电切换电动机以及对应的空气脉动设备的制作方法

本发明涉及电动机的部分，特别是涉及电切换电动机的部分。更具体地，本发明涉及包括这种电动机的电动车辆的空气脉动装置。配备有根据本发明的电动机的空气脉动设备用于例如电动车辆的通风、加热和/或空调系统中。

背景技术：

电切换电动机或者无刷直流电动机包括转子和定子组件，这些部件中的每个部件具有安装在其上的电磁元件，其相互作用使得转子相对于定子位移。转子和定子彼此独立地安装在所述电动机中，其必须确保这两个元件之间的相对定位对于电动机的最佳操作是正确的。此外，定子线圈中的电流切换产生电磁波，其可以干扰设置在附近的其他电子设备的操作。

技术实现要素：

本发明落入了这个部分，并且旨在提供一种电动机以及相关的空气脉动设备(air pulsation device)，其能限制电磁波在该空气脉动设备的外部传播。

“空气脉动设备”被理解为意指允许空气被吸入和吹出的设备。

一种空气脉动设备，包括电切换(electronic-switching)电动机，其包括转子和定子。该电动机尤其可以包括由该电动机的输出轴旋转驱动的换气轮，以及适于绕着定子旋转尤其可与输出轴旋转锁定的转子。

该定子具有多个齿，其以星型方式绕着纵向轴线径向设置，以便用于绕着每个齿缠绕磁性线圈的间隙形成于两个相邻的齿之间。

根据本发明，定子与用于支撑该电动机的支撑装置接触，所述的支撑装置可以是金属的，并电连接到电气地。此外，至少一个屏蔽物(screen)电连接到该支撑装置上，所述至少一个屏蔽物包括封闭组件，其沿着纵向轴线延伸以便在定子的两个齿之间填充至少一个所述间隙。

该布置可以使得形成连接到电气地的导电外壳，并且因此保持为固定电位，从而形成电磁屏蔽，其能在空气脉动设备内部包含由定子线圈的电流切换形成的电场。

根据第一系列特性特征，单独或者结合考虑，需要关注的如下：

-该屏蔽物在转子和定子之间横向延伸；

-该屏蔽物在定子的整个表面上延伸；

-该屏蔽物具有基本平的环形形式，尤其在其中心具有孔，以便其可被电动机输出轴穿过；

-封闭组件包括从所述屏蔽物的外周所限定的边沿基本垂直延伸的腿部；

-该腿部延伸的高度基本等于定子的间隙的高度；

-该腿部均匀布置在该屏蔽物的整个圆周上；

-屏蔽物上的腿部的数量等于定子上的间隙的数量；

-该屏蔽物固定在定子上。

有利的是，如上所述的屏蔽物是形成定子的部分盖子的第一屏蔽物，该定子的盖子还包括设置在所述定子和该支撑装置之间、定子的与所述第一屏蔽物覆盖的侧面相反的轴向侧上覆盖定子的第二屏蔽物，所述第二屏蔽物也电连接到支撑装置和电气地。

在本文中，需要关注的如下：

-第二屏蔽物相对于该电动机输出轴横向延伸；

-第二屏蔽物在定子的整个表面上延伸；

-第二屏蔽物具有基本平的环形形式，尤其在其中心具有孔，以便其可被电动机输出轴穿过；

-封闭组件基本从第二屏蔽物的外围所限定的边沿垂直延伸；

-第二屏蔽物固定在定子上；

-第二屏蔽物在定子和所述支撑装置之间轴向延伸；

-第二屏蔽物基本上作为安装在所述定子外围的板的延续而延伸；

-第二屏蔽物具有环形轮缘(rim)的形式；

-封闭组件基本上作为形成所述环形轮缘的壁的延续而轴向延伸；

-第二屏蔽物固定在该支撑装置上；

-该封闭组件安装在第一屏蔽物和第二屏蔽物上；一方面，安装在第一屏蔽物上的该封闭组件与安装在第二屏蔽物上的封闭组件相对延伸，所述封闭组件延伸的轴向尺寸比定子的轴向尺寸的一半略小；另一方面，这两个屏蔽物相对于定子布置，使得定子的齿之间的间隙交替由安装在第一屏蔽物上的封闭组件和安装在第二屏蔽物上的封闭组件填充，所述封闭组件在轴向尺寸上的延伸基本等于定子的轴向尺寸；

