电刷换向的直流电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的电刷换向的直流电机以及一种用于制造电刷换向的直流电机的方法。
【背景技术】
[0002]例如从DE 10 2011 082 543 A1中已知的这种电刷换向的直流电机包括定子，所述定子承载多个励磁磁极;和围绕转动轴线相对于定子能转动的转子，所述转子具有多个极齿。在每个极齿上设置有多个绕组。设置在转子上的换向器具有多个换向器片，其中每个绕组经由第一绕组臂与换向器片中的一个连接并且经由第二绕组臂与换向器片中的另一个连接。此外，设有多个短路桥，所述短路桥分别将两个绕组彼此电连接并且对此分别设置在换向器的至少两个换向器片上。在此，多个极齿的多个绕组通过多个线绕环形成，其中每个线绕环包括每个极齿的一个绕组和将绕组连接的短路线并且由连续的线缠绕。
[0003]在直流电机中，通常电刷对的数量应对应于(磁性的)励磁磁极的数量的一半。如果直流电机例如在定子上具有六个励磁磁极，那么通常可以设有三个电刷对、即六个电刷，所述电刷与换向器以滑动的方式处于接触并且对转子的绕组以期望的方式通电。电刷在此以围绕转动轴线相同分布的方式设置在定子上并且具有交替的电极性，使得在直流电机运行时具有负极性的电刷跟随具有正极性的电刷并且反之亦然。具有正极性的电刷和具有负极性的电刷在此能够彼此电连接，这需要具有复杂结构和电路耗费的相对大的电刷支架。
[0004]出于该原因，在从DE10 2011 082 543A1中已知的直流电机中设有多个短路桥，所述短路桥设置在转子上并且分别将换向器的至少两个换向器片电短路，以便将各个换向器片置于相同的电势上。以该方式能够降低所需要的电刷对的数量，使得尽管应用例如六个励磁磁极但仅需要一个电刷对，而不妨碍直流电机的运行特性。
[0005]直流电机的使用短路桥来将换向器的换向器片短路的另一布置从US6，694，599B1中已知，其中短路桥作为线以分开的方式布设在换向器的换向器片之间。
[0006]从JP 2004/088915 A2中已知一种直流马达，其中定子具有六个励磁磁极，转子具有带有各一个绕组的八个齿，并且换向器具有二十四个换向器片。绕组在此彼此连接，使得其形成闭合的环路并且彼此串联连接。未设置短路桥并且也不需要短路桥，因为电刷的数量为六并因此对应于励磁磁极的数量。
[0007]在从W02011/121991 A1中已知的电刷换向的直流电机中，在转子上，在极齿处设有多个绕组，其中在每个齿上设有一个绕组。这些绕组在此经由短路桥彼此连接，其中短路桥通过设置在极齿之间的槽布设并且将换向器片短路，绕组也连接到所述换向器片上。
[0008]如果在每个极齿上设有多个绕组，如这例如在DE 10 2011 082 543A1中所提出的那样，并且如果绕组利用唯一连续的线或利用多个连续的线以多个线绕环缠绕，那么得到:每个换向器片多次用一个或多个线连接并进而至少承载与所存在的线绕环那么多的线连接部。如果例如将三个线绕环设置用于在每个极齿上设置三个绕组，那么每个换向器片承载至少三个线连接部，所述线连接部例如通过如下方式构成:每个线绕环的连续的线悬挂到设置在换向器片上的钩上。
[0009]通过每个换向器片必须承载多个线连接部的方式，相应设计的连接装置、例如钩必须设置在每个换向器片上，所述换向器片能够接纳相应数量的线连接部。这提高了电机尤其在其轴向方向上所需要的结构空间，因为对于连接装置而言必须预留结构空间。
[0010]如果线绕环分别构成为闭合的绕环，其中绕环始于一个换向器片并且也再次终止于相同的换向器片，那么至少一个换向器片甚至必须承载比所存在的线绕环更多的线连接部。在由连续的线缠绕全部线绕环的情况下得到刚好一个换向器片，线始端以及还有线末端连接到换向器片上，使得所述换向器片必须承载数量对应于线绕环数量加一的线连接部。如果每个线绕环由唯一连续的线缠绕，那么多个换向器片必须承载数量对应于绕环数量加一的线连接部。
[0011]由此进一步提高尤其可在轴向方向上设置的结构空间。
【发明内容】
[0012]本发明的目的是:提出一种电刷换向的直流电机以及一种用于制造电刷换向的直流电机的方法，其中绕组和短路桥能够由连续的线缠绕，而由此不会极大地增大轴向的结构空间需求。
[0013]所述目的通过具有权利要求1的特征的主题来实现。
[0014]因此提出:连续的线的第一线端部与第一换向器片连接，并且连续的线的第二线端部与同第一换向器片不同的第二换向器片连接。
[0015]本发明基于如下思想:线绕环中的至少一个不构成为闭合的绕环，其中借助于所述线绕环将绕组设置在转子的极齿上。对此，连续的线的第一线端部与第一换向器片连接，并且连续的线的第二线端部与同第一换向器片不同的第二换向器片连接，使得线在其始端和其末端处连接在不同的换向器片上，并进而不形成闭合的环周。
