專利名稱：用于電動(dòng)－發(fā)電機(jī)的電刷筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于具有換向器的電動(dòng)-發(fā)電機(jī)的、尤其是用于電動(dòng)機(jī)的電流傳導(dǎo)單元的電刷筒，其中電刷筒尤其由金屬構(gòu)成，它具有用于導(dǎo)向一個(gè)可在縱向延伸方向上移動(dòng)的電刷的導(dǎo)向區(qū)域，該電刷尤其被構(gòu)造成多層炭刷，及在導(dǎo)向區(qū)域與電刷之間在橫向于電刷的縱向延伸方向上具有一個(gè)距離。此外本發(fā)明涉及用于該電刷筒的電刷，用于具有電刷筒和/或電刷的電動(dòng)-發(fā)電機(jī)的電流傳導(dǎo)單元或具有這種電流傳導(dǎo)單元的電動(dòng)-發(fā)電機(jī)及制造該電刷筒的方法。
電流傳導(dǎo)單元是一個(gè)所謂的滑動(dòng)接觸系統(tǒng)，它確保了電動(dòng)-發(fā)電機(jī)的電源或外端子與轉(zhuǎn)子的繞組之間的電連接。為此在公知的電動(dòng)-發(fā)電機(jī)、如電動(dòng)機(jī)中設(shè)有一個(gè)帶有在空間上固定的電刷的裝置，這些電刷通常由碳組成及與一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的換向器形成摩擦接觸。換向器由各個(gè)導(dǎo)電的換向器片組成，它們與轉(zhuǎn)子的繞組相連接。電刷在換向器片上沿著滑動(dòng)以產(chǎn)生換向器片與電刷之間的電接觸。
已公知了不同結(jié)構(gòu)形式的電流傳導(dǎo)單元。一個(gè)這樣的結(jié)構(gòu)形式在于，在一個(gè)空間上固定的電刷筒-它也被稱為電刷導(dǎo)向器或電刷套筒-中電刷被滑動(dòng)地導(dǎo)向。電刷在向著換向器的方向上、即在徑向上被彈簧加載。由此保證了電刷在換向器上基本上不變的壓緊力。同樣，電刷借助彈簧力在電刷筒內(nèi)隨動(dòng)，以補(bǔ)償電刷的磨損。
尤其在交流電動(dòng)機(jī)中，例如在交流-通用電動(dòng)機(jī)中，在公知的電流傳導(dǎo)單元中使用所謂的多層炭刷。這種多層炭刷在各個(gè)碳層之間具有高歐姆或非導(dǎo)電的層以減小電刷內(nèi)部的所謂橫向電流或短路電流。當(dāng)一個(gè)電刷與換向器的兩個(gè)相鄰的片接觸時(shí)，或當(dāng)一個(gè)電刷或各個(gè)電刷層與一個(gè)導(dǎo)電的電刷筒相接觸以使得可形成橫向于電刷的電流時(shí)，可能出現(xiàn)這種橫向電流。大多由金屬作的導(dǎo)電的電刷筒由于其廉價(jià)的制造經(jīng)常被使用在電動(dòng)-發(fā)電機(jī)中。為了避免電刷與電刷筒之間的接觸-其中可在電刷中形成橫向電流，這種電刷筒在電刷與電刷筒之間具有相對(duì)大的側(cè)向間隙。例如一個(gè)洗衣機(jī)的交流-通用電動(dòng)機(jī)的炭刷其橫向延伸長(zhǎng)度通常比電刷筒的配置給該橫向延伸長(zhǎng)度的內(nèi)導(dǎo)向區(qū)域窄0.04至0.05mm。因此當(dāng)炭刷位于電刷筒中間的情況下在炭刷與電刷筒之間在兩側(cè)上各具有0.02至0.025mm的相對(duì)大的間隙。
在根據(jù)規(guī)定使用電刷期間，電刷被磨損，其方式是電刷摩擦。在此形成的電刷塵屑到達(dá)電刷與電刷筒之間。為了使電刷不會(huì)通過(guò)電刷塵屑夾住在電刷筒中或不會(huì)通過(guò)部分未燒透的及由此導(dǎo)電的塵屑顆粒引起電刷中的橫向電流，在電刷與電刷筒之間大的側(cè)向間隙同樣是有利的。到達(dá)電刷與電刷筒之間的中間空隙中的塵屑顆粒在大間隙時(shí)又可容易地排出。
大間隙的缺點(diǎn)是，在電動(dòng)-發(fā)電機(jī)工作期間產(chǎn)生噪音。一旦電刷碰到換向器片邊緣上，電刷將沖擊在電刷筒的內(nèi)壁上。在此情況下電刷每換向器片將沖擊兩次。
