专利名称：用于电机的换向器和电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于电机的换向器。
背景技术：
这种换向器已经在根据一般性的现有技术的直流电机中是已知的并且具有布置 在换向器主体上的薄片，该薄片在面向电枢的绕组侧的侧面上与线绕组的绕组端部电接触 或连接。基于由电枢的旋转所引起的离心力，在线端或者绕组端部与薄片之间的连接也必 须在电枢的相对较高的转速的情况下构造成稳固的。因此已知的是，薄片的面向线绕组的端部径向地向外弯曲和弯回，因此薄片端部 背离线绕组指向。通过薄片端部的这种钩形的构造方案，确保了将绕组端部可靠地抵靠或 者固定在薄片端部上。此外已知的是，在薄片上构造有槽缝，在该槽缝中可以插入线端或者绕组端部。通 过特别是通过钎焊连接或熔焊连接而固定在槽缝中的绕组端部，同样也可以产生可靠的连 接。在具有薄片端部上的槽缝的换向器中，绕组线的最大直径由薄片端部上的宽度或薄片 表面的直径限制。为了将绕组线可靠地连接到薄片上，因此可能需要附加的措施。在具有 钩形的薄片端部的换向器中，特别是当薄片数量很多时，换向器主体的直径或薄片的布置 就此而言是关键的，必须避免的是，彼此相邻的线匝的绕组端部在薄片的区域中接触，这是 因为其可能导致在所涉及的绕组之间的短路。一种用于减少或避免所述的问题的措施在于，减少薄片的数量，或者减少绕组的 线直径。另一个措施在于，提高薄片表面的直径或应用多个更细的、并联的线。所有这些措 施然而可能导致电机上的不期望的特性。因此难以实现例如来自相同结构系列用于不同工 作电压的转子或电机的几何尺寸的可更换性。此外可以考虑的是，炭刷的和/或换向器的 使用寿命降低。此外可能导致绕组的升温、效率的减小或运行噪音。这种效果(由相对较高 的功率密度引起)在相对较小的电机中与较大的电机相比更强烈地出现。
发明内容
从所描述的现有技术出发，本发明的目的在于这样地对根据权利要求1的前序部 分所述的用于电机的换向器加以改进，即在换向器相对于现有技术不改变直径的情况下， 能够实现应用相对较粗的绕组线，而不会在装配时或者在换向器工作期间导致功能削弱或 电机的电性能的另外的不利之处。该目的在具有权利要求1所述特征的用于电机的换向器 中实现。本发明的构思在于，通过薄片的相应端部的错位的布置，实现用于线端或绕组端部 的附加的自由空间或附加的连接空间，从而尽管应用了相对较粗的线，其也能够没有问题 地与各自的薄片相连接，而不会产生相邻的薄片或线相互接触的危险。根据本发明的用于电机的换向器的有利的改进方案在从属权利要求中给出。来自 于至少两个在权利要求书、说明书和/或附图中公开的特征的所有组合都在本发明的范畴 中。
为了特别将换向器在轴向长度上的结构长度保持得尽可能小，在本发明的一个优 选的改进方案中提出，薄片的端部在两个彼此平行的平面中终结；并且薄片的端部相对于 两个平面在圆周方向上观察相互交错地布置。为了将线端在薄片上的接触面积或连接面构造得尽可能大，在本发明的另一个构 造方案中提出，薄片的端部构造成加宽的。端部的特别是T形的构造方案能够实现彼此错接的薄片布置，因此相对较少地延 长了换向器的轴向的结构长度。为了对线端或绕组端部进行固定还有利的是，即在端部中构造了用于线端的固定 槽。该固定槽特别可以用于将线端熔焊或钎焊在槽中，而不会因此增大换向器的外直径。为了不增大换向器的外直径，还可以规定，端部部段径向地与薄片的平面对齐。在一个可替换的实施方式中也可能的是，即端部构造成钩形的并且径向向外弯 曲。在这种构造方案中特别可以放弃在薄片的端部中的槽或类似物的构造，因此可以相对 价廉地实现薄片的或换向器的制造。如果换向器主体由塑料制成并且构造为喷铸件或模铸件，如果换向器主体在面向 薄片的端部的侧面上具有用于线端的导引区域，以及如果导引区域构造为在换向器主体中 成形的区域，则还可以实现线端的附加的导引以及彼此相邻的线端的可靠的电隔离。由此 可以在制造换向器主体期间就已经考虑到导引区域并且因此不需要附加的制造步骤。在最后提到的导引区域中还特别有利的是，绕组的布置在导引区域中的线端利用 介质、特别是粘合剂、铸型树脂或滴浸树脂固定在导引区域中。本发明也涉及一种电机、特别是直流电机，具有根据本发明的换向器。这种电机尽 管在电枢绕组的相对较大的线的情况下也能够实现制成相对较紧凑地构造的换向器。
本发明的另外的优点和特征由下面的对于优选的实施例的说明以及参照附图得
出ο图中示出
图1示出了根据本发明的换向器的薄片的布置的透视图， 图2示出了根据图1的布置的截面图以用于显示换向器的薄片的内部区域， 图3示出了根据图2的细节以用于显示加强环的布置，
