专利名称：装有伸缩升降装置的换向器的制作方法
背景技术：
本发明涉及电动机，特别涉及电动机换向器的升降装置。
公知的换向直流电动机，一般包括马达机箱，定子和电枢装置。定子包括由磁力架和贯穿此处内孔的多个磁场极。电枢装置穿过定子内腔，可旋转地固定在机箱内。电枢装置包括电驱铁芯和穿过定子铁芯的传动轴。电驱铁芯含有其中缠绕着电枢线圈的狭槽。传动轴包括换向器和多种径向安装的换向升降装置。换向器包括许多换向拉杆，升降机一般有里端和外端的铜片，每根铜片的里端焊接或钎接在换向拉杆上，铜片的外端焊接或钎接在电枢线圈上。一般内部焊点通过银磷合金焊接或钎焊完成。在机器运转时，在机械力、磁力和离心力的作用下，升降机铜片会受到损害，有时会产生裂缝或疲劳裂缝，有可能导致机器的损坏。
公知减小疲劳裂缝的方法是是构筑多个升降机，多个升降机固定在一起形成三角支撑。另一种方法是给升降机规定一个弯曲度，例如，属于通过电器加拿大股份有限公司的专利所公开的方法，该专利发表于1992年5月26日，加拿大专利证号1,301,820。尽管目前的方法在减少疲劳裂缝中已经获得了成功，但是目前的方法并没有消除极短升降装置的换向器上的疲劳裂缝。规定升降机弯曲度的方法尽管减少了外部焊点周围的疲劳裂缝，可是内部焊点周围的疲劳裂缝还仍在发生。所以需要一种方法来降低换向升降机内部焊点周围的疲劳裂缝，特别是减少带有极短的升降装置的换向器中出现的疲劳裂缝。
发明简述电动机用的电枢包括传动轴、换向器、电枢和多个升降装置。换向器包括多个换向拉杆和许多按传动轴圆周方向相互交替排列的绝缘片。
电枢装有许多沿电枢圆心缠绕的电枢线圈。电枢线圈包括终端线圈。升降装置安装在相对应的换向拉杆的外端上，换向拉杆沿传动轴径向伸展。每一个升降器内都带有一个开口而且通过该开口升降机连接在相对应的终端线圈上，这样每组电枢线圈与换向拉杆电连接。
附图的简要说明
图1是现有电枢装置的侧视2是按本发明实例的伸缩升降机装置组件侧视3是图2所示的带有伸缩升降装置组件的电动机横截面图发明详述图1是现有的电枢装置10的侧视图，包括一个装有换向器固定件14的传动轴12和一个电枢铁芯16，换向拉杆18对准传动轴12安装在换向器的固定件14上。换向拉杆18包括带有狭槽21的拉杆的延长部分19，电枢装置10还包括一个升器20，这个升降器插进狭槽21里，通过底部焊点22焊接在换向器的拉杆18上。一般是用银磷合金通过钨极在惰性气体保护下焊接。电枢铁芯16套在传动轴12上，并且交错构成狭槽(图中未示)和电枢铁芯周边上的凸齿24。多组电枢线圈(图中未示)缠绕在狭槽里，电枢铁芯还包括从中凸出的终端线圈26，终端线圈26连接在升降器20的顶部焊点28上。升降器20包括由第一个2和与第一个边32完全平行的第二个边34所确定的宽度30。升降器20还包括亮度36。
装有升降装置10的电动机(图中未示)运转时，传动轴12在顶端焊点28与电枢铁芯16之间每次周期运转的径向偏移都会产生弯曲。由于终端线圈26连接在实质上不可弯曲的凸齿24上，凸齿又与铁芯16完全吻合，而铁芯16本身依次连接在实际上不可弯曲的传动轴12上，相对的径向偏移至少一部分会传导到升降器20上，由于每次周期循环转动的相对偏转，升降器20会发生侧向弯曲。
此外，相对的热膨胀也会使升降器20产生侧向弯曲。升降装置10一般按高占空因素工作，给和终端线圈26相关的电枢加瞬时强电流。由于电枢线圈发热时间的恒定值小于电枢铁芯16和传动轴12的发热时间的恒定值，这就产生了轴向偏移。如上所述，考虑到其不弯曲特性，升降器20的侧向弯曲至少部分消除了升降器20的轴向偏移。
另一方面当装有升降装置10的电动机(图中未示)运转时，离心力也会造成升降机侧向弯曲。当传动轴12高角速度运转时，终端线圈26也受到一个径向朝外的离心力。由于终端线圈26只是连接在升降器20顶端的焊点28上，离心力会传送到升降器20上，这也会产生升降器20侧向弯曲。
固定的侧向弯曲偏转引起的升降机是升降机20的高度36和宽度30的函数，给定一个相等的偏移度，较长的升降机受到的应力小于较短升降机受到的应力。如果高度36较大，如大直径直流发电机的情况下，在同样轴向偏移的情况下，相应的升降机的应力小于较短升降机的较长的应力。延长高度36通常也不适于解决小直径直流发电机的问题。
