具有整流子的电动马达制造技术

本发明专利技术涉及具有整流子(4)的电动马达(2)，该电动马达具有至少一个刷，刷具有凹状地弯曲的刷表面(20)作为用于整流子(4)的工作面，其中，刷(6)具有两个平行的跑合肋(22)，跑合肋垂直于刷表面(20)地竖立，其中，跑合肋(22)分别具有大于凸状的整流子表面(18)的曲率半径(RK)的曲率半径(RE)，其中，跑合肋(22)偏离中心且彼此间隔开地向刷表面(20)的两个背对的面外边沿(24)错开布置，并且其中，跑合肋(22)以相对于面外边沿(24)成倾斜角(α)的方式倾斜布置。斜布置。斜布置。

【技术实现步骤摘要】
具有整流子的电动马达


[0001]本专利技术涉及一种电动马达，该电动马达具有用于贴靠在整流子上的、尤其是受弹簧加载的至少一个刷。本专利技术还涉及一种用于这种电动马达的刷。

技术介绍

[0002]如今，机动车辆通常具有多个的调节部分，例如座椅调节部、能操纵的锁、车窗升降器和/或能调节的滑动式天窗，这些调节部分借助各自配属的电动马达来作为调节驱动器而能在不同的调节定位之间移动。
[0003]与无刷的电动马达所不同，在设有相对轴固定的整流子的电动马达中，通常两个或更多个刷扫过多个的整流子片，这些整流子片将电流传输到随着马达轴转动的转子的绕组上。借助这些片从绕组到绕组地产生电流换向(整流)，电流换向相对于定子的通常固定不动的磁极产生至马达轴(转子轴)上的转动力矩。
[0004]在刷与沿转动方向分别后续跟随的整流子片进行电接触过渡时，刷处于两个整流子片上并因此使绕组短路。因此，在该时间点，流过电动马达的电流(马达电流、电枢电流)将提高。这一直持续，直至刷由于整流子或转子的转动又仅分别与其中唯一的整流子片电接触。电阻的这种周期性的提高和降低使马达电流具有交变电流分量。这种也被称之为“电流波动”或“波纹电流”(波纹信号)的交变电流分量在此通常用于无传感器地确定转子的旋转变量，如尤其是转子定位或转子转速，或者用于无传感器地确定以电动马达来驱动的调节件的定位。
[0005]传统上，刷是长方体形的、由碳粉末(必要时连同金属颗粒)挤压成型的棒。由于与整流子片的滑磨接触，使得刷在电动马达的运行中受到磨损。为了即便在磨损的情况下仍维持刷与整流子之间的接触，刷通常借助机械弹簧在弹簧力的作用下能移动地支承在套状的刷通道(刷套)中，从而实现对刷的自动的再调节。
[0006]为了避免在马达运行中的噪音生成，设置有刷表面的大于整流子的曲率半径的跑合和磨合半径。为了确保电和机械的可靠的滑磨接触所需要的是，使凹状的工作面的曲率半径尽可能准确地匹配于凸状的整流子表面的曲率半径。这在崭新的刷的情况中通常借助所谓的磨合或跑合过程来实现，在该过程中，通过磨损使刷表面与整流子表面相匹配。
[0007]尤其是在运行开始时，也就是在电动马达第一次投入使用的情况中，在刷磨合之前，由于刷引导件和/或(刷)弹簧的力方向的公差使得在整流子的转动或旋转方向发生变换时出现扭曲的或变形的波纹信号，这是因为刷与整流子片之间的接触面在刷发生歪斜时减小。这使无传感器地确定旋转变量或定位变得困难。
[0008]为了改善在磨合或跑合期间的波纹信号，例如能想到刷表面的端侧几何形状。例如，DE 10 2008 044 138 A1公开了一种刷的跑合轮廓，其中，居中地在刷表面上布置有优选三个跑合肋，这些跑合肋以相对于刷表面的主轴线成角度的方式倾斜布置。在此，跑合肋相邻地并排布置并且具有的半径大于整流子半径。