图4和图5示出了在不同的制造步骤期间的、具有其薄片的换向器主体的透视图， 图6和7示出了在第二种经过修改的制造流程中的根据图4和5的视图， 图8示出了换向器的透视图，其中该换向器与线端电接触， 图9示出了根据图8的在与线端的连接部位的区域中的细节， 图10和图11在透视图中示出了第二根据本发明的换向器， 图12在透视图中示出了根据图10和11的换向器，具有连接上的线端， 图13在透视图中示出了根据图12的线端的连接的细节，和
图14示出了根据图10和11的部分截面的换向器，以用于表明在换向器主体中的导引 区域。相同的部件或具有相同功能的部件在附图中以同样的附图标记示出。
具体实施例方式在图1中示出了根据本发明的换向器10的部件，如其特别用作为电机的组成部 分，特别优选地用作为直流电机的组成部分那样。在图1中可以看到多个薄片11和12，它们以到换向器10的纵轴线13相同的径向 间距r并排相距地布置并且构成了共同的圆周表面。在此，薄片11和12的布置在图1中 未示出的电枢的绕组侧上的端部14和15分别构造为T形的。对于薄片11，薄片11除了 端部14之外分别具有恒定的宽度，而另外的薄片12具有宽度减小的部段16。其中薄片11 的T形的端部14在此布置在另外的薄片12的宽度减小的部段16中。对于本发明来说重要的是，在换向器10的圆周方向上观察，薄片11和12或端部 14和15彼此之间交错，因此端部14在垂直于换向器10的纵轴线13的第一平面18中终 结，而薄片12的另一个端部15在同样也垂直于换向器10的纵轴线13的第二平面19中终 结。由于两个平面18和19彼此平行地布置，因此平面18在电枢的绕组侧上与电枢的绕组 的间距比另一个平面19更大。在图2中示出了薄片11和12的布置的部分截面的视图，其中可以看到，薄片在其 面向纵轴线13的内侧面上分别具有肋状的部段21、22，该部段在彼此背离的侧面上形成了 凹槽23和24。凹槽23和M用于容纳特别是加强环或者加固环25，其用于加固或者径向 紧固薄片11和12。在此对于相应于箭头沈的装配方向更加简单地引入或者推入加强环或 者加固环25，有利的是，凹槽23和M的内圆周大于加强环或者加固环25的外直径。这样制成的结构单元由薄片11和12以及必要时也由加强环或者加固环25组成， 该结构单元被插入图中未示出的工具中，该工具用于制成特别在图4至7中示出的换向器 主体27。在此，换向器主体27特别由塑料制成并且由喷射或铸造工艺形成。如根据图4和5可看到地，换向器主体27具有贯通的长孔28，因此换向器主体27 可以特别被压到电枢轴上或者与电枢轴抗转动地连接。在图4中示出了换向器10的或换向器主体27的第一制造方法，其中在薄片12之 间分别构造了自由空间四以用于将绕组线引导引薄片11的方向，其中自由空间四在侧面 由塑料材料30限定，以便使处于各自的自由空间四中的线与薄片12电绝缘。在此，自由 空间四通过用于制造换向器主体27的工具的相应构造加以考虑。在图5中示出了根据另一个制造步骤的换向器11，其中在薄片11和12的端部14 和15中通过冲压或铣削过程分别构造了一个在实施例中倾斜延伸的固定槽31、32。补充地 提出，固定槽31、32也可以构造或布置成另外的方式。在图6和7中示出了一种用于换向器主体27的可替换的制造过程。在该制造过 程中，当换向器主体27围绕喷射或者形成之后，根据图6，首先是在薄片11和12之间在其 端部14和15的区域中的整体空间利用塑料进行喷射或填充。随后，根据图7，在一个唯一 的制造步骤中特别是通过铣削同时地形成了自由空间四和固定槽31和32。在图8中示出了这种状态，其中电枢的绕组的线端1和2布置在固定槽31和32中 以及自由空间四中。在此，在线端1和2之间的连接在固定槽31和32中的区域中特别是 通过熔焊或钎焊连接33实现，而线端2在自由空间四中附加地通过介质34、例如粘合剂、 铸型树脂或滴浸树脂加以紧固或者固定。
在图10至14中示出了改变的换向器10a。在此重要的是，该换向器的薄片36、37 在面向线端1和2的侧面上成钩形地径向向外弯曲。在此，薄片36和37的端部38和39 在换向器IOa的轴向方向上观察从线端1和2伸出，因此其形成了用于线端1和2的径向 的紧固。如同特别是根据图11可看到地，薄片36的一个端部38布置在第一平面41的高 度处，而薄片37的另一个端部39布置在第二平面42的区域中。在此，第二平面42到线端 1和2具有比第一平面41的更小的距离。在图12和13中示出了，线端1和2是如何围绕着薄片36和37的端部38和39 成套圈状设置的。在此如特别根据图13可看出地，在线端1和2之间形成了距离a，该距离 使线端1和2在空间上相距并且因此也使它们彼此电隔离，其中距离a的大小通过端部38 和39的轴向的错位布置以及其套圈形式的、围绕端部38和39的导引来决定。