換向設(shè)備中的電刷組件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種換向設(shè)備中的電刷組件，其具有至少兩個(gè)電刷，所述電刷在保持在電刷板上的刷握中可移動(dòng)地被導(dǎo)引，并且所述電刷與集電器的側(cè)面接觸，所述集電器隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸一起運(yùn)行。一部分所述電刷通過(guò)導(dǎo)電軌提供電流，其中，所述刷握軸向地、垂直于所述電刷板的平面地突出于所述導(dǎo)電軌。
【專(zhuān)利說(shuō)明】換向設(shè)備中的電刷組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的電機(jī)換向設(shè)備中的電刷組件。
【背景技術(shù)】
[0002]在DE20 2007013 137 Ul中描述了一種電刷組件，其是在電機(jī)中用于電力傳輸和電流變換的換向設(shè)備的組成部分。電刷組件包括多個(gè)沿圓周分布的電刷，每個(gè)電刷可移動(dòng)地導(dǎo)引在刷握中，并且與集電器的側(cè)面相接觸，該集電器隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸一起運(yùn)行。刷握位于兩個(gè)環(huán)形板之間，其一方面作為與導(dǎo)電的正極連接的導(dǎo)電軌，另一方面作為連接到地的電刷板。電刷通過(guò)連接線或者電連接導(dǎo)電軌、或者電連接電刷板。
[0003]為了增加使用壽命，需要電刷設(shè)置有盡可能大的接觸面，通過(guò)該接觸面電刷貼靠在運(yùn)行的集電器的上表面或側(cè)面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的任務(wù)在于，以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的方式構(gòu)造一種電機(jī)換向設(shè)備中的電刷組件，使電刷以相對(duì)較大的接觸面貼靠在集電器上。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征而實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求提供了有利的改進(jìn)方案。
[0006]本發(fā)明的電刷組件是電機(jī)換向設(shè)備的一部分，電機(jī)例如是用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電機(jī)。電流通過(guò)換向設(shè)備被傳送到電樞鐵芯(Ankerpaket),電樞鐵芯以不可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸或電樞軸一起運(yùn)行。換向設(shè)備的組成部分除了電刷組件之外，還包括與轉(zhuǎn)子軸或電樞軸連接的換向器或集電器，電刷組件的電刷貼靠在該換向器或集電器的側(cè)面以傳送電流。
[0007]電刷組件包括導(dǎo)電軌，一部分電刷通過(guò)該導(dǎo)電軌被供給電流。導(dǎo)電軌通常被連接到電源的正極。對(duì)此，導(dǎo)電軌還可以作為用于刷握的支架，電刷可移動(dòng)地朝向集電器的側(cè)面的方向支承在刷握中。此外，電刷板配置為通常與導(dǎo)電軌平行設(shè)置，并且刷握固定在該電刷板上。電刷板可以是導(dǎo)電的并接地，其中沒(méi)有與導(dǎo)電軌連接的那些電刷與接地的電刷板電連接。刷握在軸線方向上(即，從垂直于電刷板的平面觀察、或平行于集電器的縱向軸線)限定電刷組件。
[0008]為了在電刷組件有限軸向延伸時(shí)使電刷的貼靠在集電器的側(cè)面的接觸面或支承面最大化，刷握在軸線方向突出超過(guò)導(dǎo)電軌。刷握由此不再夾緊在電刷板和導(dǎo)電軌之間，而是僅貼靠在電刷板的一側(cè)上，與此相對(duì)，電刷板的相對(duì)置的另一側(cè)突出超過(guò)導(dǎo)電軌。因此，在給定電刷組件的軸線長(zhǎng)度的情況下，刷握的擴(kuò)大的實(shí)施方案和由此在刷握中導(dǎo)引的電刷的擴(kuò)大的實(shí)施方案都是可能的，由此還可以使電刷的接觸面或支承面增加。通過(guò)這種方法，減小了電刷磨損和增加了使用壽命。