技术实现思路

[0009]本专利技术的任务在于，说明一种特别适合的电动马达。尤其地，应改善在刷的磨合过程期间的波纹信号的信号质量。本专利技术的任务还在于，说明一种适合于此的刷。
[0010]在电动马达方面，该任务利用权利要求1中的特征来解决。在刷方面，该任务利用权利要求6中的特征来解决。有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。在电动马达方面所列举的优点和设计方案按意义地也能转移到刷上并且反之亦然。
[0011]根据本专利技术的电动马达尤其是设置为，以及适合于并设立为用于机动车辆的调节驱动器。为此，电动马达具有能绕马达轴线转动的整流子。整流子具有多个整流子片，它们在安装状态中被至少一个刷扫过。在此，刷具有面朝整流子的刷头，刷头具有凹状地弯曲的刷表面作为刷接触面或工作面。
[0012]凹状地弯曲的刷表面在此被理解为向内拱曲的表面。当该面的能任意选择的两个点之间的直的线段完全在主体之外延伸时，该主体的表面在此就是凹状的。在此，不考虑表面的其他区域。
[0013]接下来，对尤其是在电动马达的坐标系中的空间方向进行说明。“轴向”或“轴向方向”在此并在下文中尤其是理解为平行(同轴)于电动马达的马达轴线的方向，也就是垂直于整流子的端侧的方向。相应地，“径向”或“径向方向”在此并在下文中尤其是理解为沿着整流子或电动马达的半径而垂直(横向)于电动马达的马达轴线地取向的方向。“切向”或“切向方向”在此并在下文中尤其是理解为沿着整流子或电动马达的周向的方向(周向方向、方位角方向)，也就是垂直于轴向方向和径向方向的方向。
[0014]刷表面在此具有沿着轴向方向和切向方向的两个主轴线。刷表面在此尤其是切向弯曲的在轴向方向上延伸的面。刷表面的宽度在此在切向方向上延伸，其中，刷表面的高度在轴向方向上定向。
[0015]在刷上一体式、即一件式或单件式地成形有恰好两个平行的跑合肋，它们在径向方向上，即朝整流子或整流子片的方向竖直地从刷表面突出。例如在至少是跑合侧相对于整流子形成间隙的情况下，跑合肋的曲率或磨合半径大于圆柱形的、凸状地弯曲的整流子表面的曲率半径(整流子半径)，该整流子表面相应于整流子接触面或整流子工作面。
[0016]在此，凸状地弯曲的整流子表面被理解为向外拱曲的表面。当该面的能任意选择的两个点之间的直的线段完全在主体之内延伸时，该主体的表面在此就是凸状的。在此，不考虑表面的其他区域。
[0017]径向隆起的跑合肋偏离中心且轴向彼此间隔开地布置在刷表面上。在此，跑合肋向刷表面的轴向背对的面外边沿错开地布置，然而其中，跑合肋却并不延伸超出这些面外边沿。这意味着：跑合肋尽可能远离彼此地布置。换言之，在跑合肋之间形成了尽可能大的(轴向)净宽。
[0018]根据本专利技术，大致呈线形的跑合肋以相对于刷表面的面外边沿或主轴线成倾斜角的方式倾斜布置。换言之，跑合肋偏斜地或歪斜地在刷表面上延伸。因此，跑合肋尤其是具有切向的和轴向的分量。由此实现了特别适合的电动马达。
[0019]在此，本专利技术基于以下思路，即，仅通过在刷的崭新状态中对刷接触面进行设计来在常规的马达运行情况中优化波纹信号。通过倾斜的跑合肋，使得在与整流子协作的情况中促成刷的自主的取向，由此即使在非磨合的状态中也能产生合适的波纹信号。这意味着，
通过跑合肋使得在运行时间开始时并且即使在转动方向变换时也优化了波纹信号。
[0020]因为为了避免噪声生成而应存在跑合和磨合半径大于整流子的曲率半径，所以(在轴向方向上观察)应设置有尽可能窄的跑合肋，从而由此在相应短的运行时间中实现磨合。
[0021]在此尤其是在第一次投入使用电动马达时刷的自动磨合阶段的过程中，(即在此期间)，在刷的“跑合”或“磨合”的情况下，刷侧的曲率半径接近于整流子侧的曲率半径。在此，由导电的材料、尤其是棒状或颗粒状的经挤压的碳构成的刷的刷材料由于其滑磨地贴靠在整流子或整流子片上而被去除。当凹状的刷接触面的曲率半径与凸状的整流子表面的曲率半径实际上相等并因此刷的进行接触的圆弧面与整流子的圆柱形的接触面匹配时，磨合过程进而是跑合过程结束。在已磨合或已跑合的状态中，基本上完全去除了跑合肋。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有整流子(4)的电动马达(2)，所述电动马达具有至少一个刷(6)，所述刷具有凹状地弯曲的刷表面(20)作为用于所述整流子(4)的工作面，
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其中，所述刷(6)具有两个平行的跑合肋(22)，所述跑合肋垂直于所述刷表面(20)地竖立，
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其中，所述跑合肋(22)分别具有大于凸状的整流子表面(18)的曲率半径(RK)的曲率半径(RE)，
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其中，所述跑合肋(22)偏离中心且彼此间隔开地向所述刷表面(20)的两个背对的面外边沿(24)错开布置，并且
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其中，所述跑合肋(22)以相对于所述面外边沿(24)成倾斜角(α)的方式倾斜布置。2.根据权利要求1所述的电动马达(2)，其特征在于，所述跑合肋(22)基本上在所述刷表面(20)的整个宽度上延伸。3.根据权利要求1或2所述的电动马达(2)，其特征在于，所述倾...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔穆特，
申请(专利权)人：博泽班贝格汽车零部件欧洲两合公司，
类型：发明
国别省市：