專利名稱：換向器的制作方法
由德國(guó)公開文本DE-OS 32 43 191公開了一種換向器，該換向器用于電機(jī)轉(zhuǎn)子的供電。該換向器具有布置在它的圓周上的整流子片，該整流子片作為電刷的滑動(dòng)觸頭。每個(gè)整流子片具有燕尾槽形的形狀配合連接，該形狀配合連接具有一個(gè)軸向延伸的輪廓。整流子片以它徑向向內(nèi)的側(cè)面，以及因此用燕尾槽形的形狀配合連接嵌入一個(gè)可時(shí)效硬化的塊中，這樣最終在可時(shí)效硬化的塊和整流子片之間產(chǎn)生可靠的形狀配合連接。底切部分適合相對(duì)低的轉(zhuǎn)子的速度或轉(zhuǎn)速。
由德國(guó)實(shí)用新型DE-U 1 774 892同樣公開了一種用于同樣目的的換向器。由該文獻(xiàn)公開的整流子片相比前述文獻(xiàn)具有在圓周方向或橫向于軸向延伸的燕尾槽及燕尾槽形輪廓。
不過(guò)兩種迤今公開的換向器只適用于相對(duì)低的轉(zhuǎn)速，因?yàn)橐环矫婷恳粋€(gè)單個(gè)整流子片的質(zhì)量相對(duì)高，并且另一方面分別公開的形狀配合連接只能承受小的力。
根據(jù)本發(fā)明的具有獨(dú)立權(quán)利要求中特征的換向器有如下優(yōu)點(diǎn)，不僅存在成型地在軸向上延伸的燕尾槽形形狀配合連接，而且此外存在至少一個(gè)另外的橫向底切部分，該橫向底切部分成型地橫向于換向器的軸向或每一個(gè)整流子片的縱軸線穿過(guò)它們延伸。
由這兩個(gè)不同的形狀配合連接的結(jié)合總地產(chǎn)生一個(gè)明顯改善的換向器的耐離心力的性能，因?yàn)橐环矫婵梢缘窒叩南蛐牧?，并且另一方面通過(guò)附加的橫向底切部分的凹部降低每個(gè)單個(gè)整流子片的質(zhì)量。產(chǎn)生一個(gè)明顯改善的換向器徑向內(nèi)側(cè)的流體動(dòng)力學(xué)的結(jié)構(gòu)作為對(duì)此處提出的換向器的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)明顯的效果。這個(gè)流體動(dòng)力學(xué)的結(jié)構(gòu)就這點(diǎn)而言是有意義的，作為在換向器中時(shí)效硬化的塊先在成形工具中壓入換向器的徑向內(nèi)部空間中，并且對(duì)根據(jù)本發(fā)明的換向器的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個(gè)通過(guò)這個(gè)時(shí)效硬化的塊徑向在換向器內(nèi)部的明顯更好的填充。通過(guò)這個(gè)改善的填充在時(shí)效硬化的塊和整流子片之間總地產(chǎn)生更大的承載橫截面并由此產(chǎn)生一個(gè)再次升高的換向器的耐離心力的性能。利用這個(gè)換向器對(duì)比由現(xiàn)有技術(shù)已知的換向器可以提高25％的轉(zhuǎn)速。
通過(guò)在從屬權(quán)利要求中實(shí)施的措施使按獨(dú)立權(quán)利要求的換向器的有利的改進(jìn)方案成為可能。如果關(guān)于整流子片的軸向延伸基本上在換向器或一個(gè)整流子片的一個(gè)第一半部分中有至少一個(gè)另外的橫向底切部分，這樣從換向器徑向朝外的表面到整流子片的一個(gè)繞組終端的電流電路實(shí)際上沒(méi)有減弱。這樣盡管減少了整流子片的銅部分仍然產(chǎn)生一個(gè)很好的電流負(fù)荷能力，因?yàn)檎髯悠瑑?nèi)部的電阻實(shí)際上沒(méi)有或只是不明顯地減弱。每一個(gè)單個(gè)整流子片的電阻幾乎保持恒定，發(fā)熱沒(méi)有升高。當(dāng)至少一個(gè)另外的橫向底切部分關(guān)于整流子片的軸向延伸基本上沒(méi)設(shè)置在整流子片的一個(gè)第一三分之一處時(shí)，就產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)于剛提及的效果的進(jìn)一步改善。
為了在整流子片和可時(shí)效硬化的塊或壓入塊之間獲得良好的力傳遞規(guī)定，兩個(gè)橫向底切部分一起具有一個(gè)燕尾槽形狀。
如果一方面兩個(gè)形成一個(gè)燕尾槽形的橫向底切部分一起形成一個(gè)最多在整流子片長(zhǎng)度的最多40％的長(zhǎng)度上延伸的空心輪廓，就實(shí)現(xiàn)了另外改善的流體動(dòng)力學(xué)的結(jié)構(gòu)。按本發(fā)明一個(gè)另外的方案規(guī)定，一方面兩個(gè)相鄰的橫向底切部分具有不同的徑向高度，并且另一方面底切部分的高度朝向繞組終端減小。這樣有個(gè)優(yōu)點(diǎn)，在放置的電刷和繞組終端之間的區(qū)域中也可以布置一個(gè)橫向底切部分，它相比鄰近的橫向底切部分具有一個(gè)減小的徑向高度。這使一個(gè)整流子片的電流負(fù)荷能力可以繼續(xù)保持很高并且然后實(shí)現(xiàn)很好的耐離心力的性能。