為了避免噪音，一個(gè)公知的方案在于使設(shè)有片的換向器表面例如通過(guò)所謂的用浮石摩擦(Bimsen)或精磨附加地加工。在換向器的精加工時(shí)又產(chǎn)生出塵屑顆粒，它們需要費(fèi)事地被去除，以便使塵屑顆粒不再可引起電刷的夾住。
已由DE 10 157 604 A1公開(kāi)了一種電刷筒，它尤其適于多層炭刷的導(dǎo)向及橫向于待被導(dǎo)向的炭刷具有一個(gè)距離。電刷筒由鍍錫鋼板制成及被一個(gè)絕緣層覆蓋。設(shè)置在電刷筒中的絕緣層被用來(lái)避免多層炭刷各層之間的短路電流或橫向電流。作為絕緣層將在炭刷筒的鋼板上施加漆、如酚醛樹(shù)脂漆、環(huán)氧樹(shù)脂漆或聚苯乙烯漆。在炭刷筒與多層炭刷之間使用這種絕緣時(shí)，電刷筒與炭刷之間的中間空間或間隙容許窄些。通過(guò)這樣的窄間隙可避免炭刷對(duì)電刷筒的沖擊。而小間隙的缺點(diǎn)是，到達(dá)中間空間的電刷塵屑可能堵塞在該中間空間中，由此使電刷夾住在電刷筒中或電刷的層通過(guò)未燒透的電刷塵屑短路。此外這種絕緣層在熱及機(jī)械上不能如純金屬導(dǎo)向器那樣強(qiáng)地負(fù)載。
另一方面，在根據(jù)US 2 430 279的現(xiàn)有技術(shù)中提出了一種裝置，其中借助與電刷相連接的滾珠-彈簧單元使電刷側(cè)向地被預(yù)加載到一個(gè)刷筒壁上。但該結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是，設(shè)置用于使電刷在電刷筒內(nèi)隨動(dòng)的彈簧必需比在電刷與電刷筒之間設(shè)有間隙的實(shí)施形式的情況中具有高得多的彈簧力。而為了克服電刷與電刷筒之間的摩擦所需的彈簧力可導(dǎo)致電刷在換向器上的高磨損。
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，這樣地設(shè)計(jì)一個(gè)炭刷筒和/或一個(gè)炭刷或由此得到的用于電動(dòng)-發(fā)電機(jī)的電流傳導(dǎo)單元，使得電流傳導(dǎo)單元的電刷不會(huì)引起噪音和/或在電刷中不形成橫向電流。此外應(yīng)提供一種制造相應(yīng)的電刷筒的方法。在此，一方面電流傳導(dǎo)單元應(yīng)是這樣的，即，不會(huì)通過(guò)在工作中形成的電刷塵屑引起電刷中的橫向電流或電刷不會(huì)被夾死在電刷筒中，及另一方面，該電流傳導(dǎo)單元或其組成部分可成本有利及簡(jiǎn)單地制造。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)將通過(guò)一個(gè)電刷筒的權(quán)利要求1的特征，一個(gè)炭刷的并列獨(dú)立權(quán)利要求10的特征，一個(gè)電流傳導(dǎo)單元的并列獨(dú)立權(quán)利要求12的特征及一個(gè)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)的并列獨(dú)立權(quán)利要求13的特征來(lái)解決。本發(fā)明有利的拓展構(gòu)型通過(guò)從屬權(quán)利要求的特征來(lái)描述。
被證明特別有利的是，這樣構(gòu)型一個(gè)具有換向器的電動(dòng)-發(fā)電機(jī)的電刷筒，其中電刷筒具有用于導(dǎo)向一個(gè)可在縱向延伸上移動(dòng)的電刷的導(dǎo)向區(qū)域，及在電刷筒的導(dǎo)向區(qū)域與電刷之間與電刷的縱向延伸橫向地具有一個(gè)間距，使得在向著換向器的一個(gè)前導(dǎo)向區(qū)域中、在至少一個(gè)橫向于電刷的縱向延伸的方向上的間距小于在一個(gè)背離換向器的后導(dǎo)向區(qū)域中的間距。因此在電刷與電刷筒之間的間隙在向著換向器的區(qū)域中在這樣的程度上被限制，使得電刷在該區(qū)域中幾乎無(wú)間隙地被導(dǎo)向。當(dāng)在與換向器相切的一個(gè)定向上的間隙受到限制時(shí)，在電流傳導(dǎo)單元按照規(guī)定工作時(shí)防止了電刷在電刷筒上的沖擊。