专利名称：用于电动伺服驱动装置的电刷系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及 一 种用于电动伺服驱动装置的电刷系统，该电刷系统 具有 一个基体以及多个由所述基体所接纳的电刷，借助于所述电刷可 以接触所述电动伺服驱动装置的整流子片。除此以外，本发明还涉及 一种具有这样的电刷系统的电动伺服驱动装置以及一种用于装配电动 伺服驱动装置的方法。
背景技术：
所述的伺服驱动装置比如在汽车中用作用于滑动天窗、车窗玻璃 升降器、座椅调节器、安全带拉紧器或类似器件的驱动装置。所述伺 服驱动装置由于通常只有微小的结构空间可供使用应该构造得尽可能 紧凑并且应该可以以低廉的成本进行制造。在由现有技术中已知的解 决方案中，首先将所述电刷系统焊接在印刷电路板上。随后将该印刷 电路板与所述电刷系统一起径向于电机轴进行安装。这不仅花费较大 很销。而且会将电刷系统上的振动传到所述印刷电路板上，这会导致 电子控制系统出现故障。发明内容本发明的任务是提供一种可简单装配的电刷系统。该任务通过独 立权利要求所述特征得到解决。按本发明提出 一 种电刷系统，该电刷系统的突出之处在于至少一 个用于提供外部接口的机械接触元件。所述外部接口用于在所述电刷 系统和在该电刷系统外部的连接件比如印刷电路板之间建立电连接。 通过在电刷系统上的外部接口 ，可以不依赖于所述连接件来装配所述 电刷系统。换句话说，所述电动伺服驱动装置的装配可以在彼此分开 执行的装配步骤中进行。因此，所述外部接口可以用作客户接口。所 述电动伺服驱动装置可以以早已预装配完毕的状态予以提供。然后在 后来的时刻，根据相应的应用情况的要求，将相应的连接件连接到所 述外部接口上，并且由此将所述电动伺服驱动装置装配完整。另 一个优点在于，所述电刷系统在准备阶段中不必与所述连接件 相连接。尤其如果所述连接件是印刷电路板时，这样做总是花费很大 开销，因为以电子制造的尺度看来所述电刷系统是较大的部件。所述电刷系统与连接件解耦的另 一优点在于，所述电刷系统与从现有技术中公开的解决方案相比可以更加准确地相对于电机轴进4亍定位。尤其在所述电刷系统和连接件之间的径向公差可以通过所述外部接口的结构得到补偿。所述电刷系统可以沿径向于固定在驱动轴上的整流器的方向插入所述伺服驱动装置中。这就在制造所述伺服驱动装置时能够实现所述 电动伺服驱动装置的非常紧凑的结构、外壳的简单的结构以及电刷系 统的简便的装配。此外，由于模块化的结构类型，可以在电刷系统和连接件之间实 现有效的振动解耦，从而可以大大降低传递到所述连接件上的振动。 出于这一原因，可以用价廉的优选注塑的塑料材料来制造许多部件， 尽管如此这些塑料件通常可以很好地传递振动。由于解耦，所述电动 伺服驱动装置的否则会在运行中出现的振动以及由此引起的噪声可以 大大降低或者完全得到避免。这就尤其能够在汽车中使用所述伺服驱 动装置时明显提高使用者的舒适性。本发明的优选实施方式在从属权利要求中得到说明。尤其如此构造所述外部接口，从而可以在形成一种传力连接和/或 形状配合连接的情况下建立与所述连接件的电连接。换句话说，因为 不需要任何材料连接来装配所述电动伺服驱动装置，如焊接、钎焊、 粘接或类似连接，所以一种这样的电刷系统的处理特别简单。可以通 过插塞连接的使用来建立特别可靠的以及尽管如此在结构上很简单的 电接触。但是除此以外也可以使用其它传力连接和/或形状配合连接， 如卡锁连接、卡紧连接以及其它弹性连接或楔形连接。也可以使用螺 紋连接。如果所述传力连接和/或形状配合连接构造为可松开的，那么 在更换部件的情况下也可以利用所述模块化结构的优点。在保养或出 现故障的情况下，所述电刷系统和连接件可彼此独立地进行更换。尤其优选减少从所述电刷系统传递到连接件上的振动。为此目 的，尤其减轻那些在所述伺服驱动装置运行时因电刷在整流子片上的 滑动而产生的振动。这优选通过在所述电刷系统的基体和连接件之间 和/或在所述机械接触元件和电刷系统的基体之间使用緩冲元件来实 现。除此以外，也可以借助于相应的连接件使得在机械接触元件和电