按本發(fā)明一個(gè)另外的方案規(guī)定，整流子片至少在一個(gè)軸向側(cè)具有一個(gè)端面，該端面被一個(gè)圓周方向的槽中斷。通過(guò)這個(gè)槽另外可以使一個(gè)整流子片的端面通過(guò)這個(gè)槽支承在已經(jīng)提及的沖壓塊中并由此在整流子片的外側(cè)獲得支撐作用。
在附圖中描述了根據(jù)本發(fā)明的換向器的實(shí)施例。圖中示出

圖1一個(gè)換向器的空間示意圖，圖2在一個(gè)第一實(shí)施例中的一個(gè)單個(gè)整流子片的空間圖，圖3圖2中的整流子片的一個(gè)側(cè)視圖，圖4一個(gè)整流子片的一個(gè)第二實(shí)施例，圖5到圖7整流子片或其輪廓的三個(gè)另外的實(shí)施例的示意圖。
在圖1中在示意圖中描述了一個(gè)換向器10。該換向器10由在圓周上均勻分布的整流子片13組成，它們互相絕緣地分開。整流子片13分別具有形狀配合連接元件，這些元件插在一個(gè)時(shí)效硬化的塊16中。這個(gè)時(shí)效硬化的塊16在換向器10完成后具有一個(gè)總體環(huán)形的結(jié)構(gòu)。一個(gè)在塊16中的孔19或一個(gè)圓柱形的洞用于將換向器固定在一個(gè)此處未示出的轉(zhuǎn)子的軸上。時(shí)效硬化的塊16在該實(shí)施例中成形，使它在整流子片13的一個(gè)端側(cè)端部上構(gòu)成一個(gè)軸環(huán)22。
圖2示出了單個(gè)整流子片13的一個(gè)第一實(shí)施例。這個(gè)整流子片13總體上是L形并因此由一個(gè)短臂25和一個(gè)長(zhǎng)臂26組成。短臂25在這里用作繞組終端27。在轉(zhuǎn)子上轉(zhuǎn)子繞組線頭以后要固定在這個(gè)繞組終端27上。長(zhǎng)臂26以它的徑向朝外的表面29作為以后在它上面滑動(dòng)的電刷的對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)。不僅在圖2中，而且在附屬的正面視圖，圖2a中可以看出，每個(gè)整流子片都具有軸向底切部分32，它們各自在換向器的軸向上延伸并且成對(duì)地在一個(gè)整流子片13的兩側(cè)使一個(gè)燕尾槽形的形狀配合連接成為可能。同時(shí)在圖2中設(shè)有四個(gè)另外的所謂橫向底切部分35，它們成型地橫向于換向器的軸向延伸，然而總體上規(guī)定，使除軸向底切部分32外至少一個(gè)另外的橫向底切部分35在橫向于整流子片13的方向上延伸。
圖3在一個(gè)側(cè)視圖中示出了圖2中的整流子片13。整流子片13的軸向延伸沿?fù)Q向器軸線的方向，此處換向器軸線用37標(biāo)記。整流子片13可以軸向分成兩半，其中一個(gè)第一半部分-在圖3中靠右-遠(yuǎn)離繞組終端27。按照這個(gè)實(shí)施例規(guī)定，至少一個(gè)另外的橫向底切部分35-此處在圖中總共示出了四個(gè)橫向底切部分35-相對(duì)于在整流子片13的軸向延伸基本上布置在第一半部分上，即遠(yuǎn)離繞組終端27的一半部分上。
按照一個(gè)根據(jù)圖4的另外的實(shí)施例可以證明有利，基于每一個(gè)整流子片的高的電流負(fù)荷將至少一個(gè)另外的橫向底切部分35設(shè)置在關(guān)于整流子片的軸向延伸基本上一個(gè)第一三分之一處，其中這個(gè)第一三分之一此處也遠(yuǎn)離繞組終端27。如此外在圖3和4中所示規(guī)定，將兩個(gè)分別相鄰的橫向底切部分35并排布置，使它們一起具有或形成一個(gè)燕尾槽形。
在圖5中示出了一個(gè)整流子片13的第三實(shí)施例。和在接下來(lái)的實(shí)施例中一樣，此處沒(méi)有示出軸向底切部分，因?yàn)樗鼘?duì)下面的說(shuō)明并不重要。按照根據(jù)圖5的實(shí)施例規(guī)定，兩個(gè)橫向底切部分35共同形成一個(gè)燕尾槽形的總的空心輪廓40。這個(gè)空心輪廓40在此應(yīng)該在對(duì)應(yīng)一個(gè)整流子片長(zhǎng)度的40％的一個(gè)最大的軸向長(zhǎng)度上延伸。按照根據(jù)圖6的實(shí)施例規(guī)定，多個(gè)橫向底切部分35形成多個(gè)燕尾槽形的空心輪廓40，它們具有不同的徑向高度。另外橫向底切部分35的高度應(yīng)該朝向繞組終端27減小。這樣最鄰近繞組終端27的空心輪廓40具有一個(gè)高度hr1，它小于下一個(gè)空心輪廓40的高度hr2。與之對(duì)應(yīng)第三空心輪廓40具有一個(gè)最大的高度hr3并且離開繞組終端27最遠(yuǎn)。