[0016]这在不改变电刷换向的直流电机的电学特性的情况下是可行的，因为并非一定必须多重设有全部短路线。如果短路桥已经通过线绕环形成，那么短路桥不必通过另一线绕环来加倍，而是也可以被取消。只要通过至少一个线绕环实现两个绕组之间的短路桥，其在另外的线绕环处就可以被取消，这实现:将一个、多个或还有全部线绕环设置为非闭合的绕环，其中线端部连接到不同的换向器片上。
[0017]尤其得到:与第一线端部相邻的第一绕组和与第二线端部相邻的第二绕组并不经由短路桥彼此电连接，使得形成开放的绕环。当在线绕环中被取消的短路桥通过另一线绕环构成使得线绕环的第一绕组和最后的绕组经由另一线绕组的短路桥彼此电连接时，线绕环在电学上是闭合的。
[0018]通过形成一个线绕环的连续的线以其始端和其末端连接到不同的换向器片上的方式，对于该线绕环而言，没有一个换向器片不仅被线始端而且被线末端占用。这实现:降低每个换向器片的线连接部的最大数量，其中有利地每个换向器片承载数量刚好对应于线绕环数量的线连接部。如果例如为了构成每个极齿三个绕组而设有三个线绕环，那么每个换向器片的线连接部的数量有利地为三。通过一个或多个换向器片不必承载多于线绕环数量的线连接部，那么钩不必设计得更大，并且优选全部钩可以相同地构成，其中将连续的线为了电连接到换向器片上而悬挂在所述钩上。
[0019]优选地，每个极齿的多个绕组与相同的换向器片连接。因此，每个极齿的多个绕组在电学方面相同作用的方式连接并且在直流电机运行中以相同的方式通电，使得在每个极齿处形成绕组的并联电路。通过每个极齿设有多个绕组，绕组可以整体上由较薄的线缠绕，这实现降低电机的径向结构空间。在此，通过为每个极齿设有多个绕组尽管也提高每个换向器片的线连接部的数量。但通过并非每个线绕环都闭合地构成的方式，至少可以确保:每个换向器片的线连接部的数量不超过线绕环的数量。
[0020]基本上，可以考虑不同的方法方式以缠绕线绕环并且是可行的。
[0021 ]在第一实施方式中，每个线绕环由单独的线缠绕。在此，线绕环例如可以根据多飞轮绕组技术或多针式绕组技术来缠绕并且可以通过不同的线绕环始于不同的极齿的方式来同时制造。
[0022]在该实施方式中，优选地，每个线绕环可以构成为非闭合的绕环，其中线始端和线末端安置在不同的换向器片上。未设置在一个线绕环中的短路桥在此可以通过另一线绕环的相应的短路桥来形成。当线绕环始于不同的极齿时，得到每个换向器片的最大数量的线连接部，所述线连接部的数量对应于线绕环的数量。
[0023]在另一实施方式中，全部线绕环也可以由唯一的连续的线缠绕，其中对此例如可以使用飞轮绕组技术或针式绕组技术。因此，仅一个连续的线设置用于安置全部绕组，其中至少最后的线绕环不是闭合的，因为线始端和线末端连接到不同的换向器片上。未设置在最后的线绕环中的短路桥在此在电学方面通过另一线绕环的短路桥取代，使得在最后的线绕环中取消短路桥对于电机的电运行方式没有影响。
[0024]用于将两个换向器片短路的短路桥在有利的设计方案中可以通过其如下方式分别围绕至少一个极齿布设:即所述短路桥分别从一个换向器片穿过两个极齿之间的槽围绕至少一个极齿延伸并且穿过另一槽延伸至另一换向器片。这基于如下构思:将短路桥安置在转子上，使得其延伸穿过极齿之间的槽之间并且与此相应地布设在如下空间中，在所述空间中也将绕组设置在极齿上。这一方面实现减小结构空间，因为不必为短路桥预留附加的结构空间。短路桥可以以简单的方式通过槽围绕一个或多个极齿布设，以便将换向器片以短路的方式彼此连接。另一方面，以该方式可行的是:绕组和短路桥由唯一的线并进而连贯地制成，使得绕组和短路桥在唯一的工作步骤中能够安置在转子上。因此取消一方面用于安置绕组和另一方面用于安置短路桥的单独的工作步骤。
[0025]将短路桥分别围绕至少一个极齿布设可理解为:每个短路桥至少部分地围绕接合至少一个极齿。短路桥在此环周但并非完全地包围一个或多个极齿，而是例如始于一个换向器片在转子的设置有换向器的换向器片的前侧上插入到槽中，在转子的后侧上沿着一个或多个极齿伸展，并且通过另一槽向回引导至转子的前侧，以便在该前侧与另一换向器片连接。
[0026]短路桥不必能通过槽或围绕极齿引导。更确切地说，短路桥也能够在换向器下方引导通过。
[0027]例如可以通过定子上的永磁体构成的励磁磁极的数量例如可以为六，极齿的数量例如可以为八，并且可以在换向器上设有总共二十四个换向器片，其中原则上也可以考虑其他数量的励磁磁极、极齿和换向器片并且是可行的。
[0028]优选地，绕组构成为所谓的集中的绕组，也称作为唯一复绕组。可以将其理解为:绕组分别仅围绕一个极齿延伸并进而通过借助于线绕制一个极齿来制成。绕组例如可以分别具有一个、两个或三