[0009]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，導(dǎo)電軌構(gòu)造成在兩個(gè)相鄰的刷握之間延伸的部段的形式。優(yōu)選地，緊鄰該導(dǎo)電軌部段的刷握的電刷通過(guò)連接線或類(lèi)似元件由該導(dǎo)電軌部段供電。例如，如果電刷組件中設(shè)有在圓周上分布的4個(gè)電刷，那么導(dǎo)電軌可以作為部段在兩個(gè)相鄰的刷握之間延伸，并在此覆蓋一個(gè)小于180°的角度范圍，例如90°或120°。如果設(shè)有超過(guò)四個(gè)單電刷，可以有利的是，設(shè)置多于一個(gè)導(dǎo)電軌部段，例如兩個(gè)導(dǎo)電軌部段，這些導(dǎo)電軌部段優(yōu)選地分別各在兩個(gè)刷握之間延伸，刷握的電刷通過(guò)相應(yīng)的導(dǎo)電軌部段而被提供電流。
[0010]電刷組件軸線方向上的整個(gè)延伸通常根據(jù)構(gòu)造預(yù)先給定，取決于可用的空間或集電器的軸線延伸，電刷貼靠在該集電器的側(cè)面。為了最佳利用軸線方向上的空間，有利的是，刷握如此在軸向上突出超過(guò)導(dǎo)電軌，使得導(dǎo)電軌所位于的平面與刷握中的電刷相交。這確保了以盡可能最好的方式利用刷握中電刷的可用軸向空間。在本實(shí)施方案中，刷握如此突出超過(guò)導(dǎo)電軌，使得刷握內(nèi)的電刷至少延伸到導(dǎo)電軌。
[0011]導(dǎo)電軌可以與一個(gè)或多個(gè)刷握連接，例如與兩個(gè)刷握連接，在這二者之間延伸有部段形式的導(dǎo)電軌。優(yōu)選的是，導(dǎo)電軌通過(guò)連接件或支撐件保持在電刷板上，其中在這種情況中，如有必要，可以省略導(dǎo)電軌和刷握之間的連接。支撐件設(shè)置在兩個(gè)相鄰刷握之間的中間空間中，例如實(shí)施為支撐銷(xiāo)，該支撐銷(xiāo)的端側(cè)的一端與電刷板連接，相對(duì)置的端側(cè)的另一端與導(dǎo)電軌連接。
[0012]支撐件與導(dǎo)電軌連接的方式有很多種可能。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，支撐件與導(dǎo)電軌形狀配合地耦合，例如通過(guò)將支撐件扣在導(dǎo)電軌的凹部中。該凹部例如在邊緣區(qū)域中設(shè)有狹縫，從而在扣入過(guò)程中實(shí)現(xiàn)限定凹部的壁的彈性擴(kuò)寬。根據(jù)另一實(shí)施方案，凹部還可以根據(jù)鑰匙孔的形式具有不同直徑的兩個(gè)連接著的部分凹部，其中，支撐件首先引入到直徑較大的部分凹部中，然后通過(guò)橫向移動(dòng)而移入到直徑較小的部分凹部中，直到實(shí)現(xiàn)支撐件和導(dǎo)電軌之間的形狀配合連接。
[0013]根據(jù)又一實(shí)施方案，支撐件實(shí)施為塑料注射成型件，其注塑到導(dǎo)電軌的凹部中，由此同樣可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電軌和支撐件之間的形狀配合連接。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]在從屬權(quán)利要求、【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】和附圖中給出了其它優(yōu)點(diǎn)和有利實(shí)施方案。其中示出:
[0015]圖1示出了帶有電刷組件的換向設(shè)備的立體圖，該電刷組件具有在圓周方向上分布的四個(gè)刷握，每個(gè)刷握都包括電刷，電刷在刷握中可移動(dòng)地被導(dǎo)引，并且電刷與集電器的側(cè)面接觸，集電器隨著轉(zhuǎn)子軸一起運(yùn)行，其中，一部分電刷通過(guò)導(dǎo)電軌部段被提供電流，并且該導(dǎo)電軌部段位于兩個(gè)相鄰的刷握之間；
[0016]圖2示出了換向設(shè)備的另一立體圖；
[0017]圖3示出了展示出在電刷板和導(dǎo)電軌之間的刷握的換向設(shè)備的立體圖；
[0018]圖4示出了根據(jù)圖3的詳細(xì)視圖的側(cè)視圖；