圖7中的實(shí)施例示出了一個(gè)空心輪廓40，它由兩個(gè)橫向底切部分35形成，其中靠近繞組終端27的橫向底切部分35相比遠(yuǎn)離繞組終端27的橫向底切部分35具有一個(gè)小的高度hr1。
例如在圖3和圖4中所示可以另外規(guī)定，整流子片13的端面被一個(gè)圓周方向上的槽45中斷。在整流子片13和塊16連接時(shí)可以由此在塊16和整流子片13之間實(shí)現(xiàn)另外的形狀配合連接，其中塊16軸向向外分別束狀徑向向外延伸并由此與槽45嚙合。
換向器10的生產(chǎn)方法可以如下描述首先借助一種鑄造方法生產(chǎn)一個(gè)銅帶。這個(gè)銅帶具有L形的輪廓并且已經(jīng)具有橫向底切部分35。借助不同的壓制過(guò)程首先預(yù)壓出單個(gè)整流子片的形狀并且使軸向底切部分32在整流子片13的圓周側(cè)上成型。接著根據(jù)需要的整流子片13的數(shù)量，例如是23或28個(gè)整流子片，通過(guò)沖壓過(guò)程切出銅型材。接著這樣獲得的帶子被卷成一個(gè)環(huán)形并投入一個(gè)壓制模具中。接著在壓制模具中將環(huán)形的整流子片束用塑性塊16填充并壓制成換向器10。利用另外設(shè)置的槽扣緊件以及橫向底切部分35使每個(gè)單個(gè)的整流子片13另外強(qiáng)化與壓力塊16的形狀配合連接，以對(duì)抗離心力。通過(guò)一個(gè)可能的槽深度hr1，hr2，hr3…的分級(jí)可以避免例如溫度阻塞或過(guò)大的導(dǎo)體電阻等干擾影響。
權(quán)利要求
1.用于電機(jī)轉(zhuǎn)子供電的換向器，其帶有在換向器(10)的圓周上布置的整流子片(13)，其中每一個(gè)整流子片(13)借助具有軸向底切部分(32)的形狀配合連接可靠地插入一個(gè)時(shí)效硬化的塊(16)中，并且底切部分(32)成型地在換向器(10)的軸向上延伸，其特征在于，至少一個(gè)另外的橫向底切部分(35)成型地橫向于換向器(10)的軸向延伸。
2.按權(quán)利要求1所述的換向器，其特征在于，至少一個(gè)另外的橫向底切部分(35)關(guān)于整流子片(13)的軸向延伸基本上布置在一個(gè)第一半部分中。
3.按權(quán)利要求1或2所述的換向器，其特征在于，所述至少一個(gè)另外的橫向底切部分(35)關(guān)于整流子片(13)的軸向延伸基本上布置在一個(gè)第一三分之一處。
4.按前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的換向器，其特征在于，兩個(gè)橫向底切部分(35)一起具有燕尾槽形狀。
5.按前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的換向器，其特征在于，兩個(gè)形成一個(gè)燕尾槽形狀的橫向底切部分(35)共同形成一個(gè)空心輪廓(40)，該空心輪廓在一個(gè)整流子片長(zhǎng)度的最多40％的長(zhǎng)度上延伸。
6.按前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的換向器，其特征在于，兩個(gè)相鄰的橫向底切部分(35)具有不同的徑向高度(hr1，hr2，hr3)并且橫向底切部分(35)的高度朝向繞組終端(27)減小。
7.按前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的換向器，其特征在于，整流子片(13)至少在一個(gè)軸向側(cè)具有一個(gè)端面，該端面被一個(gè)圓周方向上的槽(45)中斷。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種用于電機(jī)轉(zhuǎn)子供電的換向器，其在換向器(10)的圓周上布置的整流子片(13)借助一個(gè)具有軸向底切部分(32)的形狀配合連接可靠地插入一個(gè)時(shí)效硬化的塊(16)中。底切部分(32)成型地在換向器(10)的軸向延伸。此外至少一個(gè)另外的橫向底切部分(35)成型地橫向于換向器(10)的軸向延伸。
文檔編號(hào)H01R43/06GK1833342SQ200480022406
公開日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2004年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月5日
發(fā)明者H·戴爾林, W·哈澤爾特, D·阿倫斯, J·莫里茨, O·普夫盧馬赫 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司