升降器20的应力也是升降机宽度30的函数。给定一个一定的轴向偏移度，由于应力与宽度成反比，缩短宽度30会降低应力。由于相关的热膨胀和每个公转周期相关的轴向偏转引起的轴向位移缩小升降机的宽度30，也会减少升降机的应力，但是由终端线圈26产生的径向离心力会传导到升降机20上，缩小宽度也会增加应力。由于升降机截面积减小，由于终端线圈26径向离心力负载作用使缩小宽度的升降机的应力会增加，所以减小宽度30并不能减少升降机20的疲劳裂缝。
图2所示，装有伸缩升降装置38的传动器37，包括带有换向固件42的传动轴40和固定好的电枢铁芯44。换向拉杆46对准传动轴40安装在换向器件42上，换向拉杆46包括带有狭槽45的拉杆43的延长部分。伸缩升降装置38还包括一个底部52和顶部50，通过底部多处焊点54焊接或纤接在换向拉杆46上的可变升孜机48上。电枢铁芯44套在传动车40上，在电枢铁芯54周围形成许多相间的狭槽(图中未示)和电枢铁芯54周边上的凸齿56。
多组电枢线圈(图中未示)缠绕在狭窄槽里，包括从中凸出的终端线圈58，终端线圈58连接在伸缩升降机48的顶部焊点60上。伸缩升降机48包括由第一个边64和与第一边缘64完全平行的第二边缘66所确定的第一宽度62。伸缩升降机48还包括由第一边缘64和第三个边缘70所确定的第二个宽度68。伸缩升降机48还包括由第二个边缘66和第四个边缘74所确定的第三宽度72。通孔76在第三边缘70和第四边缘74之中延伸达到升降机48上。按实施例，第三宽度72与第二宽度68完全相等，通孔76必须完全位于伸缩升降机48的中心，在实施例中，通孔76实际上是细长的，进一步具体说，通孔76实际上是椭圆的，这对于所有带通孔的伸缩升降机48的效能将会增加。这至少包括带有一个对乐衬套的通孔，但也不仅限于此。
当马达(图2中未示)运转时，伸缩升降轴装置38会发生如上所述的径向偏移。但是，在相等轴向偏移的情况下伸缩升降机48的应力小于升降器20的应力。第一宽度62与宽度30(如图1所示)相等。通孔76达到一个小于伸缩升降机48宽度30的二分之一的有效宽度。这个有效宽度的公式是 它小于宽度30的二分之一。如上所述，由于固定的轴向偏移，应力与每个升降器的宽度成比例。因此，应力减小系数大于2，具体实施例中，伸缩升降机48有一个第2开口(图中未示)。应力减小系数大于3。这样就可以假定伸缩升降机48可包括任何所需数量的开口，以使应力相减小。
开口76还可以设计出规定长度，以达到要求的伸缩性。按实施例，76延伸到宽度60和至少有一个底部焊点54之间的长度。就是说76在升降机顶部50和升降机底部52之间达到最大限度的延伸。升降机48从凸齿底座安装，通孔76可以锻造和冲钻成型，就是说，开口76可以通过切割工具机械加工成型。
图3是包括伸缩升降机48的电动机横截面图。电动机包括马达机箱80，定子装置82，电枢装置84和换向装置86。定子装置82安装在机箱内80上，包括定子铁芯88，铁芯88包括用来安装电枢装置84的定子内腔90。定子铁芯88还包括绕组磁场极92。电枢装置84包括装有换向装置86的传动轴40和包括许多终端线圈58的电枢铁芯56。换向装置86包括许多换向拉杆46，电刷箱94和许多伸缩升降机48。每一个升降机48至少在底部有一个焊点54，可连接在相对应的换向拉杆上。在顶部焊点60上连接相应的终端线圈58，换向装置86还包括按传动轴40的周向与换向拉杆46相互间隔开安装多个绝缘片(未示出)。
电机运转时，伸缩升降机48的有效宽度小于宽度62(图2所示)相应地应力降低系数大于2，如上所述，由于降低了应力，提高了降低疲劳裂缝的抗疲劳强度，所以，换向器升降装置内部焊点周围的疲劳裂缝降低了。可以预计对伸缩换向装置38所有类型的电动机的都有盖，比如不限于带有一定高度的升降机装置的发动机和带有一定弯曲度的升降装置的发动机。
在用各种具体实施例叙述这项发明的同时，本行业的技术人员将会发现在权利要求限定的发明的范围内，还会有各种改进的方法来实施本发明。
权利要求
1.一种换向电机的组装方法，所说的方法包括下列步骤将至少带有一个开口的伸缩升降机经该开口连接在转动轴的换向拉杆上，传动轴包括至少有一终端线圈的电驱铁芯。将终端线圈连接在升降机上。将转动轴可旋转地安装在含有许多定子线圈的定子铁饼的内腔里。
