接触换向式电动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种包括接触换向的电动机。本发明也涉及一种配备有可调节致动器和上述类型的电动机的车辆零件。
【背景技术】
[0002]电动机众所周知且电动机包括定子和转子，转子可关于定子旋转，转子传动或形成电动机的传动轴，借助于该传动轴可利用电动机的传动力。电动机分为直流电动机(简称为DC电动机)和交流电动机(简称为AC电动机)。此外，内转子和外转子彼此不同，转子通过内转子集中布置在定子上，定子通过外转子集中布置在转子上。最后，不接触换向式电动机与接触换向式电动机不同。接触换向通过借助于至少一个接触单元的物质或机械接触发生，为此该接触单元直接压在滑动轮廓上并产生电连接。接触单元也可叫做“刷子”。通常地，这种类型的接触单元包括由碳形成的接触体。相反，不接触换向电发生，即借助于对应的电子器件或电路。
[0003]电动机几乎用于所有科技领域。特别地，电动机也用于车辆以调节可移动致动器。意在举例并且不限制一般性，在这里要提及将节流阀用作致动器的节流装置，该节流装置可通过电动机的帮助调节，以扼制内燃机的通风系统的新鲜气流流入。此外，可想到襟翼设备，在该襟翼设备中至少一翼可通过电动机的帮助调节，例如以影响新鲜空气填充进内燃机的燃烧室。此外，电动机可用于装料设备的涡轮机，优选于废气涡轮增压器，例如以致动排气阀或致动可变几何涡轮机。
[0004]特别是在自动使用中，各个电动机可承受相对较大的热负荷，结果减少各个电动机的耐久性或预期使用寿命。
[0005]特别地，在电动机必须运行与回复力相反的致动器的使用中也可产生增加的热负荷，以致在各个线圈装置中全部的电力转化为热，热在温暖或高温环境不会或仅会少量散发。
【发明内容】
[0006]本发明关心的问题是为这种类型的电动机或配备有这种类型的电动机的车辆零件提出改良的实施方式，特别是配备有这种类型的电动机的车辆零件增加了电动机的实用寿命O
[0007]根据本发明，这个问题由所述独立权利要求的主题解决。有利的实施方式形成所述附属权利要求的主题。
[0008]本发明基于所述总体思路，即配备所述电动机作为包括接触换向的内转子，其中线圈装置特地布置在所述定子上，同时在所述转子上提供磁铁装置。通过使用接触换向，可省掉在不接触换向情况下需要的电子器件。所述线圈装置安置在所述定子上，各个所述线圈就内转子来说径向向外分布，即一方面在相对较大的横截面上且另一方面在所述电动机的外罩上或内，结果所述线圈装置的热可相对较容易散发。借助于所述建议的结构，所述电动机的热负荷显著减少，所述电动机和任意配备有所述电动机的车辆零件也相对延长使用寿命O
[0009]由于根据本发明的结构，所述电动机也可有利的用于热负荷应用，譬如用于布置于所述发动机附近的车辆零件。因此，配备有该电动机(例如节流装置、或襟翼设备、或涡轮机、或有可变几何涡轮机或排气阀的废气涡轮增压器)的车辆零件增加了使用寿命。
[0010]根据本发明的所述电动机优选设定为直流电动机。然而，作为交流电动机的实施方式在原则上也可行。
[0011]所述磁铁装置包括至少一个永久磁铁，该永久磁铁固定布置在所述转子上。所述线圈装置包括至少一个电线圈，该电线圈固定布置在所述定子上。根据本发明，所述线圈装置的所有所述线圈都布置在所述定子上，以致没有线圈装置在所述转子上。优选地，所述磁铁装置的所有所述永久磁铁都特地布置在所述转子上。
[0012]所述接触单元也可叫做“刷子”。通常地，这种类型的接触单元有碳制成的接触体。
[0013]根据有利的实施方式，所述接触换向可包括接触单元装置，该接触单元装置通过所述转子传动可旋转且有至少一个接触单元，和滑环装置，该滑环装置关于所述定子以旋转固定的方式布置，特别地以旋转固定的方式固定布置在包含所述定子的外罩上，并且有至少一个滑环。由此产生在几何学上简单、坚固、可靠的机械换向。
[0014]根据有利的发展可提供多个滑环，至少两个所述滑环在所述滑环装置内形成滑环组并且通过至少一个所述接触单元装置的接触单元彼此电连接。所述接触单元装置或各个所述接触单元相对于所述转子便利地电绝缘。此外，所述滑环装置或各个所述滑环相对于所述外罩电绝缘。由于所述内接触单元装置布置在所述转子一端，仅布置在所述定子一端的所述滑环装置的所述换向发生在所述转子一端，结果所述滑环的电气化可通过所述固定的外罩发生并且结果该电气化相对地得到促进。
