平面型换向器和用于将平面型换向器安装到电机的轴上的方法
【专利摘要】本发明涉及一种平面型换向器（10），其带有彼此相间隔的接触片（20），接触片在由电绝缘的材料构成的第一主体（12）中被布置成，它们沿轴向形成了平坦的电刷运行面（21）。按本发明的平面型换向器（10）的特征在于，该平面型换向器（10）具有由电绝缘的材料制成的、带径向环绕并且彼此相间隔的接触段（16）的第二主体（14），其中每一个接触段（16）在轴向区段上都配设有绕组终端钩（18），并且其中第一主体（12）沿轴向包围第二主体（14）的绕组终端钩（18）。此外本发明还涉及一种电机，尤其是直流电机，其带有按本发明的平面型换向器（10），以及本发明还涉及一种用于将平面型换向器（10）安装到电机尤其直流电机的轴（26）上的方法。
【专利说明】平面型换向器和用于将平面型换向器安装到电机的轴上的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及按独立权利要求的类型的一种平面型换向器和一种用于将平面型换向器安装到电机尤其直流电机的轴上的方法。
【背景技术】
[0002]用于电机的平面型换向器已广人所知。因此由DE 10 2006 046 666 Al可知一种平面型换向器，在该平面型换向器中，为了在边缘侧稳定化轮毂主体而在钩侧的端部区域中和/或在轴向对置的接触段侧的端部区域中沿圆周方向拓宽地构造有若干接片。以这种方式防止了在电机的电枢内继续加工平面型换向器时接片的一些部分的折断或剪断。此夕卜，通过在接片的至少一个轴向的端部区域内沿圆周方向的拓宽，还实现了一种对塑料更为有利的纤维走向，这对优选由塑料构成的轮毂主体的坚固度起到了积极的影响。因为使用优选有玻璃纤维或玻璃球的热固性塑料和/或类似的其它加固的元件作为用于制造轮毂主体，因此还有接片的材料，所以它们的基于在接片的拓宽的区段中的较大的塑料质量的均匀的分布有助于轮毂主体在这些区域中的稳定化以及机械强度的提高。
[0003]此外，由DE 10 2004 051 460 Al公知用于将绕组终端钩热压(Hot Staking热接合)到电机的换向器上的一种方法和一种装置。在此，第一电极与相应的绕组终端钩电触点接通以及将其按压到换向器的接触片上。此外，至少一个第二电极沿着圆周方向在侧向被这样套装到其上布置着绕组终端钩的接触片上，使得电极从两侧加载绕组终端钩。
【发明内容】
[0004]按本发明的平面型换向器带有若干彼此相间隔的接触片，这些接触片被这样布置在由电绝缘的材料制成的第一主体中，使得它们沿着轴向形成了一个平坦的电刷运行面，相比按现有技术的平面型换向器，按本发明的平面型换向器的优势在于，它的结构高度和它的外径被减小。为此，按本发明的平面型换向器具有由电绝缘的材料制成的、带有径向环绕并且彼此相间隔的接触段的第二主体，其中，接触段中的每一个在轴向区段上都配设有一个绕组终端钩，以及其中，第一主体沿轴向包围第二主体的绕组终端钩。通过平面型换向器的两件式构造而获得的另一个优势在于，可以单独在带端制造带有敏感的以及高品质的电刷运行面的第一主体，因而能够有效地避免因电机的电枢安装过程引起的损伤。此外，针对使用接触片的不同的碳质量的耗费较小。
[0005]本发明的其它的优势由在从属权利要求中说明的特征以及由附图和接下来的说明得出。
[0006]以有利的方式规定，第一和/或第二主体分别用一个径向在内的、作为固定配合座起作用的轴向区域直接抗扭地包围电机的轴。在此，第一主体的作为固定配合座起作用的轴向区域同时也作为相对于轴的密封机构起作用，其中，固定配合座的密封机构通过和轴的过盈配合或者借助附加的O-环实现。
[0007]为了确保电流从电机的电刷经过平面型换向器直至绕组，第一主体的接触片和第二主体的接触段能够以特别有利的方式分别通过径向的和/或轴向的插塞连接机构相互电连接。以这种方式可以避免用于接触片和接触段触点接通的耗费的公知的钎焊连接或按压过程。此外，当第一主体的接触片和第二主体的接触段被覆层或未被覆层和/或配设有一种表面结构时，可以得到电连接的一种优化。
[0008]此外还有利的是，第一和第二主体分别至少在其接触部位的那部分上具有一个形状配合的几何结构，这个几何结构作为第一和第二主体之间的防转动机构起作用。以这种方式避免了在插塞连接机构的区域中的不期望的转动以及因此避免了在接触片和接触段之间的电接触的中断。此外，通过第二主体的形状配合的几何结构实现了在电机的绕组的卷绕过程期间的径向锁止机构。
[0009]在本发明的另一个设计方案中规定，第一主体在其外圆周上具有一个轴向的环槽，O-环或填料可以作为密封机构被装入该环槽。
[0010]最后，本发明涉及一种用于将按本发明的平面型换向器安装到电机尤其直流电机的轴上的方法，该方法具有下列步骤:
?将平面型换向器的第二主体推移到轴上；
?将电机的至少一个绕组与第二主体的接触段的绕组终端钩连接起来；
?将平面型换向器的第一主体这样推移到轴上，使得第一主体沿着轴向包围第二主体的绕组终端钩。
[0011]按本发明的方法相比现有技术的优势在于避免了热量输入到平面型换向器的电刷运行面上，这种热量输入可能在热接合过程时在绕组与绕组终端钩触点接通时产生。此外还避免了在触点接通期间以及电枢安装到轴上时可能出现的电刷运行面的受损。此外，也还可以在绕组终端钩与直流电机的绕组触点接通之后，根据对直流电机的要求而使用接触片的不同的碳质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]下文中借助附图1至4示例性地阐释了本发明，其中，图中相同的附图标记表明有相同的工作方式的同样的组成部分。
[0013]附图中:
图1是按本发明的平面型换向器的立体图；
图2是按本发明的平面型换向器的剖面图；
图3是按本发明的平面型换向器的第一主体的两幅立体图(图3a和3b);并且图4是按本发明的平面型换向器的第二主体的两幅立体图(图4a和4b)。
【具体实施方式】
[0014]图1示出了一个未详细示出的电机的按本发明的平面型换向器10的立体图。但技术人员由现有技术已知，这种平面型换向器在哪里被合理地布置到电机的一根轴上以及这个平面型换向器满足了何种目的。就此而言，此处应当不用对此作进一步探讨。
[0015]尤其考虑一种用于汽车的燃油泵的直流电机作为电机。但也可以考虑其它例如在通风装置、车窗升降器、刮水器驱动装置、座椅调节器或类似物中的应用。此外，按本发明的平面型换向器也能使用在发电机或汽车之外的应用中。
[0016]按图1的按本发明的平面型换向器10是两件式的以及具有第一主体12和第二主体14，这两个主体分别由一种电绝缘的材料，例如有玻璃纤维或玻璃球的热固性塑料和/或类似的其它加固的元件构成。第一和第二主体12或14优选由一种模压塑料制成。在图1中还可以看到，第二主体14在其外部的圆周上具有径向围绕的以及彼此相间隔的接触段16，其中，接触段16的每一个都在轴向区段上配设有一个绕组终端钩18。此外还可以看到，第一主体12沿着平面型换向器10的轴向包围第二主体14的绕组终端钩18。由此能够以有利的方式相对按现有技术的常见的平面型换向器既减小平面型换向器的外径也减小其结构高度。此外，通过包围绕组终端钩18使得能保护绕组触点接通例如在电枢插入电机时不受机械的影响。
[0017]图2示出了横向剖切平面型换向器10的一个剖面。又可以看到第一主体12以及带有接触段16和与该接触段一体地连接的绕组终端钩18的第二主体14。在第一主体14中，对应第二主体16的接触段16的间距彼此相间隔的接触片20被径向环绕地被布置成电刷运行面21。接触片20用于电机的电枢的与绕组终端钩18连接的绕组通过相应的在电刷盒中导引的电刷的电触点接通。因为这些元件是技术人员公知的且它们此外对本发明不具有重要的意义，所以为清楚起见应当不用示出。
[0018]第一主体12用一个径向在内的、作为固定配合座起作用的轴向区域22抗扭地包围电机的轴26。作为补充或备选，第二主体14也可以具有一个相应的轴向区域24用于抗扭地与轴26连接，其中，轴向区域22和/或轴向区域24可以作为相对于轴26的密封机构起作用。这一点尤其结合燃油泵是有利的，在燃油泵中接触片20和/或接触段16由于侵蚀性的液体而面临受损威胁。但在液体可以从四周冲刷换向器的其它应用中，轴26相对换向器10的密封也可能是有利的。在此，密封机构可以例如被实现为与轴26的过盈配合或借助一个未示出的附加的O-环实现。
[0019]第一主体12的接触片20和第二主体14的接触段16可以分别通过若干沿着轴向在两个主体12和14拼接之后重叠的插塞连接机构28相互电连接。作为备选或补充，也可以考虑的是，插塞连接机构28沿着平面型换向器10的径向延伸和/或构造成装弹簧的。以这种方式可以避免用于接触片20和接触段16的触点接通的耗费的公知的钎焊连接或按压过程。此外，当接触片20或接触段16的插塞连接机构28被覆层和/或配设有一种表面结构时，可以达到电接触面的改良。但根据接触片20的材料(通常是碳或石墨)以及接触段16的材料(通常是铜或铜合金)，也可以考虑未经覆层的插塞连接机构28。
[0020]为了避免第一主体12无意间相对第二主体14转动以及因此在接触片20和接触段16之间的电连接中断，第一和第二主体12或14至少在它们的接触部位的分区上分别具有一种形状配合的几何结构30，其用于抗旋转。第二主体14的形状配合的几何结构30在此作为在电机的绕组的卷绕过程期间的径向锁止机构起作用。
[0021]为了进一步密封平面型换向器10，在第一主体12的外圆周上设置一个径向环绕的轴向的环槽32，例如未示出的O-环或填充材料可以被装入该环槽。