2.根据权利要求1所述的的方法，其中，连接一个伸缩升降机的步骤还包括以下步骤将带有至少一个开口的伸缩升降器通过开口连接在多个换向拉杆上，使换向电动机里的所有换向拉杆都可连接在一个伸缩升降机上。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，连接一个伸缩升降机的步骤还包括以下步骤将带有至少一个开口的申缩升降器通过开口焊接在一个换向拉杆上，开口在焊点和终端线圈之间。
4.根据权利要求2所述的方法，其中连接多个伸缩升降机的方法还包括以下步骤将带有至少一个开口的伸缩升降机通过开口焊接到多个换向拉杆上，使换向电动机里的所有换向拉杆都连接在一个伸缩升降器上，开口在焊点和终端线圈之间延伸。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，连接一个伸缩升降器的步骤还包括以下步骤将带有至少一个开口的伸缩升降机通过开口中心焊接在一个换向拉杆上，开口在焊点和终端线圈之间延伸。
6.根据权利要求4所述的方法，连接一个伸缩升降机的步骤还包括以下步骤将带有至少一个开口的多个铜伸缩升降器通过焊接在多个换向器拉杆上，这样换向电动机里的所有换向拉杆都连接在伸缩升降机上，开口在焊点和终端线圈之间延伸。
7.电动机的转子包括传动轴；换向器，换向器包括多个换向拉杆和按传动轴切线方向相互间隔安装的许多绝缘片；电枢铁芯，电枢铁芯支承在所述的传动轴上，所述的电枢铁芯包括许多狭槽；许多电枢线圈缠绕在所述的狭槽内，所述的电枢线圈沿所述的电驱铁心轴向延伸，每一个所述的电枢线圈都包括许多终端线圈；多个升降器，所说的每一个升降器固定在各个所述的换向器的拉杆上，而且按所述传去同径向纵向延伸，每一个所述的升降器连接到相对应的所述的终端线圈上，这样，每一个所述的电枢线圈电连接在相对应的所述的换向拉杆上，至少一个所述的升降器至少包括一个使升降机通过的开口。
8.根据权利要求7所述的传动器，其中，每一个所述的升降机包含至少一个使升降机通过的开口。
9.根据权利要求7所述的传动器，其中，每一个所述的升降机焊接固定在每一个相对应的所述的一个换向拉杆的外端上，所述开口在所述的焊点和所述的终点线圈之间。
10.根据权利要求8所述的传动器，其中，每一个所述的升降机焊接固定在每一个相对应的所述的换向拉杆的外端上，所述的开口在所述的焊点和所述的终点线圈之间延伸。
11.根据权利要求8所述的传动器，其中所述的开口大致位于所述的升降机的中心。
12.根据权利要求10所述的传动器，其中，所述的升降机包括铜。转动轴通过
13.电动机，包括，机箱；定子，定子至少一部分安装在所述的马达机箱里并且包括转动轴通过的内腔和组绕的磁场极；传动轴，可转动地安装在所述的机箱内，而且至少部分的穿过所述的定子内腔里；电枢铁芯，其安装在所述的传动轴上，所述的电枢铁芯包括许多狭槽；多组电枢线圈，缠绕在所述的狭槽里，每一组所述的电枢线圈包含着许多终端线圈；换向器，其安装在所说的传动轴上而且包括许多换向拉杆和许多升降机，每一个所述的升降机至少带有一个开口；
14.根据权利要求13所述的电动机，其中，所述的每一个升降机至少都带有一个开口。
15.根据权利要求13所述的电动机，其中所述的每一个升降器都焊接固定在相对应的所述的每一个换向拉杆上，其中，所述的开口在所述的焊点和所述的终点线圈之间延伸。
16.根据权利要求14所述的电动机，其中所述的每个升降机焊接固定在相对应的所述的每一个换向拉杆上，所述的每一个开口在所述的焊点和所述的终点线圈之间延伸。
17.根据权利要求14所述的电动机，其中，每一个位于每一个升降机的中心。
18.根据权利要求16所述的电动机，其中，所述每一个升降机都包括铜。
全文摘要
—种由驱动心轴,换向器,电枢和多种升降机组成的传动器。换向器由连接在传动轴圆周外的多个换向拉杆组成。电枢由缠绕在狭槽里的多组电枢线圈组成。升降机固定在与之相对应的换向拉杆的外端上。换向拉杆沿驱动轴的方向,径向连接在传动轴上。每个升降机都连接到每一个相对应的终端线圈上。这样每组电枢线圈都可以通过电,连接到相对应的换向拉杆上。每个升降机至少有一个通孔。
文档编号H02K13/04GK1338143SQ00802690
公开日2002年2月27日 申请日期2000年11月10日 优先权日1999年11月12日
发明者M·范杜恩 申请人:通用电器(加拿大)有限公司