[0019]圖5示出了導(dǎo)電軌的放大示意圖，該導(dǎo)電軌通過(guò)支撐件與平行放置的電刷板連接;
[0020]圖6示出了部段形式的導(dǎo)電軌的單件示意圖；
[0021]圖7示出了電刷板和導(dǎo)電軌之間通過(guò)支撐件連接的另一立體圖；
[0022]圖8示出了根據(jù)圖7的示意圖，但是其中示出了支撐件的截面，[0023]圖9示出了支撐件的單件示意圖；
[0024]圖10示出了導(dǎo)電軌，其通過(guò)支撐件與電刷板連接，該導(dǎo)電軌帶有鑰匙孔形狀的凹部，用于形狀配合地容納支撐件；
[0025]圖11示出了圖10的導(dǎo)電軌的單件示意圖；
[0026]圖12至圖15示出了導(dǎo)電軌和電刷板之間通過(guò)支撐件連接的另一實(shí)施例，其中支撐件為塑料注射成型件，其被注塑到導(dǎo)電軌的凹部中。
【具體實(shí)施方式】
[0027]在附圖中，相同的部件由相同的附圖標(biāo)記表示。
[0028]如圖1和圖2所示，換向設(shè)備I包括電刷組件2，電刷組件包括多個(gè)分布在圓周上的刷握3，其每個(gè)中都可移動(dòng)地容納有電刷4。刷握3與電刷4圍繞集電器5編組，集電器5以不可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸或電樞軸一起運(yùn)行，并且電刷4以接觸的方式貼靠在在集電器的側(cè)面上。相對(duì)于集電器5的縱向軸線，電刷4可徑向移動(dòng)地支承在刷握3內(nèi)。
[0029]刷握3固定在電刷板6的一側(cè)上，電刷板是導(dǎo)電的并接地。電刷板6形成為環(huán)形。導(dǎo)電軌7平行于電刷板6在兩個(gè)相鄰的刷握3之間延伸。導(dǎo)電軌7形成為圓弓的形式，并延伸小于120°的角度范圍。導(dǎo)電軌7與電源的正極連接，其中電流連接在實(shí)施例中通過(guò)EMV濾波器11實(shí)現(xiàn)；但是原則上獨(dú)立的或無(wú)EMV濾波器的電流連接也是可能的。將凹部9引入到導(dǎo)電軌7中，通過(guò)該凹部使支撐件8與導(dǎo)電軌7形狀配合地連接，支撐件的與導(dǎo)電軌相對(duì)置的端側(cè)與電刷板6相連接。由此，導(dǎo)電軌7通過(guò)支撐件8保持在電刷板6上。
[0030]在箭筒形的刷握9中的電刷4的電流供給通過(guò)連接線10實(shí)現(xiàn)，通過(guò)這些連接線電刷4或者與導(dǎo)電軌7、或者與電刷板6電連接。一半的電刷與導(dǎo)電軌電連接，而另一半與電刷板6電連接。
[0031]如圖1至圖4所示，從集電器5的縱向軸線或垂直于電刷板6的平面的方向看去，刷握3在軸線方向上突出于導(dǎo)電軌7。尤其是，從圖4中可以看出，刷握3的側(cè)壁軸向突出超過(guò)導(dǎo)電軌7的外側(cè)。尺寸是這樣選擇的，直到電刷4突出地延伸超過(guò)導(dǎo)電軌7的外側(cè)，從而使導(dǎo)電軌7的平面與電刷4相交。
[0032]在圖5和圖6中示出了導(dǎo)電軌7和電刷板之間連接的放大示意圖。凹部9引入到導(dǎo)電軌7中，該凹部實(shí)現(xiàn)為孔的形式。此外，多個(gè)相對(duì)于孔徑向延伸的狹縫引入到直接限定該孔的壁中，由此使這樣的壁區(qū)段具有增加的彈性柔韌性。可能的是，支撐件8的端側(cè)的變寬的頭部扣到凹部9中，從而使支撐件8的端側(cè)部分形狀配合地容納在凹部9中。
[0033]如圖7所示，在電刷板6和支撐件8之間也可以實(shí)現(xiàn)形狀配合連接。支撐件8的端側(cè)的頭部8a被插入到電刷板6的凹部中，電刷板6的凹部設(shè)置為半開(kāi)式并且直徑小于頭部8a，其中頭部8a和圓柱形區(qū)段Sb之間引入有部分環(huán)形的凹槽Sc (圖9)，凹槽被嵌入到電刷板6的凹部中，并且與電刷板6實(shí)現(xiàn)形狀配合連接。
[0034]圖8基本上對(duì)應(yīng)于圖7，但是以剖切的形式示出在電刷板6的凹部中的容納區(qū)域中的支撐件8。圖9示出了支撐件8的單件示意圖。支撐件8基本上形成為圓柱形，具有圓柱形區(qū)段Sb和兩個(gè)端側(cè)的頭部8a和8d，其中頭部8d還被形成為圓錐形狀并朝向端側(cè)加寬。頭部8d被扣入到導(dǎo)電軌7的凹部9中。[0035]在圖10和11中示出了用于電刷板6和導(dǎo)電軌7之間通過(guò)支撐件8連接的另一實(shí)施例。支撐件8的頭部8d插入到導(dǎo)電軌7的凹部9中，其中凹部9包括兩個(gè)部分凹部9a和9b (圖11)，其根據(jù)鑰匙孔的形式具有不同的直徑。通過(guò)具有較大直徑的部分凹部9a，支撐件8的頭部8d可以被插入。通過(guò)側(cè)向移動(dòng)到較小直徑的部分凹部9b中，可以實(shí)現(xiàn)支撐件8和導(dǎo)電軌7之間的形狀配合連接。
