专利名称：制造换向器环的方法及采用该换向器环的换向器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制造换向器的换向器环的方法，用带材在绝缘体中形成换向器环的薄片和薄片的紧固件，接着选出一定数量的薄片围成换向器环，还涉及一种装有这种换向器环的换向器。
众所周知，换向器环由一个所谓环形换向器专用的压制的带材制成，有时这是一种成形的无头的环形带，它的最终宽度与换向器的轴向长度相一致，利用成形工具垂直于带子的活动方向形成槽，于是各薄片仅仅通过凸台相互连接。相应地，换向器环的薄片数量与连续的已成形的带的薄片的相关数量是脱离开的，并且换向器环是闭环的。为了保证换向器环的稳定性和各单元薄片之间的隔离，在换向器环上至少应埋入用绝缘材料制成的金属轮毂。
换向器的成品应防止这些薄片的轴向移动，为此，人们采用嵌入绝缘材料内的薄片紧固件。
DE-AS12 18053作为一已有实例介绍了一种带有换向器环的换向器，其中在薄片上剪切形成逆钩。这样作的缺陷在于，逆钩的剪切削弱了带槽的换向器环的薄带强度。
US-PS5204574也公开了一种换向器环，它具有沿薄片的轴向延伸的燕尾形截面。通过这种公知的燕尾形剖面，保证了在换向器的径向上的各薄片的可靠性，并不能排除换向器沿轴向上的位移现象的存在。
本发明的方法所带来的优越性在于，除了保留足够的薄片强度外，还能保证薄片在绝缘中的可靠固定。在本发明中，紧固件制成沿薄片的轴向延伸的间断的燕尾形剖面式，这样可采用单个的可简单实现的方法步骤将薄片加工成形，同时可以保证这些薄片具有抵抗绝缘中径向和/或轴向力的可靠定位的特性。沿轴向间断布置的燕尾形剖面，尤其能有助于阻止由于在薄片的紧固件和绝缘材料之间沿轴向产生的切削力使薄片产生的轴向位移。
本发明的有益设计体现在从属权利要求所列的特征中，本发明还包括装有采用本发明方法制造的换向器环的换向器。
下面根据附图进一步说明本发明的实施例。
附图为
图1换向器环的剖面视图；图2换向器环端面的俯视图；图3换向器环的放大局部视图；图4制造本发明紧固件的成形机；图5本发明紧固件的生产过程示意图；图6装有图1的换向器环的换向器。
在图1和2中，用标号10代表整个换向器环。换向器环由多个环形布置的薄片12构成，这些薄片具有L形剖面。薄片12的长腿14的外侧面构成换向器环10的作用面。薄片12的短腿16从薄片12伸出。在支腿14的内侧上带有薄片12的紧固件18，利用这些紧固件将图6所示的绝缘件11固定，绝缘体也可同时用作换向器环10的轮毂。如图6所示，如此形成的换向器13被安装在电机的转子转轴上，接着与转子的绕组相接触。
在图3中，以放大了的剖面图形式展示了换向器环。作为连接触点的支腿16在这里略去，因为在以后关于紧固件18的制造部分还要深入讨论由图3可清楚看出，紧固件18与薄片12的支腿14整体制成。紧固件18的剖面是径向向内伸入的燕尾形形状。从放大的图3看，各薄片12相互间隔开布置，并且相互之间没有直接接触，其间隙20采用绝缘材料制成的绝缘体11填充，以保证薄片12相互之间具有电绝缘。紧固件18同时也嵌入绝缘材料中称燕尾形件22，这些燕尾形件22沿薄片12的纵向、也就是换向器环10的轴向上是间断的。这些间断的燕尾形件22沿薄片12的纵向上交替地按具有燕尾形件22的分段24和没有燕尾形件22的分段26排列，这些分段24及26的数目的选择与薄片12的长度有关。按照第一个实施例，每个薄片12包括一个分段24和分段26，而另一个实施例中，则交替排列多个分段24和26。在又一个实施例中，在各薄片12的支腿14的端部区域上各形成一个带有燕尾形件22的分段24，而在该端部区域中段之间形成分段26(见图5)。
薄片12通过交替的分段24和26在它们的过渡处形成轴向端面28，这个端面是紧固件18的组成部分。
由于燕尾形件22和轴向端面28的共同作用，实现了薄片12在绝缘材料中的可靠固定。燕尾形件22的后剖面(Hinterschnitt)为换向器环10的径向上提供了支撑，端面28为换向器环10的轴向上提供了支撑。
下面将根据图4和图5进一步介绍换向器环10的制造。图5表示薄片12的各个制造步骤。为简单起见，在图5中只展示出薄片12的支腿14。
薄片12由型带30压制成形，该型带一般为铜带。在本方法的第一步，利用一成形机垂直于型带30产生一些缺口 32，这些相互间隔开排列的缺口32即薄片12的坯件34。这些毛坯件34仅通过凸台36相互连接。利用成形机加工得到缺口32，并且毛坯件34的剖面为梯形，于是其侧面38具有一可选择的角度。在图5中仅采用一个箭头所代表的成形机40垂直地夹住型带30。