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)DIN43008規(guī)定的、用于電流傳導(dǎo)單元的間隙可被遵守及甚至不被低于。因此可有效地防止通過(guò)電刷沖擊形成噪音。此外試驗(yàn)表明，在這種實(shí)施例中在背離換向器的后導(dǎo)向區(qū)域與炭刷之間可具有大的橫向間隙，而電刷在工作中不會(huì)沖擊到電刷筒上。在后導(dǎo)向區(qū)域中的大間隙是有利的，因?yàn)橛纱藢?duì)于可能出現(xiàn)的電刷塵屑具有足夠的空間。由此可有效地排除電刷在電刷筒中的所謂的夾住(死)。此外通過(guò)電刷筒的這種構(gòu)型可實(shí)現(xiàn)電流傳導(dǎo)單元的簡(jiǎn)單裝配，因?yàn)樵陔娏鱾鲗?dǎo)單元裝配時(shí)電刷可容易被插入到電刷筒中。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利的進(jìn)一步構(gòu)型，電刷筒在前導(dǎo)向區(qū)域中具有一個(gè)對(duì)電刷的導(dǎo)向起決定作用的、電刷與電刷筒之間的間距或間隙，在電刷筒的前導(dǎo)向區(qū)域中的該間距或間隙比在后導(dǎo)向區(qū)域中的間距或間隙小至少0.005mm。通過(guò)該構(gòu)型達(dá)到當(dāng)電刷在前導(dǎo)向區(qū)域中幾乎無(wú)間隙地導(dǎo)向時(shí)在電刷筒的后導(dǎo)向區(qū)域中具有足夠大的間隙。試驗(yàn)表明，在后導(dǎo)向區(qū)域中至少大了約0.005mm的間隙足可避免當(dāng)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)工作時(shí)電刷被夾死在電刷筒中。
在本發(fā)明的一個(gè)有利的進(jìn)一步構(gòu)型中，由電刷筒的一個(gè)第一壁的前及后導(dǎo)向區(qū)域構(gòu)成的一個(gè)導(dǎo)向平面相對(duì)于由一個(gè)第二壁的前及后導(dǎo)向區(qū)域構(gòu)成的一個(gè)導(dǎo)向平面傾斜，其中第二壁在第一壁的對(duì)面。在這種構(gòu)型中，可繼續(xù)使用迄今用于電刷筒的加工設(shè)備，因?yàn)槔珉娝⑼驳南鄬?duì)的壁區(qū)段的根據(jù)本發(fā)明的傾斜可通過(guò)傳統(tǒng)電刷筒的彼此平行的壁區(qū)段或?qū)騾^(qū)域的簡(jiǎn)單的后壓力加工來(lái)制造。因此該電刷筒可繼續(xù)一體地被制造。
最好，根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)型，電刷筒的至少一個(gè)在軸向上或平行于換向器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線地導(dǎo)向電刷的壁在電刷筒的前區(qū)域中具有至少一個(gè)穿孔和/或一個(gè)通道。借助電刷筒的這樣一個(gè)構(gòu)型可有利地導(dǎo)致所產(chǎn)生的、達(dá)到電刷筒的前區(qū)域的電刷塵屑又簡(jiǎn)單及完全地通過(guò)該穿孔和/或通道由前區(qū)域中排出。
在根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)型中，在電刷筒的前區(qū)域中的穿孔被構(gòu)造成縫槽，該縫槽在換向器側(cè)的端部是敞開(kāi)的。由此附加地有利于所出現(xiàn)的電刷塵屑的排出。
在本發(fā)明的一個(gè)變換的構(gòu)型中，電刷筒的穿孔被構(gòu)造成柵格狀的。通過(guò)該構(gòu)型可由電刷筒中的多個(gè)穿孔實(shí)現(xiàn)一個(gè)很大的開(kāi)口面積，而不會(huì)使電刷筒的穩(wěn)定性受到這些穿孔的限制，因?yàn)楸Ａ粼谶@些穿孔之間的接片仍具有足夠的強(qiáng)度。電刷筒的這種構(gòu)型用于快速地排出電刷塵屑。
