專利名稱：電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，尤其用于機(jī)動(dòng)車中的一個(gè)總成的制作方法
電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，尤其用于機(jī)動(dòng)車中的一個(gè)總成本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分所述的電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，尤其用于機(jī)動(dòng)車中的一個(gè)總成，如例如車窗升降器驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。
現(xiàn)有技術(shù)由DE10006350A1已知一種電動(dòng)車窗升降器驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，它用于機(jī)動(dòng)車中并且設(shè)計(jì)成換向器馬達(dá)，其具有防轉(zhuǎn)動(dòng)地與轉(zhuǎn)子軸一起旋轉(zhuǎn)的換向器和支撐在其上的碳刷，碳刷容納在碳刷支架上。碳刷支架此外還容納用于轉(zhuǎn)子軸的軸承，該軸承設(shè)計(jì)成球面軸承。發(fā)明的公開
從該現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)是，以簡單的結(jié)構(gòu)措施設(shè)計(jì)一種在電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)中的具有高的運(yùn)動(dòng)安全性的換向系統(tǒng)。按照本發(fā)明，該任務(wù)由權(quán)利要求1的特征解決。從屬權(quán)利要求給出有利的改進(jìn)方案。電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)或電機(jī)尤其是被應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車中的總成或次總成，例如作為車窗升降器驅(qū)動(dòng)裝置，座椅調(diào)節(jié)器或滑動(dòng)天窗驅(qū)動(dòng)裝置。這種驅(qū)動(dòng)馬達(dá)通常設(shè)計(jì)成永久勵(lì)磁的直流電動(dòng)機(jī)，它們具有用于電流切換的換向器系統(tǒng)。換向器系統(tǒng)按照機(jī)器極性的情況包括至少兩個(gè)碳刷，該碳刷頂接在一個(gè)防轉(zhuǎn)動(dòng)地與轉(zhuǎn)子軸連接的換向器上。例如在兩個(gè)極的馬達(dá)情況下通常北極和南極相互間以180°的角度布置，相應(yīng)地，碳刷也沿著直徑方向設(shè)置在相互對(duì)置的地方上并且與馬達(dá)殼體固定地連接。在按照本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)中，每個(gè)碳刷各由一個(gè)彈簧元件在換向器的方向上施加作用力，其中由彈簧元件產(chǎn)生的彈簧力具有沿徑向朝著換向器方向上的分量以及在朝著碳刷導(dǎo)向件方向上的另一個(gè)分量，碳刷被保持或設(shè)置在該碳刷導(dǎo)向件上。由此彈簧元件具有雙重功能一方面通過該彈簧力的加載保證碳刷頂接在換向器的表面上，從而保證持久的電接觸。另一方面，通過附加的力分量保證碳刷借助于該力加載而頂接在碳刷導(dǎo)向件上，從而存在碳刷在碳刷導(dǎo)向件上的持久可靠的保持和導(dǎo)向。碳刷導(dǎo)向件在此情況下承受作為反作用力的由彈簧元件出發(fā)并且由碳刷傳遞的彈簧力分量，該彈簧力分量指向碳刷導(dǎo)向件， 從而碳刷導(dǎo)向件不將起保持和導(dǎo)向作用的彈簧力分量加載于換向器。該實(shí)施例具有緊湊的結(jié)構(gòu)形式的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，它要求僅僅較小的安裝空間用于換向器系統(tǒng)。