[0022]在图3和4中分别在不同的立体视图(图3a、3b ;4a、4b)中彼此分开地示出了第一主体12和第二主体14。在图3b中可以良好地看到接触片20的带插塞连接机构28和作为固定配合座起作用的轴向区域22的第一主体12的内部的结构以及第二主体14的接触段16的布置，第二主体的形状配合的几何结构30和作为固定配合座起作用的轴向区域24在图4a和4b中不出。
[0023]按本发明的用于将平面型换向器10安装到电机的轴26上的方法具有下列步骤: ?将平面型换向器10的第二主体14推移到轴26上；
?将电机的至少一个绕组与第二主体14的接触段16的绕组终端钩18连接起来；以及?将平面型换向器10的第一主体12这样推移到轴26上，使得第一主体12沿着轴向包围第二主体14的绕组终端钩18。
[0024]按本发明的方法相比现有技术的优势在于避免了热量输入到平面型换向器10的电刷运行面21上，这种热量输入可能在热接合过程时在绕组与绕组终端钩18触点接通时产生。此外，也还可以在绕组终端钩18与直流电机的绕组触点接通之后，根据对直流电机的要求而使用接触片的不同的碳质量。
[0025]最后还要指出的是，所示的实施例既不局限于图1至4也不局限于带接触片20的第一主体12、带接触段16的第二主体14的在那里示出的形式以及它们的大小比例。环槽32的精确的构造也仅是示例性的以及并不是限制性的。
【权利要求】
1.平面型换向器(10)，具有彼此相间隔的接触片(20)，所述接触片在由电绝缘的材料构成的第一主体(12)中布置成，它们沿轴向形成了平坦的电刷运行面(21)，其特征在于，所述平面型换向器(10)具有由电绝缘的材料制成的、带有径向环绕并且彼此相间隔的接触段(16)的第二主体(14)，其中所述接触段(16)中的每一个接触段在轴向区段上都配设有绕组终端钩(18)，并且其中所述第一主体(12)沿轴向包围所述第二主体(14)的绕组终端钩(18)。
2.按权利要求1所述的平面型换向器(10)，其特征在于，所述第一和/或所述第二主体(12、14)分别用径向在内的、作为固定配合座起作用的轴向区域(22、24)直接将轴(26)抗扭地包围。
3.按权利要求2所述的平面型换向器(10)，其特征在于，所述第一主体(12)的作为所述固定配合座起作用的轴向区域(22)同时也作为相对于所述轴(26)的密封机构起作用。
4.按权利要求3所述的平面型换向器(10)，其特征在于，所述固定配合座的密封机构通过与所述轴(26)的过盈配合或借助附加的O-环实现。
5.按前述权利要求任一项所述的平面型换向器(10)，其特征在于，所述第一主体(12)的接触片(20)和所述第二主体(14)的接触段(16)能够分别通过径向的和/或轴向的插塞连接机构(28)相互电连接。
6.按权利要求5所述的平面型换向器(10)，其特征在于，所述第一主体(12)的接触片(20)和所述第二主体(14)的接触段(16)被覆层或不被覆层并且/或者配设有表面结构。
7.按前述权利要求任一项所述的平面型换向器(10)，其特征在于，所述第一和所述第二主体(12、14)分别至少在它们的接触部位的分区上具有形状配合的几何结构(30)，所述几何结构作为所述第一和所述第二主体(12、14)之间的防转动机构起作用。
8.按权利要求7述的平面型换向器(10)，其特征在于，所述第二主体(14)的所述形状配合的几何结构(30)作为在电机尤其直流电机的绕组的卷绕过程期间的径向锁止机构起作用。
9.按前述权利要求任一项所述的平面型换向器(10)，其特征在于，所述第一主体(12)在其外圆周上具有轴向的环槽(32 )。
10.按权利要求9所述的平面型换向器(10)，其特征在于，O-环或填料能够作为密封机构被装入到所述环槽(32)中。
11.电机，尤其是直流电机，其带有按前述权利要求任一项所述的平面型换向器(10)。
12.用于将按权利要求1至10任一项所述的平面型换向器(10)安装到电机尤其直流电机的轴(26)上的方法，具有下列步骤: ?将所述平面型换向器(10)的第二主体(14)推移到所述轴(26)上； ?将所述电机的至少一个绕组与所述第二主体(14)的接触段(16)的绕组终端钩(18)连接起来； ?将所述平面型换向器(10)的第一主体(12)推移到所述轴(26)上，使得所述第一主体(12)沿着轴向包围所述第二主体(14)的绕组终端钩(18)。
【文档编号】H01R39/06GK104303378SQ201380026976
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年4月24日 优先权日:2012年5月25日
【发明者】B.蒙茨, U.施图克 申请人:罗伯特·博世有限公司