被證明特別有利的是，在本發(fā)明的另一構(gòu)型中，前導(dǎo)向區(qū)域由電刷筒的一個(gè)向著電刷定向的成形結(jié)構(gòu)構(gòu)成。因?yàn)樵陔娝⑼驳倪@種構(gòu)型中電刷僅可點(diǎn)狀或線狀地接觸電刷筒的導(dǎo)向區(qū)域，因此僅產(chǎn)生電刷筒的很小的導(dǎo)向面積。由此，電刷與電刷筒之間的摩擦明顯地減小，因此對(duì)于電刷的移動(dòng)僅需要很小的彈簧力。小的彈簧力同時(shí)使得電刷磨損的減小。
根據(jù)一個(gè)有利的構(gòu)型，電刷筒的前導(dǎo)向區(qū)域的向內(nèi)伸的成形結(jié)構(gòu)被以至少一個(gè)肋和/或一個(gè)突起粒的形式構(gòu)成。這些構(gòu)型可特別簡(jiǎn)單地、例如通過(guò)凹凸壓型來(lái)制造。在該電刷筒的構(gòu)型方面有利的是，在電刷筒的這樣成形的前導(dǎo)向區(qū)域外的附近周圍在電刷與電刷筒之間可以有相對(duì)大的間隙或間距。因此到達(dá)電刷與電刷筒之間的電刷塵屑顆粒又可良好地排出。
在本發(fā)明的另一有利構(gòu)型中，電刷筒在前導(dǎo)向區(qū)域中具有一個(gè)高歐姆的或非導(dǎo)電的層。通過(guò)一個(gè)這樣的層可避免在電刷中形成橫向電流。這將導(dǎo)致在電動(dòng)-發(fā)電機(jī)工作期間電刷磨損的減小及由此使電刷壽命增長(zhǎng)。在公知的絕緣電刷筒上在電刷筒的整個(gè)導(dǎo)向區(qū)域上延伸著這樣一個(gè)層。與此相比，根據(jù)本發(fā)明的該進(jìn)一步構(gòu)型的電刷筒可比迄今公知的電刷筒成本更低地制造，因?yàn)閮H是電刷筒的前導(dǎo)向區(qū)域具有一個(gè)非導(dǎo)電層。
本發(fā)明還涉及一種電刷，它用于使用在根據(jù)本發(fā)明的電刷筒中。該電刷的有利的實(shí)施形式的特征在于電刷的這樣的區(qū)域具有一個(gè)高歐姆的或非導(dǎo)電的層，這些區(qū)域在根據(jù)規(guī)定運(yùn)行電動(dòng)-發(fā)電機(jī)的使用期間可能接觸電刷筒的前導(dǎo)向區(qū)域。通過(guò)這樣一個(gè)層可防止電刷中橫向電流的形成。因?yàn)閮H是電刷的部分區(qū)域需具有非導(dǎo)電的層，相對(duì)整個(gè)面涂層的電刷可節(jié)省絕緣材料。
在本發(fā)明的一個(gè)有利構(gòu)型中，電刷的非導(dǎo)電層由絕緣漆組成。這樣的漆可簡(jiǎn)單地施加在電刷上，由此僅很少增加電刷成本。
本發(fā)明還涉及一個(gè)電流傳導(dǎo)單元，它有利地包括至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的電刷筒和/或一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的電刷。本發(fā)明還涉及具有一個(gè)這樣的電流傳導(dǎo)單元、一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的電刷筒和/或一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的電刷的電動(dòng)-發(fā)電機(jī)。這樣的電流傳導(dǎo)單元或一個(gè)這樣的、交流-通用電動(dòng)機(jī)形式的電動(dòng)-發(fā)電機(jī)可特別有利地使用在洗衣機(jī)中，因?yàn)檫@種機(jī)器需要噪音低地工作，其中對(duì)于洗衣機(jī)的制造將使用成本盡可能有利的組件，例如具有根據(jù)本發(fā)明的電流傳導(dǎo)單元的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
此外本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明的電刷筒的制造方法，其中該方法除包括加工一個(gè)電刷筒的步驟外還有利地包括另外的步驟，在該步驟中電刷筒在前導(dǎo)向區(qū)域的一個(gè)區(qū)域中被后壓制或凹凸壓型(prgen)，使得得到一個(gè)電刷筒，其中在電刷筒的一個(gè)前導(dǎo)向區(qū)域中、在至少一個(gè)橫向于電刷的縱向延伸的方向上到一個(gè)待被導(dǎo)向的電刷的間距小于在一個(gè)后導(dǎo)向區(qū)域中的間距。