由此例如可以將附加的電子構(gòu)件集成在一起，這些電子構(gòu)件例如用于驅(qū)動(dòng)裝置的去干擾。有利地，對(duì)碳刷導(dǎo)向件加載的力分量在轉(zhuǎn)子軸線的方向上延伸。由此獲得一種力系統(tǒng)，它由彈簧元件產(chǎn)生，包括在沿徑向在換向器的方向上延伸的第一力分量和在轉(zhuǎn)子軸線的方向上延伸的第二力分量。徑向的力分量將碳刷壓向換向器的表面，軸向的力分量將碳刷壓向碳刷導(dǎo)向件。按照一個(gè)有利的實(shí)施例，碳刷導(dǎo)向件設(shè)計(jì)成導(dǎo)向筒，碳刷可以插入該導(dǎo)向筒中。導(dǎo)向筒可以具有連續(xù)的壁，從而插入的碳刷在它的外表面上完全地被導(dǎo)向筒包圍。但是原則上作為碳刷導(dǎo)向件設(shè)置一個(gè)具有開式結(jié)構(gòu)的元件就足夠了，該元件例如僅僅構(gòu)造成具有導(dǎo)
3向面的止擋，碳刷頂接在該導(dǎo)向面上并且碳刷由彈簧元件的力被壓緊在該元件上。在此情況下可以有利的是，碳刷和碳刷導(dǎo)向件具有相互對(duì)應(yīng)的橫截面，至少在碳刷和碳刷導(dǎo)向件的直接相互面對(duì)的外表面和內(nèi)表面的區(qū)域中。因此可以有利的是，碳刷具有矩形橫截面，尤其是方形橫截面并且碳刷導(dǎo)向件例如構(gòu)造成具有任意角度的V形橫截面，其中碳刷導(dǎo)向件的V形的兩個(gè)內(nèi)邊形成碳刷的支承面和導(dǎo)向面。為了便于碳刷插入或在碳刷導(dǎo)向件上沿著滑動(dòng)，可以有利的是，在碳刷導(dǎo)向件的與碳刷面對(duì)的一側(cè)上構(gòu)造接觸凸起，它們凸出于碳刷導(dǎo)向件的壁側(cè)面并且碳刷的表面頂接在其上。由此實(shí)現(xiàn)在碳刷和碳刷導(dǎo)向件之間的接觸面的減小。這些接觸凸起例如設(shè)計(jì)成接觸條，它們沿徑向延伸。作為對(duì)碳刷施力的彈簧元件，可以使用各種彈簧類型。按照一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，使用一種螺旋扭力彈簧，它的旋轉(zhuǎn)軸線在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸線的橫向上延伸。螺旋扭力彈簧的一個(gè)彈簧支腳在與換向器相對(duì)的背離的一側(cè)上支撐在碳刷上并且將碳刷沿徑向壓向換向器以及沿軸向壓向碳刷導(dǎo)向件。為了實(shí)現(xiàn)兩個(gè)相互垂直的力分量，這樣地設(shè)計(jì)或定向螺旋扭力彈簧，使得相關(guān)的彈簧支腳在與轉(zhuǎn)子軸線成一定的角度下支撐在碳刷上。在技術(shù)上這例如可以這樣地實(shí)現(xiàn)，即碳刷的與換向器背離的端面是斜置的和/或具有導(dǎo)向槽，該導(dǎo)向槽在與轉(zhuǎn)子軸線成相應(yīng)的角度下傾斜地延伸。導(dǎo)向槽用于可靠地容納螺旋扭力彈簧的彈簧支腳，從而排除了在正常條件下彈簧支腳無意地從導(dǎo)向槽中滑出。彈簧支腳或槽相對(duì)于轉(zhuǎn)子軸線所處于的角度，例如最大為30°。原則上也可以考慮其它可替代的彈簧類型，例如螺旋彈簧(盤簧)，該彈簧這樣地在與換向器相對(duì)的端面上作用于碳刷，使得彈簧元件的力線具有希望的徑向的和軸向的力分量。其它的優(yōu)點(diǎn)和有利的實(shí)施例可以從其它的權(quán)利要求，


和附圖中獲得。附圖中所示
圖1是一個(gè)電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的換向系統(tǒng)的透視圖，包括一個(gè)換向器和兩個(gè)在直徑上相互對(duì)置的碳刷，該碳刷分別由一個(gè)螺旋扭力彈簧沿徑向壓到換向器表面上， 圖2是換向系統(tǒng)的帶有標(biāo)出的力箭頭的側(cè)視圖， 圖3是通過容納在導(dǎo)向筒中的碳刷的剖面圖，