在下一个方法步骤中，在毛坯件34上压制出燕尾形件22。这里在坯件34的背面的两侧上(即在侧面38)上放置齿钳式冲压机42。从图5中可看出，用箭头所表示的冲压机42沿薄片12的长度(即型带30的宽度上)压出这样的轮廓，即产生带有燕尾形件22的分段24和没有燕尾形件的分段26。冲压机42能够带有一个相关的节距，它具有夹持着侧面38的颚板46，这些颚板相互间隔开布置，同时相对于薄片12的两个侧面38敷设。相应于颚板的节距和间距，交替的分段24和26的尺寸可调节。冲压过程结束后，得到具有图2和3所述结构的薄片12(特别是支腿14)，其中用同样标号表示的相同部件这里不再重复描述。
当冲压形成薄片12之后，这些薄片各通过凸台36相连接，从成品件中选出所需薄片12的数量，将其从型带30上截下，围成一个换向器环10。将带有紧固件18(如前所述的结构)的薄片12嵌入绝缘材料。接着薄片12被从外侧上通过一个上紧操作例如过渡扭转相互分开，去掉连接凸台36。至此得到如图6所示的换向器。
在图4中，采用图4的冲压机42的冲压得到燕尾形件22。本说明书对于冲压机42本身的机械连接部件和驱动部件将不作详细描述。冲压机42带有一个进给器44，已预先开有缺口32的型带30从进给器送入冲压机中。冲压机42带有可摆动安装的颚板46，它们以图5中所示的原理图同时在坯件34的侧面38内嵌接。齿牙式共同馈进的颚板46的摆动是可调的，从而制成具有燕尾形剖面的燕尾形件22。
采用本发明的制造方法可以制造出换向器环10，特别是换向器环10的薄片12，这些薄片12的剖面并不因紧固件18的成形而受到不利影响。通过冲压形成燕尾形件22，这一过程仅仅材料受到挤压，并不会对整个剖面强度造成不利影响。同时可采用一简单的实际加工步骤制成紧固件，它能同时保证从径向和轴向上固定各薄片。由于薄片12具有相互交替布置的分段24和26，从而保证了薄片12的强度，允许弯曲及卷曲制成所要求的换向器环10。
权利要求
1.制造电机换向器的换向器环的方法，用带材在绝缘体中形成换向器环的薄片和薄片的紧固件，接着选出一定数量的薄片围成换向器环，其特征在于，所述紧固件(18)被制成沿薄片(12)的轴向伸展的间断隔开的燕尾形件(22)。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，间断式燕尾形件(22)在加工过程中形成在薄片(12)上。
3.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，燕尾形件(22)通过至少一个从侧向接触薄片(12)的侧面(38)的成形机(42)制成。
4.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，成形机(42)同时接触在一个薄片(12)的两相对侧面(38)上。
5.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，通过一个杠杆装置使至少两个成形机(42)的齿式共同动作的颚板(46)顶着所述侧面(38)移动。
6.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，多个颚板(46)沿薄片(12)的轴向相互间隔开布置，同时顶着薄片(12)的侧面(38)移动。
7.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，利用颚板(46)的轴向间距的调节，调整燕尾形件(22)的间断程度。
8.带有换向器环的电机的换向器，该换向器环由圆周上相邻排列的薄片构成，这些薄片由一紧固件固定在一绝缘体(11)中，其特征在于，紧固件(18)是间断成形的燕尾形件(22)。
9.根据权利要求8的换向器，其特征在于，每个薄片(12)的紧固件(18)具有至少一个带有燕尾形件(22)的分段(24)和一个没有燕尾形件(22)的分段(26)。
10.根据前述权利要求之一的换向器，其特征在于，薄片(12)的分段(24和26)在轴向端面(28)上各自交错过渡。
全文摘要
本发明涉及一种制造电机的换向器的换向器环的方法，从带材制成换向器环的薄片和薄片的紧固件，接着选出所需数量的薄片围成换向器环。紧固件沿薄片的轴向伸展，形成间断的带有燕尾形剖面的紧固件。
文档编号H01R39/08GK1152811SQ96114580
公开日1997年6月25日 申请日期1996年11月25日 优先权日1995年11月25日
发明者M·施威尔德特勒, F·贝伦斯, H·戴尔林, S·奥森科佩 申请人:罗伯特-博希股份公司