以下將借助實(shí)施例及示意性的未按比例地示出的附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明及其有利的構(gòu)型。附圖中表示

圖1具有彼此傾斜的導(dǎo)向區(qū)域的電動(dòng)-發(fā)電機(jī)的電流傳導(dǎo)單元及一個(gè)換向器的截面圖，圖2在前導(dǎo)向區(qū)域中電流傳導(dǎo)單元的一個(gè)橫截面圖A-A，圖3在后導(dǎo)向區(qū)域中電流傳導(dǎo)單元的一個(gè)橫截面圖B-B，圖4具有用于構(gòu)成前導(dǎo)向區(qū)域的、電刷筒的向著電刷的成形結(jié)構(gòu)的電流傳導(dǎo)單元的一個(gè)截面圖，圖5具有用于構(gòu)成前導(dǎo)向區(qū)域的、電刷筒的向著電刷的成形結(jié)構(gòu)的電流傳導(dǎo)單元的一個(gè)橫截面C-C，圖6具有用于構(gòu)成前導(dǎo)向區(qū)域的、電刷筒的向著電刷的成形結(jié)構(gòu)的電流傳導(dǎo)單元的一個(gè)側(cè)視圖及換向器的一個(gè)側(cè)視圖，圖7一個(gè)前導(dǎo)向區(qū)域中的電流傳導(dǎo)單元的一個(gè)橫截面圖C’-C’，其中在該前導(dǎo)向區(qū)域的區(qū)域中電刷筒具有一個(gè)非導(dǎo)電層，圖8及9具有帶側(cè)向穿孔的電刷筒的電流傳導(dǎo)單元的側(cè)視圖及換向器的截面圖，圖10具有帶一個(gè)穿孔的電刷筒的電流傳導(dǎo)單元的一個(gè)橫截面圖，圖11具有帶一個(gè)通道的電刷筒的電流傳導(dǎo)單元的一個(gè)橫截面圖，圖12具有一個(gè)電刷的電流傳導(dǎo)單元的截面圖，該電刷具有在外區(qū)域上的非導(dǎo)電層，及圖13具有一個(gè)電刷的電流傳導(dǎo)單元的一個(gè)橫截面D-D，該電刷具有在外區(qū)域上的非導(dǎo)電層。
現(xiàn)在將借助在一個(gè)交流-通用電動(dòng)機(jī)(Wechselstrom-Universalmotor)中的應(yīng)用對(duì)本發(fā)明的有利實(shí)施例進(jìn)行描述，該電動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在衣物處理裝置中的滾筒。但本發(fā)明不被限制在電動(dòng)-發(fā)電機(jī)的一個(gè)這樣的專門實(shí)施例上及該電機(jī)在衣物處理裝置中的應(yīng)用上。而本發(fā)明涉及到可使用在具有一個(gè)機(jī)械換向器的電動(dòng)-發(fā)電機(jī)中的電流傳導(dǎo)單元或電刷筒及電刷。
圖1表示一個(gè)未示出的交流-通用電動(dòng)機(jī)-它在以下僅被稱為電動(dòng)機(jī)-的電流傳導(dǎo)單元及換向器7的一個(gè)截面圖。該電流傳導(dǎo)單元由一個(gè)連接導(dǎo)線1，一個(gè)多層炭刷11，一個(gè)彈簧2及一個(gè)固定的電刷筒3組成，其中多層炭刷具有兩個(gè)導(dǎo)電層5及8及一個(gè)位于這兩層之間的高歐姆或非導(dǎo)電的層9。連接導(dǎo)線1通過(guò)一個(gè)共同的接觸點(diǎn)與多層炭刷11的兩個(gè)層5及8相連接。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，該多層炭刷11在下面也被稱為電刷11。電刷11在其縱向延伸方向上、即在方向X上可在電刷筒3中移動(dòng)。借助一個(gè)由彈簧2作用的力使電刷壓在換向器7上或壓在多個(gè)位于換向器7上的片6上。此外彈簧2將引起，電刷11根據(jù)它的由工作形成的磨損沿方向X補(bǔ)償?shù)匾苿?dòng)。在換向器7轉(zhuǎn)動(dòng)D時(shí)，電刷11滑動(dòng)，該換向器通過(guò)換向器片6與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子固定地連接，這些換向器片則與轉(zhuǎn)子的各個(gè)繞組相連接。因此在電刷11與換向器片6或轉(zhuǎn)子的繞組之間形生電接觸。