圖4是一個(gè)碳刷支架系統(tǒng)的透視圖，其包括用于容納和保持轉(zhuǎn)子以及換向系統(tǒng)的球冠狀的保持臂，
圖5是碳刷支架系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例，其中碳刷支撐在其上的碳刷導(dǎo)向件不與保持臂接觸地直接與碳刷支架的基體連接，
圖6是碳刷的透視圖，它們與扼流圈連接，后者與電觸頭耦合，其中附加地將一個(gè)電子印刷電路板與這些電觸頭連接，
圖6a是圖6中的印刷電路板的單獨(dú)視圖，
圖7是一個(gè)與圖6相當(dāng)?shù)囊晥D，但是具有附加的電子構(gòu)件取代印刷電路板。在附圖中相同的部件具有相同的附圖標(biāo)記。圖1中示出的換向系統(tǒng)1是一個(gè)電的、永久勵(lì)磁的直流電動(dòng)機(jī)的組成部分并且包括換向器2，它防轉(zhuǎn)動(dòng)地與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸連接并且圍繞轉(zhuǎn)子軸線8轉(zhuǎn)動(dòng)，以及碳刷3，它們沿徑向頂接在換向器2的外表面上并且與換向器電接觸。在該實(shí)施例中涉及一個(gè)雙極的直流電機(jī)，與此相應(yīng)地設(shè)置兩個(gè)在直徑方向上相互對(duì)置的碳刷3，它們?cè)谙嗷ハ鄬?duì)的側(cè)面上接觸換向器的表面。碳刷3各由一個(gè)設(shè)計(jì)成螺旋扭力彈簧4的彈簧元件沿徑向在換向器2的方向上施加作用力。螺旋扭力彈簧4被這樣地定位或定向，使得螺旋扭力彈簧的彈簧軸線5在轉(zhuǎn)子軸線8的橫向上延伸。螺旋扭力彈簧的各一個(gè)彈簧支腳6頂接在碳刷的背離換向器2的端面上并且在槽7中引導(dǎo)，該槽設(shè)置在碳刷的該端面中。碳刷具有正方形的橫截面并且布置成菱形的形狀，使得通過碳刷的橫截面的對(duì)角線平行于轉(zhuǎn)子軸線8延伸。設(shè)置在碳刷的自由端面中的并且用于容納彈簧支腳6的槽7也在對(duì)角線方向上，即平行于轉(zhuǎn)子軸線地延伸。 相應(yīng)地，對(duì)碳刷3施力的彈簧支腳6也位于一個(gè)由轉(zhuǎn)子軸線8以及另一個(gè)直線形成的平面中，該直線不僅與轉(zhuǎn)子軸線8而且與彈簧元件4的彈簧軸線5垂直。如在圖2的側(cè)視圖中可以看見的，彈簧支腳6相對(duì)于轉(zhuǎn)子軸線8在一個(gè)角度下頂接在碳刷3的自由端面上。這個(gè)角度最好不大于30°。碳刷3的自由端面相對(duì)于轉(zhuǎn)子軸線8也具有這個(gè)角度。由于彈簧支腳6或碳刷3的端面的這種角度位置，如用標(biāo)出的力箭頭所示，通過一個(gè)沿徑向向內(nèi)指向換向器2的分量Fx，以及一個(gè)在轉(zhuǎn)子軸線8的方向上指向的分量Fz實(shí)施力的施加。分量Fx和Fz組成合力F，它示出力作用線，沿著該力作用線將力從螺旋扭力彈簧4引導(dǎo)到碳刷3上。由于該最大為30°的較小的角度，在該角度下彈簧支腳6支承在碳刷3上并且該角度同時(shí)也是位于合力分量F和沿徑向指向的力Fx之間的角度，使得彈簧力的徑向分量Fx明顯大于軸向分量Fz。徑向分量Fx沿徑向從外向內(nèi)指向，軸向分量Fz在按照?qǐng)D2的視圖中沿軸向向上取向。由螺旋扭力彈簧4產(chǎn)生的軸向分量Fz將碳刷3軸向地壓向碳刷導(dǎo)向件9，該導(dǎo)向件與殼體固定地或與碳刷支架固定地實(shí)施在一起并且在其上布置和引導(dǎo)碳刷3。碳刷導(dǎo)向件9形狀配合地接納碳刷3。這樣保證對(duì)碳刷3的可靠的支撐和導(dǎo)向。圖3中示出了通過碳刷3和碳刷導(dǎo)向件9的剖視圖。碳刷導(dǎo)向件9設(shè)計(jì)成導(dǎo)向筒， 碳刷3沿徑向插入其中。導(dǎo)向筒9的內(nèi)橫截面與碳刷3的橫截面相匹配。導(dǎo)向筒的內(nèi)表面具有接觸凸起10，它們高出導(dǎo)向筒9的內(nèi)表面并且在它們上面頂接著碳刷3的外表面。這樣實(shí)現(xiàn)了碳刷3和導(dǎo)向筒9之間的接觸面的減小，這伴隨著摩擦減小和在徑向上容易插入。 