刷系统的其它电气部件(扼流圈、电刷)之间的电连接振动解耦。作为连接件优选使用印刷电路板。在该印刷电路板上也可以设置 用于驱动控制的电气部件或者说电子部件，比如微型控制器。如果比 如因为对所述伺服驱动装置来说不必提供开销很大的触发功能而不需 要电子触发装置，那么所述连接件也可以构造为优选压力注塑包封的 冲压格栅或类似部件。换句话说，所述连接件而后可以构造为简单的 电触头或者构造为具有接通-/断开-开关的电触头。在所述连接件上优 选设置插塞连接，其用于连接客户专用的电缆束或类似部件。作为替 代方案，所述连接件本身也可以构造为插头。
下面借助于实施例对本发明进行说明，以下借助于附图对该实施例进行详细解释。其中图l是电动伺服驱动装置的剖面分解图，图2是电动伺服驱动装置的透视分解图，图3是处于已装配状态中的电动伺服驱动装置的剖面图，图4是不带盖板的电动伺服驱动装置的俯视图，图5是外部接口的详细视图，图6是另一个外部接口的详细视图。功能相同的以及名称相同的部件在附图中始终用相同的附图标记 来表示。
具体实施方式
在图1到4中绘出的电动伺服驱动装置1主要包括电机组件2、电 刷系统3、电气印刷电路板4以及盖板5。所述电机组件2则包括电机 外壳6，传动机构外壳7连接到该电机外壳6上。所述电机外壳6在端 部侧设有电机外壳盖板8。所述传动机构外壳7接纳着一个传动机构15。如此构造所述电机 外壳6，从而可沿轴向方向9放入电机。所述电机优选是永久激励的直 流电机。在用作极孰的电机外壳6中布置了永久磁铁10。此外，所述 电机具有电枢ll，该电枢ll设有线圏。此外所述电枢包括电枢轴12， 该电枢轴12与蜗杆13耦联或者与这根蜗杆13构成一体的。所述蜗杆 13啮合在所述传动机构的蜗轮中。除此以外，在所述电枢轴12上布置 了具有整流子片14的整流器。所述整流子片14与所述电枢的相应所 属的线團电连接。在所述电机的朝向传动机构的驱动侧上，作为传动机构外壳7的 一部分设置了一个用于所述电刷系统3的接纳室16。为装配所述伺服驱动装置1，将所述电刷系统3沿径向方向17也 就是说径向于电枢轴12插入早已装配完毕的电机组件2的接纳室16 中。随后，可以将如此装配完整的电机组件(带有或者不带安装好的 盖板)比如输送给使用者。该使用者利用在电刷系统3中提供的外部 接口来连接印刷电路板4。所述印刷电路板4在此就象在下面还要详细 说明的一样沿径向方向17套装到所述电刷系统3上。所述盖板5用于 在安装电刷系统3和印刷电路板4之后封住所述传动机构外壳7，并且 为此具有有弹性的定位钩或卡紧钩形式的定位元件18。所述用作连接件的电气印刷电路板4与一个插口 (未绘出)相耦 合用于连接到客户专用的电缆束上。所述印刷电路板4用作用于对伺 服驱动装置1进行控制的电子线路的基座，并且为此目的装备多个电 气和电子元件19。可以与印刷电路板4分开地并且不依赖于其进行操纵的电刷系统3 主要包括基体20和设置在相应的电刷室中的电刷21。所述电刷系统3 的基体20具有U形空隙23用于定位在整流器上。此外，在所述U形 底部24的外侧上设置了支承面25,所述基体20在与所述印刷电路板4 相连接时以该支承面25平放在该印刷电路板4上。所述印刷电路板4 在其为支承基体3而设置的支承面26的区域中具有一个穿孔27，通过 这个穿孔27可以穿入固定及定心销28，该固定及定心销28从所述基 体20的支承面25中延伸出来。在印刷电路板4和电刷系统3之间的电接触借助于两个固定在所 述印刷电路板4上的尤其焊接的接触钳30进行，所述接触钳30可以 插入在所述基体20的U形支臂32中的相应接纳缝隙31中，并且在那 里接触所述电刷系统3的接触舌簧33。结合图5和6对所述电刷系统3 的由此构成的外部接口进行详细说明。