-两个屏蔽物具有共同的接地装置；

-该共同的接地装置由穿过该定子的、至少与第二屏蔽物以及第一屏蔽物接触从而与支撑装置接合的至少一个固定螺钉形成；

-该第一屏蔽物和/或第二屏蔽物由导电材料制成，例如该导电材料可以是铝；

-该电动机的输出轴通过滚珠轴承旋转安装在支撑装置内侧；

-在其中所述支撑装置具有板状形式以及尤其是具有柱(shank)的形式，其中柱设置成从板突出并且绕着该柱安装定子，该支撑装置的板形成了具有电子控制板的散热器，该电子控制板专门用于向定子线圈加载能量；

-转子，其绕着定子设置，具有至少一个永磁体，其与被施加电流的所述线圈的交互作用产生转子绕着定子的旋转运动。

本发明还涉及一种用于对电动车辆进行加热、通风和空气调节的系统，包括至少一个根据上面所述的空气脉动设备。

附图说明

本发明的其他特征性特点和优势将通过阅读对于在下文提供的实施例的详细描述并结合附图而变得更加清楚，在附图中：

图1是根据本发明的空气脉动设备的透视分解图；

图2以示意性的形式示出了一种空气脉动设备，其包括根据本发明的用于限制电磁辐射的轴向部件以及用于封闭图1中可见的定子的齿之间的间隙的部件；

图3是配备根据本发明的空气脉动设备的电动机的定子，以及形成轴向限制装置的屏蔽物的透视图，所述屏蔽物具有设计成位于定子齿之间的间隙中的根据本发明的封闭组件；

图4是与图3所示的类似的视图，其中屏蔽物已经组装在定子上，封闭组件位于定子齿之间的间隙内侧；

图5以示意的形式示出了一种空气脉动设备，其包括根据本发明特定实施例的轴向限制装置，该轴向限制装置具有设置在定子两侧的两个屏蔽物；

图6是根据图5的定子和具有两个屏蔽物的轴向限制装置的透视图；

图7以示意的形式示出了根据变形实施例的一种空气脉动设备，其包括用于该相同辐射的具有两个屏蔽物的轴向限制装置；以及

图8和9是形成空气脉动设备的定子的视图，即，叠片(图8)以及模制在这些叠片的叠堆上的壳体(图9)。

具体实施方式

一种空气脉动设备1，其能吸进或者吹出空气，包括至少一个电切换电动机2，其尤其可设计成通过电动机的输出轴8旋转驱动换气轮4，这里换气轮4的类型具有翅片6。该设备还可包括至少一个支撑装置10，其组合了几种功能，包括：支撑电动机2、冷却所述设备的部件、以及支撑用于控制所述电动机的电子控制板12。

该电动机主要包括感应定子14以及支撑输出轴8的被感应转子16，该输出轴8被设计成驱动换气轮4。定子14刚性连接到电动机的支撑装置10上，并且转子16绕着定子14设置，从而在由与转子16和定子14相关的绕组和磁体产生的磁场的作用下被旋转驱动。

定子14具有由绕着与转子的旋转轴线基本平行的主纵向轴线旋转产生的形式。定子包括叠片17的叠堆(一个叠片在图8中示出)和覆盖所述叠堆的壳体18，所述壳体由塑料制成。定子的叠片17沿着旋转的主轴线进行堆叠，设计为被堆叠的每个叠片具有臂19的形式，臂19绕着中心环呈星型设置并且通过垂直于所述臂的条20在其自由端延伸。