這些接觸凸起10例如設(shè)計(jì)成在徑向上延伸的接觸條。碳刷3通過彈簧元件的力，尤其是通過軸向的力分量被壓到導(dǎo)向筒9的兩個(gè)上部的、V形地布置的內(nèi)表面上，由此不僅在向上的軸向上而且在橫向上(在圖1的視圖中是在彈簧軸線5的方向上)形成對(duì)碳刷的穩(wěn)定的導(dǎo)向和保持。由于軸向分量的力方向是向上的，因此原則上設(shè)置一個(gè)碳刷導(dǎo)向件9就足夠了，它沒有用于碳刷的包圍的容納腔，而僅僅保證向上方向以及在橫向上的形狀配合的支撐。在圖3的實(shí)施例中這意味著導(dǎo)向筒的上方的V形狀足夠?qū)μ妓?shí)現(xiàn)可靠的導(dǎo)向和保持。原則上在所示的實(shí)施例中也可以實(shí)現(xiàn)將螺旋扭力彈簧4布置在被偏轉(zhuǎn)180°的位置上，其結(jié)果是，軸向的力分量不是向上而是向下指向。相應(yīng)地，碳刷導(dǎo)向件必須保證沿軸向向下的支撐。圖4中示出一個(gè)碳刷支架系統(tǒng)，它包括碳刷支架11，該碳刷支架形成底板，在該底板上布置換向系統(tǒng)以及用于保持和支承轉(zhuǎn)子軸13和換向器2的球冠形的保持臂12。碳刷導(dǎo)向件9也是換向系統(tǒng)的組成部分，它們?cè)诎凑請(qǐng)D3的實(shí)施例中與保持臂12 —體地(單構(gòu)
5件式地)形成。此外在圖4中可以看見線圈形的扼流圈14，其各附屬于一個(gè)碳刷3，用于使驅(qū)動(dòng)裝置抗干擾。在按照?qǐng)D5的實(shí)施例中，各配屬于一個(gè)碳刷的碳刷導(dǎo)向件9與球冠形保持臂12相獨(dú)立地形成并且直接地與碳刷支架11連接。這樣，實(shí)現(xiàn)在振動(dòng)強(qiáng)烈的碳刷導(dǎo)向系統(tǒng)和球冠形保持臂之間的振動(dòng)解耦合。由此防止碳刷的振動(dòng)傳遞到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)殼體上并且實(shí)現(xiàn)噪聲的降低。在圖5中還示出螺旋扭力彈簧4，它的一個(gè)彈簧支腳6對(duì)碳刷3的位于外部的端面施加力。在圖6中示出在沒有換向器下的碳刷3。碳刷3與扼流圈14電氣地連接，該扼流圈與電導(dǎo)體或觸頭15和16連接。在其中一個(gè)扼流圈14和電觸頭16之間設(shè)置有熱敏開關(guān) 17，它在不允許的強(qiáng)度的加熱情況下斷開電路。換向系統(tǒng)配有電子印刷電路板18，它在安裝狀態(tài)下大致位于其中一個(gè)碳刷3的下面并且容納在底板19中。電子印刷電路板18是電子元器件(SMD)的載體。通過電觸頭20 和21 (圖6a)使印刷電路板18與導(dǎo)體15和16電連接。按照?qǐng)D7的實(shí)施例在很大程度上對(duì)應(yīng)于按照?qǐng)D6的實(shí)施例，但是區(qū)別在于，不是一個(gè)印刷電路板，而各單個(gè)的電子元器件22，23，例如變阻器，與電導(dǎo)線15和16連接。電子元器件22，23在安裝狀態(tài)下也至少部分地位于碳刷3下面。
權(quán)利要求
1.電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，尤其用于機(jī)動(dòng)車中的一個(gè)總成，例如車窗升降器驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，包括可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承的轉(zhuǎn)子軸(1 和換向系統(tǒng)(1)，該換向系統(tǒng)由防轉(zhuǎn)動(dòng)地與轉(zhuǎn)子軸(1 連接的換向器(2)和設(shè)置在碳刷導(dǎo)向件(9)處的碳刷C3)組成，該碳刷支撐在換向器( 上，其特征在于，每個(gè)碳刷C3)用彈簧元件(4)在換向器O)的方向上施加力，其中由彈簧元件(4)產(chǎn)生的并且對(duì)碳刷⑶加載的彈簧力(F)具有沿徑向在換向器⑵的方向上的分量og和在碳刷導(dǎo)向件(9)的方向上的分量(Fz)。