在所述U形支臂32的自由端部上布置了定心销34，所述定心销 34在装配电刷系统3时插入传动机构外壳7中的空隙35中。由此以简 单的方式方法确保所述基体30的U形空隙23在装配时不被压缩。除 此以外，借助于所述定心销34将所述电刷系统3轴向关于所述电机的 电枢轴12固定在传动机构外壳7中。在所述U形支臂32的与空隙23 对置的外侧上构成支承面36，所述基体20在安装状态中以所述支承面 36平放在所述传动机构外壳7的壁体37的内侧上。所述支承面36保 证基体20额外地在传动机构外壳7中定心，并且由此保证将所述电刷 系统3精确地安装在所述电动伺服驱动装置1中。此外，所述电刷系 统3通过定位元件38保持在所述接纳室16中，所述定位元件38则布 置在所述支承面36上并且与在所述壁体37的内側上的相应(未绘出 的)定位元件共同作用。所述基体20具有用于接纳电气扼流圏39的固定座。这些扼流圏 39在所述电刷系统3的安装状态中与在所述印刷电路板4上的相应接 头导电连接。通过所述电刷系统3的接触舌簧33以及印刷电路板4的 接触钳30建立所述连接。在这种情况下，所述扼流圏39通过柔性的 扼流團导线40与所述电刷系统3的接触舌簧33相连接。在所述电刷系统3在伺服驱动装置1中装配完毕的状态中，所述 布置在电刷室中的电刷21相应地被蝶形弹簧41压紧在所述整流器的 整流子片14上。所述电刷21优选借助于柔性的绞合线42与所述扼流 圏39导电连接。在所述基体20上构造了官顶类型的用于所述蝶形弹 簧41的弹簧架。优选如此说明所述电刷21的装配位置，从而在将所述电刷系统3 放入传动机构外壳7中时使得所述电刷21以一个预先给定的到所述整 流子片14的间距锁定。由此可以以简单的方式方法确保在所述电枢轴 12已处于电机外壳6中时所述电刷系统3可以径向于所述电枢轴12放 入所述传动机构外壳7中。为完成装配，松开电刷的锁定，使得所述 电刷通过蝶形弹簧41压紧在所述整流器的整流子片14上。为减轻振动，在所述电刷系统3的基体20和印刷电路板4之间布 置了解耦元件45，请参照图5。这个解耦元件或緩沖元件45优选由弹 性体制成。但它也可以由其它具有相应弹性和緩冲性能的材料制成， 如NBR(丁腈橡胶)、硅弹性体或聚亚安酯。通过所述电刷从一个整流子片14过渡到下一个整流子片14产生 的振动的频率取决于电机的转速并且由此取决于整流子片14的转速。 如果电机具有每分钟5000转的转速并且根据负荷以每分钟3000到 5000转的转速运行并且具有一个带有十个整流子片14的整流器，那么
所述振动的频率处于500到1000Hz之间。振动解耦在这种情况下是指，通过电刷21在整流器的整流子片14 上滑动引起的振动大大减轻。这些振动的幅度比如减轻了至少30%。所述与印刷电路板4相连接的接触钳30同样如电刷系统3的接触 舌簧33由一种优选有弹性的接触板制成。所述基本上构造为U形的接 触钳30在此作为U形支臂具有两条接触臂46，所述接触臂46从用作 U形底部的连接基座47开始基本上垂直地离开印刷电路板4延伸。所 述连接基座47具有接触芯48，该接触芯48焊接在印刷电路板4中。 所述接触臂46在其自由端部上具有指向彼此的接触指49，所述接触指 49则在接触所述接触舌簧33时有弹性地并且按照夹钳的方式将所述接 触舌簧33夹紧在其之间，并且由此构成一种可松开的插塞连接。换句 话说，所述在电刷系统3的安装状态中基本上垂直于印刷电路板4延 伸的板状接触舌簧33在其自由端部的区域中在两侧接触，从而产生特 别可靠的电连接。在所述接触舌簧33的基脚区域中，该接触舌簧33 与一个支座元件50相连接，该支座元件50在未连接的状态中平放在 所述基体20的为此设置的置放面51上，并且支撑在其上面。在所述接触钳30和接触舌簧33接触时，所述支座元件50因所述 解耦元件45的往回变形稍微从电刷系统3的基体20上抬起，从而不 再存在接触舌簧33与基体20的直接机械耦联。