用于电机的接触元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及一种用于电机的接触元件，尤其是在机动车中。
现有技术
[0002]作为在电动机中的转换器的换向器是已知的，其中，换向器由作为支撑体的热固性的模塑材料和由铜制成的叠片构成。
[0003]叠片用作不仅至引导电流的碳刷的、而且至转子绕组的绕组丝的电接触面，转子绕组目前在大多数电机中由铜形成。绕组丝这样地安装在电机中，它们形成绕组装置，以便能够形成磁通。
[0004]从叠片至绕组丝的电接触可以通过接触钩形成，其设置在换向器叠片的末端处。在接触钩的内部区域中可以为了改善接触而设置部分的镀锡部。为了形成接触，转子绕组的绕组丝的末端插入到接触钩中并且压紧。
[0005]由于铜作为绕组材料是昂贵的，因此要寻找低廉的替代物。因此如今越来越多地使用铝制绕组丝取代铜制绕组丝。
[0006]在使用铝丝来接触换向器的与由铜制成的接触钩的情况下，已知一些基于软焊的方法。但是这些方法在电机的持久连续地高的运行温度下在耐久性方面是有缺陷的。这种装置的机械承载能力也是不够高的。
[0007]此外在换向器叠片的铜和绕组装置的材料之间接触时接触电阻可以增大，因为可以出现不稳定的金属间相。
[0008]在换向器上进行组装和固定时绕组丝可能被挤压，由此它的丝横截面减小。因此用于转子绕组的丝横截面在设置绕组丝至接触钩的捆扎的挤压连接的情况下需要选择得比用于电机的电特性的丝横截面较大。这导致对电机结构的限制。
[0009]因此本发明的任务是以简单的方式和方法提供一种改进的接触元件，尤其是提供在电机的接头和电机中的绕组装置的导体，尤其是由与接头材料不同的材料构成的导体之间的可靠的接触的接触元件。
[0010]本发明的公开
这个任务通过一种按照权利要求1的用于最好在机动车中的电机中的电接触的接触元件，一种按照并列权利要求8的接触装置以及通过一种按照并列权利要求11的尤其是在机动车中的电机来解决。
[0011]本发明的其他的有利的设计方案在从属权利要求中给出。
[0012]按照第一方面创造一种用于提供电接触尤其是在机动车中的电机的接触元件，包括:由第一材料形成的第一接触段；和由与第一材料不同的第二材料形成的第二接触段，其中，第一接触段和第二接触段借助于多组分连接(多种材料成分)连接。
[0013]上述接触元件的构思是，这样地提供在电机的接头和在至电机的内部中的绕组装置的导体之间的电接触，即提供接触元件至绕组装置的材料相同的或至少材料兼容的接触。
[0014]以这种方式可以，将绕组装置与接触元件电连接，而在该连接区域中不形成多(材料)组分连接。通过多组分连接可以产生金属间相，其具有明显增大的接触电阻。这对于电机的电特性是不利的。这个缺陷通过建议的接触元件在绕组装置和能量输入之间的接触的区域中被避免。
[0015]该如描述的提供的接触元件实现绕组材料的在很大程度上的自由选择。由于对于绕组装置而言需要相当多的绕组材料，因此可以在没有技术上的损失下选择低廉的绕组材料，如果至今为止使用的绕组材料对于经济地利用来说太昂贵的话。
[0016]换言之，以这种方式可以价格低廉地形成绕组装置中的高的材料量，其中，保持保证与电机接头的电气上良好的并且机械上可靠的接触。
[0017]考虑预制地提供如描述的接触元件，由此在制造电机时，在接触绕组装置期间，在绕组装置和预制的接触元件之间进行仅仅材料相同的或至少材料兼容的接触，由此电机的制造简单但是仍然提供从外部经由电机的接头到绕组装置的机械稳定的、良好电接触。
[0018]材料兼容的接触尤其理解为在不同的材料之间的接触，其中没有或基本上没有金属间的相产生，或在不同的，但是在很大程度上类似的材料之间的接触。
[0019]接触元件在此处尤其是理解为一种结构，它提供在电机的接头和电机的绕组装置或绕组装置的导体之间的导电接触或导电连接。
[0020]多组分连接在此处尤其是理解为一种连接，其由至少两种不同的，导电的材料形成。
[0021]接触元件，其如描述的那样具有由第一材料形成的第一接触段和经由多组分连接连接在其上的、由与第一材料不同的第二材料形成的第二接触段，可以称为多组分系统(多材料组分系统)。