特别地在图14中还可看到用于薄片36的导引部段43，该导引部段构造在换向器 主体27a中，以便更好地引导或稳固线端1。同时可以通过这种措施也减少转子绕组的绕组 头部的外直径，这是因为线端1现在径向上看去位于更深处。补充地说明，即在线端1和2之间的连接在换向器IOa中在端部38和39的区域 中同样也优选地通过(未示出的)钎焊或熔焊连接33实现。此外当然也可以在换向器IOa 中，相应于换向器10，设置加强环或者加固环25。就此而言所描述的换向器10、10a可以以多种方式和方法改变或者变换，而不会 偏离本发明的构思。这在于在换向器10、10a的轴向方向上观察错位布置的、薄片11、12或 36,37的端部14、15或38、39的构造，其对于相对较大的空间来说使线端1和2的固定。因 此特别也可以规定，取代两个平面18、19或41、42而设置用于薄片端部的多个平面。其数 量仅仅通过换向器10、10a的可能的轴向长度或电枢的结构长度而限制。
权利要求
1.一种用于电机的换向器(10 ；10a)，所述换向器具有换向器主体(27 ；27a)，在所述 换向器主体的外圆周上平行于所述换向器(10 ;10a)的纵轴线(13)布置了多个导电的、长 形的薄片(11，12 ；36，37)，其中彼此相邻布置的所述薄片(11，12 ；36，37)彼此电绝缘，并且 其中所述薄片(11，12 ；36，37)的面向电枢的线绕组的端部(14，15 ；38，39)分别与至少一个 线端(1，2)导电连接，其特征在于，所述薄片(11，12 ；36，37)的端部(14，15 ；38，39)垂直于 所述换向器(10 ；IOa)的纵轴线(13)在彼此错位布置的平面(18，19 ；41,42)中终结。
2.根据权利要求1所述的换向器，其特征在于，所述薄片(11，12；36, 37)的端部(14， 15 ；38，39)在两个彼此平行的平面(18，19 ；41,42)中终结；并且所述薄片(11，12 ；36, 37) 的端部(14，15 ；38，39)相对于所述两个平面(18，19 ；41，42)在圆周方向上观察相互交错地 布置。
3.根据权利要求1或2所述的换向器，其特征在于，所述薄片(11，12)的端部(14，15) 构造成加宽的。
4.根据权利要求3所述的换向器，其特征在于，所述薄片(11，12)的端部(14，15)构造 成T形的。
5.根据权利要求3或4所述的换向器，其特征在于，在端部(14，15)中构造了用于所 述线端(1，2)的固定槽(31，32)。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的换向器，其特征在于，端部(14，15)径向地与 所述薄片(11，12)的平面对齐。
7.根据权利要求1或2所述的换向器，其特征在于，所述端部(38，39)构造成钩形的 并且径向向外弯曲。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的换向器，其特征在于，所述换向器主体(37； 37a)由塑料制成并且构造为喷铸件或模铸件；所述换向器主体(37 ；37a)在面向所述薄片 (11 ；36)的端部(14 ;38)的侧面上具有用于所述线端(1)的导引区域(29 ；43);并且所述导 引区域(29 ；43)构造为在所述换向器主体(37 ；37a)中成形的区域。
9.根据权利要求8所述的换向器，其特征在于，布置在所述导引区域(29)中的线端 (1)利用介质(34)、特别是粘合剂、铸型树脂或滴浸树脂固定在所述导引区域(29)中。
10.电机，特别是直流电机，具有根据权利要求1至9中任一项所述的换向器(10； 10a)。
全文摘要
本发明涉及一种用于电机的换向器和电机。所述换向器具有换向器主体(27；27a)，在所述换向器主体的外圆周上平行于所述换向器(10；10a)的纵轴线(13)布置了多个导电的、长形的薄片(11，12；36，37)，其中彼此相邻布置的所述薄片(11，12；36，37)彼此电绝缘，并且其中所述薄片(11，12；36，37)的面向电枢的线绕组的端部(14，15；38，39)分别与至少一个线端(1，2)导电连接，其中，所述薄片(11，12；36，37)的端部(14，15；38，39)垂直于所述换向器(10；10a)的纵轴线(13)在彼此错位布置的平面(18，19；41，42)中终结。
文档编号H02K13/00GK102097729SQ20101058689
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月14日 优先权日2009年12月15日
发明者L·肖恩, W·里克 申请人:罗伯特.博世有限公司