所述与支座元件50相 连接的扼流圏导线40优选由大量细小的并且没有绝缘的绞合线组成， 这些绞合线不传播固体声音。所述扼流圏导线40如此固定比如钎焊或 焊接在支座元件50上，使得其用作柔性的和活动的、用于振动解耦的 连接件。多个布置在所述基体20和接触舌簧33或者说支座元件50之间的 解耦元件或緩冲元件52可以用于补充在所述基体20和印刷电路板4 之间的解耦元件45或者也可以用作所述电刷系统3的唯一的解耦元 件，如在图6中就示范性地示出所述解耦元件或緩冲元件52。通过其它解耦元件或緩冲元件(未绘出)，也可以在所述电刷系 统3和传动机构外壳7之间进行机械解耦。这些附加的緩沖元件优选 直接布置在电刷系统3的基体20上。解耦元件或緩沖元件的使用用于电机组件2和电刷系统3之间的 振动解耦或者说电刷系统3和印刷电路板4之间的振动解耦。由于所
述电刷系统3在传动机构外壳7中的精确定位以及振动解耦，可以显 著减少振动和噪声辐射。
权利要求
1.用于电动伺服驱动装置(1)的电刷系统(3)，其具有基体(20)和多个被所述基体(20)所接纳的的电刷(21)，借助于所述电刷(21)可以接触所述电动伺服驱动装置(1)的整流子片(14)，其特征在于至少一个用于提供外部接口的机械接触元件(33)，该外部接口则用于在所述电刷(21)和连接件(4)之间建立电连接。
2. 按权利要求1所述的电刷系统(3)，其特征在于，构造所述 至少一个机械接触元件(33)，从而可以在形成传力连接和/或形状配 合连接的情况下建立所述电连接。
3. 按权利要求2所述的电刷系统(3)，其特征在于，所述传力连接和/或形状配合连接是可松开的。
4. 按权利要求1到3中任一项所述的电刷系统(3)，其特征在于，所述电连接是一种插塞连接。
5. 按权利要求1到4中任一项所述的电刷系统(3)，其特征在 于，所述至少一个机械接触元件(33)通过至少一个緩沖元件(52) 与所述基体(20)振动解耦。
6. 按权利要求1到5中任一项所述的电刷系统(3)，其特征在 于，所述至少一个机械接触元件(33)通过电连接件(40)与所述电 刷系统(3)的其余电气部件(39)振动解耦。
7. 具有电机、连接件(4)以及按权利要求1到6中任一项所述 的电刷系统(3)的电动伺服驱动装置(1)，其中所述连接件(4)可 通过所述电刷系统(3)的外部接口与该电刷系统(3)相连接。
8. 按权利要求7所述的电动伺服驱动装置U)，其特征在于， 所述连接件(4)是印刷电路板。
9. 按权利要求7所述的电动伺服驱动装置(1)，其特征在于， 所述连接件(4)是沖压格栅或类似器件。
10. 按权利要求7到9中任一项所述的电动伺服驱动装置(1)， 其特征在于，所述电刷系统(3)的基体(20)通过至少一个緩冲元件(45)与所述连接件(4)振动解耦。
11. 用于装配电动伺服驱动装置(1)的方法，该电动伺服驱动装 置(1)具有电机、连接件(4)以及按权利要求1到6中任一项所述 的电刷系统(3)，其特征在于，不依赖于所述连接件(4)的装配来装配所述电刷系统(3)。
全文摘要
本发明涉及一种用于电动伺服驱动装置(1)的电刷系统(3)以及一种具有这样的电刷系统(3)的电动伺服驱动装置(1)以及一种用于装配电动伺服驱动装置(1)的方法。为简化电刷系统(3)的装配，提出了一种电刷系统(3)，该电刷系统(3)的突出之处在于至少一个用于提供外部接口的机械接触元件(33)。所述外部接口用于在所述电刷系统(3)和处于该电刷系统(3)外部的连接件(4)比如印刷电路板之间建立电连接。通过电刷系统(3)上的外部接口，可以在彼此分开执行的装配步骤中装配所述电动伺服驱动装置(1)。
文档编号H02K5/14GK101156297SQ200680011146
公开日2008年4月2日 申请日期2006年3月29日 优先权日2005年4月6日
发明者E·克拉夫特, M·本克特, R·菲德勒, U·普齐克伦克 申请人:西门子威迪欧汽车电子股份公司