定子的壳体18，其在图9中详细示出，其具有两个外壳安装在叠片叠堆每侧上的形式，每个外壳具有圆环中心壁，该圆环中心壁限定出内部孔21的轮廓以及以星型形式径向设置的由多个齿22延伸的内表面。可以理解，壳体模制在叠片的叠堆上，以便壳体的齿覆盖叠片的臂，叠片的条延伸超出齿的径向自由端。定子14包括由几个相组成的励磁线圈，每个相包括至少一个绕线绕组26，其输出端电连接到本文未示出的供电装置上(特别地在图3中仅示出了连接装置28)。

在一个特定的实施例中，定子包括十二个齿，其是三相缠绕的。该绕线的缠绕绕着齿执行，每个齿具有一个绕组元件。如图所示，在壳体径向自由端处显现的叠片17的叠堆被设计成在每个齿22之间设置间隙30，从而留出必要的空间用于执行绕线绕着齿的缠绕。

转子16具有钟状形式，具有圆环形轮缘32以及在所述轮缘的一端处设置的闭合壁34。该闭合壁可以具有基本垂直于轮缘的轴线的平面形式，或者另外在该轮缘中底切出的内曲形式，该壁在其中心支撑该电动机输出轴8。

轮缘32的直径大于定子的外径，这样转子可以覆盖定子。该轮缘具有在该覆盖位置中朝向定子定向的内表面，并且至少一个永磁体36设置在轮缘的该内表面上。

当组装该电动机时，将定子14设置在由轮缘32界定的转子16的本体内。因此转子和定子这样进行设置，使得当定子14的线圈被提供电流时，安装在转子16上的永磁体36恒定设置在由定子14的线圈所产生的磁场中，从而产生转子绕着定子的旋转运动。

在包括根据本发明的电动机2的空气脉动设备1中，定子14和转子16这样进行设置，使得转子的闭合壁34朝换气轮4定向，并且定子14设置成面对支撑装置10。后者在本文中是板38和柱40的形式，其中柱40设置成从板突出、并且具有基本在板的中心处显现的内部通道42，这种支撑装置在本文中通过图1所示的支架44相对于车辆的结构固定。

板38在基本垂直于柱40的内部通道的旋转轴线的平面内延伸。柱，其基本是圆柱形的，设计成容置在定子14的内部孔21内部，并用于接收刚性连接到转子16上的电动机输出轴8，这样可以理解，该支撑装置10确保了转子16相对于定子14的正确定位。在图1、2、5和7中可以看到，柱40和板38形成了单一部件，这是基于这样的理解——柱和板的分离会引起这些部件中的任何一个毁坏。板38在附图中具有盘状形式，但是可以理解，其也可以采用其他形式，例如矩形、正方形、椭圆形、或者其他形式。

该支撑装置的板38形成了设置有电子控制板12的散热器，该电子控制板12尤其用于向定子线圈加载能量。该电子控制板设置在板38的一个侧面上，该侧面与柱40所在的侧面相反。

优选的是，支撑装置10由金属制成，并且其可通过热浆料热联接到该设备上。因此，作为散热器的板38可以通过热传导有效地冷却该电子部件。此外，支撑装置由金属制成并且连接到电子部件的地的事实允许阻断由该电子部件发出的电磁辐射，这些辐射会干扰电动机的运行。此外，支撑装置由金属制成的事实意味着定子14可以通过支撑装置10连接到地。事实上，支撑装置10的板38通过本文中的支架44相对于车辆的结构固定，以使得支撑装置被认为是电连接到地。优选的是，支撑装置由铝制成，这样轻便和导热良好的特性与这部分有关。

尤其是在图2，5和7中可以看到全部这些：定子14固定在支撑装置10上，转子16这样进行设置，以便绕着定子14旋转。尤其是，定子设置成绕着柱40，与柱的外侧进行接触，同时转子16通过其刚性连接的输出轴8被接收在柱的内部通道42内。线圈绕线的电气载能产生了磁场，其迫使转子受其承载的永磁体36驱动进行旋转。这样致使驱动电动机输出轴8，其示出为由转子16支撑，并且通过轴承可旋转地安装在支撑装置的柱40内部。