2.按照權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其特征在于，對(duì)碳刷導(dǎo)向件(9)加載的力分量(Fz) 在轉(zhuǎn)子軸線(8)的方向上延伸。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其特征在于，碳刷導(dǎo)向件(9)實(shí)施成導(dǎo)向筒， 所述碳刷C3)被插入該導(dǎo)向筒中。
4.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其特征在于，彈簧元件構(gòu)造成螺旋扭力彈簧G)，其中螺旋扭力彈簧的一個(gè)彈簧支腳(6)對(duì)碳刷C3)施加力。
5.按照權(quán)利要求4所述的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其特征在于，螺旋扭力彈簧(4)的旋轉(zhuǎn)軸線(5)在轉(zhuǎn)子軸線⑶的橫向上延伸。
6.按照權(quán)利要求4或5所述的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其特征在于，彈簧支腳(6)被引導(dǎo)到一個(gè)槽 (7)中，該槽設(shè)置在所述碳刷(3)中。
7.按照權(quán)利要求6所述的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其特征在于，彈簧支腳(6)以及在碳刷(3)中的槽 (7)與轉(zhuǎn)子軸線(8)之間夾成一個(gè)角度，該角度最好最大為30°。
8.按照權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其特征在于，碳刷(3)和碳刷導(dǎo)向件 (9)具有至少部分地相對(duì)應(yīng)的橫截面。
9.按照權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其特征在于，碳刷(3)具有角形的橫截面，尤其是方形橫截面。
10.按照權(quán)利要求9所述的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其特征在于，碳刷(3)的橫截面的對(duì)角線在轉(zhuǎn)子軸線⑶的方向上延伸。
11.按照權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其特征在于，碳刷導(dǎo)向件(9)在面對(duì)碳刷C3)的一側(cè)上具有接觸凸起(10)，尤其是接觸條，碳刷C3)的外側(cè)面頂接在這些接觸凸起上。
12.按照權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其特征在于，在碳刷支架(11)上設(shè)置用于容納和保持轉(zhuǎn)子和換向器⑵的保持臂(12)。
13.按照權(quán)利要求12所述的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其特征在于，碳刷導(dǎo)向件(9)不與保持臂(12) 接觸地直接地與碳刷支架(11)連接。
全文摘要
一種具有換向系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，換向系統(tǒng)由防轉(zhuǎn)動(dòng)地與轉(zhuǎn)子軸連接的換向器和設(shè)置在碳刷導(dǎo)向件上的碳刷組成，其特征在于，每個(gè)碳刷由彈簧元件施加力，其中彈簧力具有沿徑向在換向器方向上的分量和在碳刷導(dǎo)向件方向上的分量。
文檔編號(hào)H02K5/14GK102428626SQ201080021882
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者齊尼格 F., 安丁 L-D. 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司