[0015]根据另一有利的发展，可提供各个所述滑环组仅包括两个滑环，该两个滑环构成滑环对。各个所述滑环对可包括第一滑环和第二滑环。所述第一滑环可电连接至所述线圈装置或至所述相关的线圈股。相反，所述第二滑环可在所述圆周方向上被分离并且所述第二滑环包括至少一个正极段，至少一个负极段和至少两个绝缘段。在这种情况下，各个所述正极段电连接至所述电动机的正极端，该正极段可连接至所述电动机的电源的正极，同时各个所述负极段电连接至所述电动机的负极端，该负极端可连接至所述电源的负极。相反，各个所述绝缘段以电绝缘的方式设定并且该绝缘段在每种情况下在所述圆周方向上布置在一个正极段和一个负极段之间。借助于在这里所建议的构造，当所述转子旋转时，通过各个所述第一滑环或各个所述相关的线圈股分配的所述线圈装置通过各个所述接触单元交替连接至所述电源的负极和正极，结果可实现具有交替极性的旋转磁场。
[0016]在进一步的发展中，每一个磁北极和每一个磁南极可在所述磁铁装置内构成磁极对，所述正极段的数目和所述负极段的数目优选等于所述磁极对的数目。例如，在所述转子上仅出现一个单独的极对，那么各个所述第二滑环包括正好一个正极段和正好一个负极段。结果，特别地可将所述接触单元装置固定布置在所述转子上，以致所述转子的转速与所述接触单元装置的转速相同。
[0017]可供选择地，也可想到一种实施方式，在该实施方式中，各个所述滑环组或整个所述滑环装置包括正好三个滑环，即第一滑环，该第一滑环电连接至所述电动机的正极端(该正极端可连接至所述电动机的电源的正极)，第二滑环，该第二滑环可电连接至所述电动机的负极端(该负极端可连接至所述电源的负极)，和第三滑环，该第三滑环在所述圆周方向上被分离且该第三滑环包括多个绝缘段和多个线圈段，该线圈段电连接至所述线圈装置并且在所述圆周方向上交替。此外，在这种类型的实施方式中，至少提供一个接触单元，该接触单元将所述第一滑环电连接至所述第三滑环，至少提供一个另外的接触单元，该另外的接触单元将所述第二滑环连接至所述第三滑环。这种类型的实施方式减少所述滑环装置内的滑环数目，因为可借助所述第三滑环的所述导体段控制不同的线圈或不同的线圈股，该第三滑环便利地轴向布置在所述第一滑环和所述第二滑环之间。
[0018]在进一步可供选择的实施方式中，可提供所述滑环装置仅包括一个单独的，常见的滑环，该滑环在所述圆周方向上被分离并且该滑环有至少一个正极段，该正极段电连接至所述电动机的正极端，该正极端可连接至所述电动机的电源的正极；至少一个负极段，该负极段电连接至所述电动机的负极端，该负极端可连接至所述电源的负极；至少一个电连接至所述线圈装置的线圈段；和至少一个电绝缘的绝缘段，各种所述段在所述圆周方向上彼此相接，使得在每种情况下一个线圈段布置在正极段和负极段之间并且在每种情况下绝缘段布置在正极段和负极段之间。由于所述仅一个单独的，常见的滑环的使用，使得在所述轴向上出现所述接触换向的极度紧凑结构。
[0019]在有利的实施方式中，在所述线圈装置内可提供绕组(该绕组形成单独的线圈或串联连接的多个线圈)构成线圈股，所述线圈装置有多个线圈股。所述常见的滑环有多个线圈段，每个线圈段只电连接至一个线圈股，同时每个线圈股电连接至至少一个线圈段。使得，可借助所述常见的滑环使多个线圈或多个线圈股换向。
[0020]在进一步可供选择的有利实施方式中，在所述线圈装置内可提供绕组(该绕组形成单独的线圈或串联连接的多个线圈)构成线圈股，所述线圈装置有多个线圈股。在这种情况下，所述滑环装置正好有两个滑环，第一滑环在所述圆周方向上被分离，且该第一滑环有多个正极段，该正极段在每种情况下电连接至所述电动机的正极端，该正极端可连接至所述电动机的电源的正极，并且每个线圈股有至少一个线圈段，该线圈段电连接至各个所述线圈股，各种所述段相对于彼此在所述圆周方向上电绝缘。此外，第二滑环在所述圆周方向上被分离，且该第二滑环有多个负极段，该负极段在每种情况下电连接至所述电动机的负极端，该负极端可连接至所述电源的负极，并且每个线圈股有至少一个线圈段，该线圈段电连接至各个所述线圈股，各种所述段相对于彼此在所述圆周方向上电绝缘。在这种设计中，可用紧凑构造控制多个线圈和极对，结果所述电动机可引起更大的转矩。另外，可由此减少静区的危险，在该静区中所述电动机无法启动或仅能以非常大的电流启动。
[0021]根据有利的发展，在所述第一滑环中，各种所述段可在所述圆周方向上彼此相接使得至少一个线圈段布置在两个正极段之间，同时在所述第二滑环中，各种所述段可在所述圆周方向上彼此相接使得至少一个线圈段布置在两个负极段之间，结果应可产生可靠的换向。
[0022]此外或可供选择地，可提供所述第一滑环有用于每个线圈段的电绝缘的绝缘段，各种所述段在所述圆周方向上彼此相接使得每个线圈段在一端邻近绝缘段并且在另一端