖4中示出一個用于這種空氣流轉(zhuǎn)向部件的示例。在圖4中示出一個截面圖，其中可以看出一個孔15以及位于小孔上方和下方的電阻外殼14的部分。此外通過箭頭8表示空氣的通流方向?？梢钥闯?，穿過孔15導(dǎo)向到電阻外殼中的空氣通過接著的空氣流轉(zhuǎn)向部件19偏轉(zhuǎn)并且在從空氣流轉(zhuǎn)向部件排出后具有另一流動方向。通過使用這種空氣流轉(zhuǎn)向部件可以影響空氣的流動方向。存在這種可能性，即散熱的空氣更多地在這樣的部位中排出，在這些部位中設(shè)置劇烈發(fā)熱的結(jié)構(gòu)部件。此外能防止排出的熱量直接在熱敏的結(jié)構(gòu)部件方向上傳導(dǎo)。
所述電阻外殼14的一個擴大表面的臺階也可以以有利的方式使電阻外殼與電機外殼連接。其結(jié)果是，熱量也通過電機外殼排出。這個措施也起到防止驅(qū)動單元過熱的作用。
所述電阻外殼按照本發(fā)明的一個實施例氣體密封、液體密封和固體密封地構(gòu)成。其優(yōu)點是，在驅(qū)動單元運行中避免例如在一個汽車的驅(qū)動單元位于的馬達(dá)室中的氣體、液體或固體損傷位于外殼中的結(jié)構(gòu)部件。尤其是由此防止產(chǎn)生腐蝕。
按照本發(fā)明的另一實施例所述電阻外殼也敞開地構(gòu)成。電阻外殼的這種敞開的結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是，可以將已經(jīng)在生產(chǎn)過程期間和在使用期間以不期望的方式進(jìn)入到電阻外殼里面的氣體、液體或水份以及固體以簡單的方法再從這個外殼中排出去。
本發(fā)明首先涉及一種炭刷系統(tǒng)，它可以用于一個電動驅(qū)動裝置。該炭刷系統(tǒng)具有基體、固定在該基體上的炭刷支架部件和去干擾部件。此外在基體上具有載電體，通過載電體建立必須的電連接。一個包括在設(shè)置在一個電阻外殼中的扁平電阻的電阻單元裝進(jìn)基體里面，固定在這個基體上并且與載電體接通。所述電阻外殼具有空氣流通口，它們有利于由風(fēng)扇葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的空氣流動。通過這個空氣流以有效的方式排出產(chǎn)生的熱量，尤其是在運行期間由扁平電阻構(gòu)成的熱量。
權(quán)利要求
1.用于電動驅(qū)動裝置的炭刷系統(tǒng)，它具有-基體(9)，-固定在基體(9)上的炭刷系統(tǒng)部件，尤其是炭刷支架(10)，-位于基體上或里面的載電體(13)和-至少一個包括在電阻外殼(14)中的電的扁平電阻，其中電阻外殼(14)由一種導(dǎo)熱材料制成并且配有空氣流通口(15)。
2.如權(quán)利要求1所述的炭刷系統(tǒng)，其特征在于，所述基體(9)具有片形的基本形狀并且在其中心部位具有缺口(18)用于容納具有換向器的轉(zhuǎn)子軸。
3.如上述權(quán)利要求中任一項所述的炭刷系統(tǒng)，其特征在于，所述電阻外殼(14)設(shè)置在基體(9)的一個平面里面并且裝進(jìn)基體(9)的另一缺口里面。
4.如權(quán)利要求3所述的炭刷系統(tǒng)，其特征在于，所述電阻外殼(14)具有片形的基本形狀。
5.如上述權(quán)利要求中任一項所述的炭刷系統(tǒng)，其特征在于，所述電阻外殼(14)與基體(9)通過定位連接部分(17)連接。
6.如上述權(quán)利要求中任一項所述的炭刷系統(tǒng)，其特征在于，所述包括在電阻外殼(14)中的扁平電阻通過連接板(16)連接到基體(9)的載電體(13)上。
7.如上述權(quán)利要求中任一項所述的炭刷系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣流通口(15)是穿過電阻外殼的孔形或縫隙形斷口。
8.如上述權(quán)利要求中任一項所述的炭刷系統(tǒng)，其特征在于，所述電阻外殼(14)由一種輕金屬制成。
9.如上述權(quán)利要求中任一項所述的炭刷系統(tǒng)，其特征在于，所述電阻外殼配有擴大表面的臺階。
10.如權(quán)利要求9所述的炭刷系統(tǒng)，其特征在于，所述擴大表面的臺階是凹槽或溝。
11.如權(quán)利要求9所述的炭刷系統(tǒng)，其特征在于，所述擴大表面的臺階是空氣流轉(zhuǎn)向部件(19)。
12.如權(quán)利要求9-11中任一項所述的炭刷系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)有擴大表面的臺階用于使電阻外殼與電機外殼連接。
13.如上述權(quán)利要求中任一項所述的炭刷系統(tǒng)，其特征在于，所述扁平電阻是薄膜電阻、曲折形的扁平電阻或?qū)Ь€形電阻。
14.如上述權(quán)利要求中任一項所述的炭刷系統(tǒng)，其特征在于，所述電阻外殼(14)氣體密封、液體密封和固體密封地構(gòu)成。
15.如權(quán)利要求1-13中任一項所述的炭刷系統(tǒng)，其特征在于，所述電阻外殼(14)敞開地構(gòu)成。
16.電動的驅(qū)動裝置，它具有如權(quán)利要求1-15中任一項所述的炭刷系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于電動驅(qū)動裝置的炭刷系統(tǒng)。這個炭刷系統(tǒng)具有一個基體，在其上固定炭刷系統(tǒng)。此外在基體具有載電體，通過它們建立必須的電連接。此外在炭刷系統(tǒng)中裝進(jìn)一個位于電阻外殼中的扁平電阻，其中電阻外殼由一種導(dǎo)熱材料制成并且配有空氣流通口。
文檔編號H02K9/00GK1918776SQ200580004592
公開日2007年2月21日 申請日期2005年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月10日
發(fā)明者H·埃澤爾特, R·赫斯德菲爾 申請人:西門子公司