[0022]第一接触段在此处尤其理解为接触元件的段，它分配于绕组装置。换言之，第一接触段或者直接地与绕组装置的绕组末端连接或者与通向绕组装置的导体连接。
[0023]绕组材料是指一种材料，由该材料构成绕组装置的导电的组成部分。在直流电机中第一接触段可以实施成换向器钩或狭缝。
[0024]接触元件的第一材料可以与绕组材料相同。备选地接触元件的第一材料可以与绕组材料相兼容。
[0025]第二接触段在此处尤其理解为分配给电机的接头的段。
[0026]此外接触元件可以这样地构成，绕组侧的接触段直接地与输入侧的接触段连接并且这样地多组分连接被提供。
[0027]备选地接触元件可以这样地构成，绕组侧的接触段经由一个提供多组分连接的接触段间接地与输入侧的接触段连接。
[0028]可以规定，电机的绕组材料基本上由铝形成。由于铝比铜便宜，以这种方式总体上提供了成本的节省。考虑，设置一个导体，它将接触元件的第一接触段与绕组材料电连接。备选地规定，绕组的末端直接地与接触元件的第一接触段电连接。
[0029]尤其是可以在使用铝作为绕组材料的情况下它的绝缘借助于铝阳极氧化处理形成。由此不需要在铜丝作为绕组材料的常规情况下要求的丝涂漆。
[0030]按照一种实施方式接触元件的第二接触段可以基本上由铜形成。这是常规使用的材料，例如在直流电机的换向器的叠片中或在电子换向(Electronically Commutated,EC)电机的绕组接头上的电子换向器的输入导线中。
[0031]考虑，提供具有第一，由铝或与铝兼容的材料形成的第一接触段和具有第二，由铜或与铜兼容的材料形成的第二接触段的接触元件，其中，第一接触段分配给绕组装置的和第二接触段分配给电机的接头。
[0032]可以规定，电机是直流电机，电子换向电机，发电机和变压器中之一。在直流电机的情况下，接触元件设置在换向器上和提供在换向器叠片和通向绕组装置的导线之间的电接触。从外部的能量输入此时以本身已知的方式经由碳刷实现，碳刷在换向器上滑动并且在换向器旋转时交替地与各一个叠片接触。
[0033]在电子换向电机的情况下，合适的控制器的控制接头为了供给和控制场绕组装置与输入侧的接触段连接。在这种情况下考虑将电子换向电机的转子实施成永久磁铁。
[0034]在电机是变压器的情况下，考虑将描述的接触元件至少设置在变压器的一侧上，在此侧上绕组装置具有大多数的绕组。
[0035]按照一种实施方式可以绕组侧的接触段与输入侧的接触段的多组分连接通过HG-, TIG-, MIG-, MG-,电阻_，摩擦一焊接，激光一焊接，带熔剂的钎焊连接和不带熔剂的钎焊连接，以及带或不带超声波支持，中之一被提供。以这种方式提供在绕组侧的接触段和输入侧的接触段之间的在机械上和热学上稳定的连接。
[0036]按照另一个方面提供一种接触装置，包括如上描述的接触元件和使绕组侧的接触段与绕组装置连接的导体，其中，导体至少在绕组侧的接触段的区域中由两个由不同的材料形成的段形成。
[0037]按照另一个方面提供一种电机，尤其是在机动车中，其中，在能量供给(源)和电机中的绕组装置之间的接触通过如上所述的接触元件和/或通过如上所述的接触装置形成。
[0038]描述的接触元件提供稳固的接触和恒定低的接触电阻。
[0039]在直流电机的情况下，例如使用由多种材料，至少两种材料，制成的支撑体(载体)。在此情况下其例如可以是铜和铝。支撑体材料可以通过轧焊或摩擦焊接制造。
[0040]如上所述的结构例如可以通过分解电机和通过显微照片以及通过合适的物理和化学分析进行检验。
[0041]附图简述
以下借助于附图详细解释本发明的优选实施方式。在此处类似的附图标记用于相同的或者类似作用的部件，只要没有不同的说明。附图所示:
图1是通过由带碳刷的直流电机实施成的电机的横截面图；
图2a_2b是用于解释的实施方式的示意图；
图3a_3i是一些实施方式的示意图，其中绕组侧的导体固定在换向器钩形式的绕组侧的接触段上；
图4a_4b是一些实施方式的示意图，其中绕组侧的导体固定在狭缝形式的绕组侧的接触段上；和