電刷11各由電刷筒3的兩個(gè)相對(duì)的立內(nèi)壁導(dǎo)向，在此，在電刷11與電刷筒3的內(nèi)壁之間在各一個(gè)橫向于電刷的延伸方向上具有一個(gè)間距。電刷筒3的內(nèi)壁的一些或內(nèi)壁區(qū)域?yàn)樗^的導(dǎo)向區(qū)域。在優(yōu)選的及在圖1至3中所示的實(shí)施例中電刷筒3的壁4及10這樣地成形，使得在電刷11與電刷筒3的一個(gè)前導(dǎo)向區(qū)域中的壁區(qū)段4a及10a之間的間距I1小于在電刷11與一個(gè)后導(dǎo)向區(qū)域中的壁區(qū)段4b及10b之間的間距I2，在此，壁區(qū)段4a及4b構(gòu)成一個(gè)導(dǎo)向面12及壁區(qū)段10a及10b構(gòu)成一個(gè)導(dǎo)向面14。電刷筒3的前導(dǎo)向區(qū)域向著換向器7及處于一個(gè)平面A-A上。與此相應(yīng)地，電刷筒3的后導(dǎo)向區(qū)域背離換向器7及處于一個(gè)平面B-B上。在平面A-A上剖切電刷筒3及電刷11的截面被表示在圖2中及在平面B-B中的截面被表示在圖3中。尤其是在與換向器7相切的方向Y上電刷11與電刷筒3之間的間距或間隙的減小可減小電刷11在電刷筒3上的沖擊，其中有利地在電刷筒3的前導(dǎo)向區(qū)域中間隙的減小就足夠了。但本發(fā)明并不被限制在電刷筒3的這種專門的構(gòu)型上，在該構(gòu)型中在與換向器7相切的方向(方向Y)上電刷11與在前導(dǎo)向區(qū)域中的電刷筒3之間間距I1小于在后導(dǎo)向區(qū)域中的間距I2。也可在一個(gè)橫向于電刷11的縱向延伸方向的軸向(方向Z)上在前導(dǎo)向區(qū)域中使電刷11與電刷筒3之間的間距小于在后導(dǎo)向區(qū)域中的間距。
在當(dāng)前實(shí)施例中，一個(gè)家用洗衣機(jī)的電動(dòng)機(jī)的炭刷11具有5mm的寬度(在方向Y上)。被證實(shí)特別有利的是，這樣地構(gòu)型一個(gè)這樣的炭刷11的電刷筒3，使得電刷筒3的對(duì)于導(dǎo)向起決定作用的開(kāi)口寬度在前導(dǎo)向區(qū)域中為5.03mm及比后導(dǎo)向區(qū)域中小0.02mm。因此，當(dāng)電刷11位于電刷筒3內(nèi)中間時(shí)，在前導(dǎo)向區(qū)域中間距I1在兩側(cè)上各為0.015mm及在后導(dǎo)向區(qū)域中間距I2在兩側(cè)上各為0.025mm。試驗(yàn)表明，當(dāng)在前導(dǎo)向區(qū)域中對(duì)于電刷11的導(dǎo)向起決定作用的間距I1比在后導(dǎo)向區(qū)域中的間距I2小至少0.005mm時(shí)，在洗衣機(jī)的萬(wàn)能電動(dòng)機(jī)工作時(shí)明顯地減小了電刷11對(duì)電刷筒3的沖擊。
在電刷筒3的另一優(yōu)選實(shí)施形式中，電刷筒3的一個(gè)壁的、由前及后導(dǎo)向區(qū)域構(gòu)成的平面12相對(duì)于相對(duì)的平面14傾斜，該平面14是由電刷筒3的相對(duì)的壁的前及后導(dǎo)向區(qū)域構(gòu)成的。在圖1所示的電刷筒3中，相對(duì)的壁4及10被作成直的，因此壁4及10彼此傾斜地延伸。