两个轴承46、48插入在支撑装置10内部，以便用作由转子16另外旋转驱动的电动机的输出轴8的旋转导引件。这些轴承可以是滚珠轴承，如所示出的，但是应该理解，它们可以采用滚子轴承、滚针轴承或其他类似的形式。

空气脉动设备1的换气轮4刚性连接到电动机的输出轴8的自由端上，输出轴8在定子14和支撑装置10的相反侧上延伸，并且换气轮4包括，设置在其外周上的多个翅片6。转子的旋转旋转地驱动该轮，有助于通过翅片产生脉动的空气。

根据本发明尤其值得注意的事实是，由转子16和定子14形成的电动机2还包括用于防止电磁辐射传播到电动机和空气脉动设备外部的限制装置。

尤其是，该电动机包括径向限制装置，即意味着其能限制相对于电动机的输出轴的纵向轴线基本垂直的该电磁辐射的传播。

所述定子的中心环壁的内侧与设置成从板38突出的柱40接触，应该理解到由柱40和板38形成的单件部件由金属制成并连接到电气地。作为结果，金属叠片17连接到电气地，并且在叠片的自由端处径向设置的条20形成了用于限制电磁辐射的装置。

为了使得这些径向限制装置有效，必须确保叠片17正确地连接到电气地并且确保因此在定子14和支撑装置10之间形成稳定的接触。例如，可以将定子的内部孔21设置为截头圆锥形式，其上安装定子14的支撑装置的柱40的外轮廓也具有对应的截头圆锥形式。通过这种方式，确保当定子安装到该支撑装置上时沿着柱的整个外周具有接触。

此外，根据本发明的该电磁辐射限制装置可是轴向限制装置并且包括至少一个由导电材料(尤其是铝)制成的、且电连接到地的额外屏蔽物。尤其是可以设想将这种屏蔽物设置在定子14的一侧或者另一侧，或者两侧。

在图2和3中，第一屏蔽物50在定子14和转子16之间相对于输出轴8横向设置。为了形成有效的限定装置，第一屏蔽物50在定子的整个直径上横向延伸。

如图3所示，第一屏蔽物50可以具有基本平的圆环形式，其中心具有孔口52，这样在转子和定子之间延伸的电动机的输出轴可以穿过，从而允许用于冷却电动机线圈所必需的空气流可以流过。作为其外周边沿54的连续，第一屏蔽物50可以沿着第一屏蔽物的整个圆周具有均匀的凸缘。

第一屏蔽物50固定到定子14上。通过螺钉所提供的固定装置还可使得该第一屏蔽物50的地设置在板38上。因此可以采用固定螺钉56来将第一屏蔽物50接地，该接地是必须的，以使得第一屏蔽物能够限制电磁辐射的传播。这些全部可以在图2中看到：至少一个固定螺钉56为此目的穿过定子14，从而，在定子的另一侧，在内螺纹孔58内与板38接合。屏蔽物的电连接和接地通过金属板38、接合在板中的至少一个金属固定螺钉56、以及屏蔽物与螺钉头之间的接触来实现。

在图3和4中可以看到，第一屏蔽物50可以轴向地设置有通风口60，其以圆形布置分布并且彼此均匀间隔。尤其地，在所示的构造中，其中定子14和第一屏蔽物50被布置以使得这些通风口延伸与间隙30以及留在定子的缠绕齿之间的间隙对齐，这样可以有效冷却安装在转子16以及定子14上的电磁装置。

第一屏蔽物50有利地包括基本从屏蔽物的外周边垂直延伸的腿部62。这些腿部延伸高度H1，如图3所示，并且沿着该屏蔽物的整个周面均匀设置。这些腿部62形成为用于封闭形成在定子中两个相邻齿22之间的间隙30的装置。当第一屏蔽物组装在定子上时，腿部位于这些间隙的内部，它们与从相邻齿22突出的金属条20平齐，从而形成基本连续的定子的外周面。腿部的高度H1基本对应于叠片叠堆的高度H2，如图3所示，腿部的宽度略小于间隙的宽度，这样每个腿部可以插入到每个间隙中。该屏蔽物具有的腿部62数量与定子上间隙30的数量对应。封闭腿部62有利地被形成壳体18并模制在叠片叠堆上的外壳导引和固定住，从而正确地插入并且完全填充对应的间隙。