[0036]在圖12至圖14中示出了用于電刷板6和導(dǎo)電軌7之間通過(guò)支撐件8連接的另一實(shí)施例。以與前述實(shí)施例相同的方式實(shí)現(xiàn)支撐件8和電刷板6之間的連接。與此相對(duì)，導(dǎo)電軌7和支撐件8之間的連接通過(guò)將導(dǎo)電軌7的一部分和實(shí)施為塑料注射成型件的支撐件8的塑料材料注塑包封在一起實(shí)現(xiàn)。注塑包封以這樣的方式進(jìn)行，即，導(dǎo)電軌7的一部分完全由支撐件8的材料所包圍。可能的還有，在連接區(qū)域中設(shè)置導(dǎo)電軌7中的凹部，該凹部由支撐件8的塑料材料填滿。
【權(quán)利要求】
1.電機(jī)的換向設(shè)備(I)中的電刷組件，所述電刷組件具有至少兩個(gè)電刷(2)，所述電刷在保持在電刷板(6)上的刷握(3)中可移動(dòng)地被導(dǎo)引，并且所述電刷與集電器(5)的側(cè)面接觸，所述集電器隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸一起運(yùn)行，以及所述電刷組件還具有導(dǎo)電軌(7)，一部分所述電刷(2)能通過(guò)所述導(dǎo)電軌提供電流，其特征在于，所述刷握(3)軸向地、垂直于所述電刷板(6)的平面地突出于所述導(dǎo)電軌(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電刷組件，其特征在于，所述導(dǎo)電軌(7)是在至少兩個(gè)所述刷握(3)之間延伸的導(dǎo)電軌部段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電刷組件，其特征在于，所述刷握(3)軸向突出于所述導(dǎo)電軌(7)，使得所述導(dǎo)電軌(7)的平面與在所述刷握(3)中的所述電刷⑷相交。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的電刷組件，其特征在于，所述導(dǎo)電軌(7)通過(guò)支撐件⑶被保持在所述電刷板(6)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電刷組件，其特征在于，所述支撐件(8)與所述導(dǎo)電軌(7)形狀配合地連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電刷組件，其特征在于，所述支撐件(9)扣在所述導(dǎo)電軌(7)中的凹部(9)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電刷組件，其特征在于，所述凹部(9)根據(jù)鑰匙孔的形式具有不同直徑的兩個(gè)連接著的部分凹部(9a，9b)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電刷組件，其特征在于，所述凹部(9)為開(kāi)有狹縫的孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的電刷組件，其特征在于，所述支撐件(8)為塑料注射成型件，并所述支撐件被注塑到所述導(dǎo)電軌(7)中的所述凹部(9)中。
10.電機(jī)中的換向設(shè)備，具有根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的電刷組件(2)。
11.電機(jī)，尤其是起動(dòng)電機(jī)，具有根據(jù)權(quán)利要求10所述的換向設(shè)備(I)。
【文檔編號(hào)】H01R39/38GK103650258SQ201280020582
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月26日
【發(fā)明者】R·希寧, P·哈拉斯 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司