圖8及9的視圖表示兩個(gè)不同的有利實(shí)施形式中電刷筒3的側(cè)視圖，其中換向器7的部分區(qū)域在這些圖中被剖切示出。圖10表示在電刷筒3的前區(qū)域或者說(shuō)換向器側(cè)區(qū)域中剖切電刷筒3的一個(gè)截面。在這些實(shí)施形式中在電刷筒3的壁21及22的換向器側(cè)區(qū)域中設(shè)有穿孔17，19。這里，這些穿孔17，19最好被開(kāi)設(shè)在相對(duì)的壁上，這些壁在側(cè)面或在軸向上導(dǎo)向電刷11及位于方向Y上。通過(guò)這些穿孔17，19可使達(dá)到電刷11與電刷筒3之間的電刷塵屑又排出。由此可有效地避免由于電刷塵屑使電刷11夾住在電刷筒3中。在變換的實(shí)施形式中，這些穿孔17，19也可被設(shè)在電刷筒3的其它壁上。在圖8及9所示的實(shí)施形式中電刷筒3的穿孔19為縫槽形狀，它在換向器側(cè)的端部是敞開(kāi)的。為了增大敞開(kāi)面積在電刷筒3的前區(qū)域中柵格狀地開(kāi)設(shè)有一些其它的穿孔17，其中在穿孔17和/或穿孔19之間留有接片18。通過(guò)這些接片18，電刷筒3保持有足夠的強(qiáng)度。
在圖11中所示的電刷筒3的另一替換實(shí)施形式中，在電刷筒3的前區(qū)域或者說(shuō)換向器側(cè)區(qū)域中，在相對(duì)的壁21，22上各成型有一個(gè)通道20。在此，圖11表示出在一個(gè)向著換向器的平面中剖切電刷11及電刷筒3的截面。這些通道20最好被開(kāi)設(shè)在壁中，這些壁在軸向上導(dǎo)向電刷11及沿方向Y設(shè)置。產(chǎn)生的電刷塵屑可通過(guò)這些通道由電刷11與電刷筒之間的空間又排出。
在電刷筒3的圖4至圖6所示的構(gòu)型中，電刷筒3在換向器側(cè)區(qū)域中在電刷筒3的相對(duì)的壁4’及10’上具有向著電刷11定向的成形結(jié)構(gòu)13，15。成形結(jié)構(gòu)13，15的位于內(nèi)部的面形成用于電刷11的前導(dǎo)向面或?qū)騾^(qū)域。這些成形結(jié)構(gòu)13與電刷筒3的壁4’的后導(dǎo)向區(qū)域一起構(gòu)成導(dǎo)向平面12及成形結(jié)構(gòu)15與相應(yīng)地相對(duì)的壁10’的后導(dǎo)向區(qū)域一起構(gòu)成導(dǎo)向平面14。在該實(shí)施形式中特別有利的是，電刷筒3的相對(duì)的壁可以是基本上平行的，其中通過(guò)成形結(jié)構(gòu)13，15使電刷11與電刷筒3的前導(dǎo)向區(qū)域之間的間距I1小于電刷11與電刷筒3的后導(dǎo)向區(qū)域之間的間距I2。
如圖4及5中所示，電刷筒3被這樣地制造，即電刷筒3的這些成形結(jié)構(gòu)13及15為突起粒狀的。為了構(gòu)成一個(gè)前導(dǎo)向區(qū)域也可使用電刷筒3的成形結(jié)構(gòu)的替換結(jié)構(gòu)，如一個(gè)或多個(gè)肋(Sicken)或卷邊。
在本發(fā)明的另一有利實(shí)施例中，電刷筒3在前導(dǎo)向區(qū)域的一個(gè)區(qū)域中具有一個(gè)高歐姆的或非導(dǎo)電的層16，該層向著電刷11。在圖6中所示的實(shí)施例中，在電刷筒的向著電刷11定向的成形結(jié)構(gòu)13，15的表面上被施加了一種絕緣漆。
圖12及13的視圖表示電流傳導(dǎo)單元的一個(gè)實(shí)施形式，它具有一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的電刷筒3，該電刷筒在前導(dǎo)向區(qū)域中具有比在后導(dǎo)向區(qū)域中相對(duì)電刷11小的間距，及具有一個(gè)電刷11，該電刷具有一個(gè)高歐姆或非導(dǎo)電的層23或絕緣層23。該非導(dǎo)電層23被限制在電刷11的這樣的區(qū)域上，這些區(qū)域在根據(jù)規(guī)定的使用期間可能接觸電刷筒3的前導(dǎo)向區(qū)域。在所示的實(shí)施例中，在電刷11的在一個(gè)基本上位于換向器切向的方向Y上可能與電刷筒3接觸的區(qū)域上施加了一種絕緣漆，該絕緣漆由酚醛樹(shù)脂漆、環(huán)氧樹(shù)脂漆或聚苯乙烯漆組成及它構(gòu)成絕緣層23。在電刷11的可替換的實(shí)施形式中，該絕緣層23也可被施加在這樣的區(qū)域上，這些區(qū)域可能在另一方向上接觸到前導(dǎo)向區(qū)域。在電刷11的替換實(shí)施例中絕緣層23也可為其它的類型。