应该理解，由腿部形成的这些封闭组件改进了电磁辐射的径向限制，在定子的整个圆周上形成了基本连续的部分，该部分的每个元件，无论其是叠片叠堆的条20还是腿部62，都如上所述连接到电气地。根据本发明尤其特别地是，用于执行电磁辐射径向限制的这些装置安装在用于执行对该相同辐射轴向限制的装置上。

现在特别参考图5-7描述特定实施例，其中，设置有两个屏蔽物从而在定子上提供更为有效的覆盖。在定子16和转子14之间如上所述地设置第一屏蔽物64从而覆盖定子14，将第二屏蔽物66设置在定子14相对于所述第一屏蔽物16覆盖的侧面相反的轴向侧上，即，在所述定子14和板38之间。该第二屏蔽物也像第一屏蔽物那样由铝制成。

由于板的存在，该第二屏蔽物可以具有几种变形。在第一种变形中，如图5和6所示，第二屏蔽物66相对于电动机输出轴的轴线横向延伸并具有与上述第一屏蔽物类似的形式，相对于定子对称。这样，第二屏蔽物66在定子的整个直径上径向延伸，且其包括从该屏蔽物的外周边垂直延伸的多个第二腿部68。如图5所示，与定子中的间隙30的数量对应的多个第二腿部68也设置在第二屏蔽物上。并且这些第二腿部中的每个延伸高度H3，如图6所示，基本等于高度H2的一半，且第一屏蔽物50的腿部62与第二屏蔽物的第二腿部68一样延伸相同的高度H3。因此，可以理解，在屏蔽物绕着定子组装的过程中，第一屏蔽物的腿部62和第二屏蔽物的第二腿部68位于间隙30中，每个封闭所述区域的一半。

通过未示出的变形，第一屏蔽物50的腿部62以及第二屏蔽物的第二腿部68可以分别延伸与间隙的高度相等的高度H1，且第一屏蔽物的腿部数量和第二屏蔽物的腿部数量可以等于定子间隙数量的一半，第一和第二屏蔽物的腿部交替填充间隙30。

至少一个固定螺钉56允许第一屏蔽物50和第二屏蔽物66接地，例如处于基本相同的板38的零电位处。这两个屏蔽物的存在能够确保电磁辐射被最佳轴向限制，并且由于封闭腿部更短，它可以使得提供用于定子的径向封闭腿部更强固。

根据第二变形，图7中示出，第二屏蔽物70可以基本上作为安装在所述定子14的外周上的板20的延续而轴向延伸，第二屏蔽物70因此具有环形轮缘的形式。在这种情况下，可以将第二屏蔽物固定在定子14和板38二者上。第二屏蔽物70在板38上的固定特别地因此可由第二固定螺钉执行，其中第二固定螺钉与对应的内螺纹孔口协同工作，该内螺纹孔口形成在绕着柱从板突出的第二柱中。从轮缘垂直延伸的固定腿部确保了第二屏蔽物的固定和接地。

上面的描述旨在介绍本发明是如何能实现预定的目的，并且特别地，提供了一种空气脉动设备，其通过设计出制造简单、安装简单、并且尤其有效的限制装置而限制电磁辐射的传播。特别地，采用径向限制和轴向限制可以在所有方向上形成限制，轴向限制装置被设置，径向限制与在其他地方设置的轴向限制装置互补。应该注意到，本发明并不限制为仅根据图1到7所明确表述的那些实施例的空气脉动设备。作为举例，在不脱离本发明的范围的情况下，可以调整屏蔽物的形式，这是因为其形成了以密封的形式封闭定子的至少一个侧面的壳体的部分。