以上所述的電刷筒3及電刷11的實(shí)施形式可單個(gè)地或組合地使用在一個(gè)交流-通用電動(dòng)機(jī)的電流傳導(dǎo)單元中，但這些實(shí)施形式也可使用在其它的、具有一個(gè)機(jī)械換向器或滑動(dòng)接觸系統(tǒng)的電動(dòng)-發(fā)電機(jī)中。
根據(jù)本發(fā)明的電刷筒3可用這樣的方式制造，即由一個(gè)薄板坯或金屬薄板坯沖壓出一個(gè)半成品，其中考慮可能的留空、如穿孔17及19。這樣的半成品被彎曲成具有基本上平行的壁的電刷筒。該半成品的兩個(gè)端部區(qū)段借助一個(gè)所謂的燕尾槽連接彼此固定連接。在另一加工步驟中使這樣加工的電刷筒3在前區(qū)域中被這樣地變形成型，使得在至少一個(gè)橫向于電刷11的縱向延伸上相對(duì)一個(gè)待導(dǎo)向的電刷11的、在電刷筒3的前導(dǎo)向區(qū)域中的間距小于在一個(gè)后導(dǎo)向區(qū)域中的間距。為此，電刷筒3的兩個(gè)相對(duì)的、基本上平行延伸的壁在前區(qū)域中被壓制或后壓制。通過(guò)該加工步驟可使這些壁被這樣地變形，即得到一個(gè)在圖1中所示的具有彼此傾斜的壁的電刷筒3。通過(guò)這樣一個(gè)加工步驟也可在電刷筒中加工出向著電刷11定向的成形結(jié)構(gòu)，例如在圖4中所示的。
權(quán)利要求
1.用于具有換向器(7)的電動(dòng)-發(fā)電機(jī)、尤其是用于電動(dòng)機(jī)的電流傳導(dǎo)單元的電刷筒，其中，尤其由金屬構(gòu)成的電刷筒(3)具有用于導(dǎo)向一個(gè)可向著縱向延伸移動(dòng)的電刷(11)的導(dǎo)向區(qū)域，該電刷尤其被構(gòu)造成多層炭刷(11)，及在導(dǎo)向區(qū)域與電刷(11)之間橫向于電刷(11)的縱向延伸具有一個(gè)間距，其特征在于在電刷筒(3)的向著換向器(7)的一個(gè)前導(dǎo)向區(qū)域中、在至少一個(gè)橫向于電刷的縱向延伸的方向上的間距(I1)小于電刷筒(3)的背離換向器(7)的一個(gè)后導(dǎo)向區(qū)域中的間距(I2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電刷筒，其特征在于在前導(dǎo)向區(qū)域中對(duì)電刷(11)的導(dǎo)向起決定作用的間距(I1)比在后導(dǎo)向區(qū)域中的間距(I2)小至少0.005mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電刷筒，其特征在于由電刷筒(3)的第一壁(4，4’)的前及后導(dǎo)向區(qū)域構(gòu)成的導(dǎo)向平面(12)相對(duì)于由一個(gè)第二壁(10，10’)的前及后導(dǎo)向區(qū)域構(gòu)成的導(dǎo)向平面(14)傾斜，其中第二壁(10，10’)在第一壁(4)的對(duì)面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的電刷筒，其特征在于至少在電刷筒(3)的向著換向器(7)的前區(qū)域中，電刷筒(3)的在軸向上導(dǎo)向電刷(11)的一個(gè)壁(21，22)或多個(gè)壁(21，22)具有至少一個(gè)穿孔(17，19)和/或至少一個(gè)通道(20)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的電刷筒，其特征在于所述穿孔(19)被構(gòu)造成縫槽及該縫槽在換向器側(cè)的端部上是敞開(kāi)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的電刷筒，其特征在于所述穿孔(17，19)被構(gòu)造成柵格狀的。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的電刷筒，其特征在于前導(dǎo)向區(qū)域由電刷筒(3)的至少一個(gè)向著電刷(11)定向的成形結(jié)構(gòu)(13，15)構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的電刷筒，其特征在于該成形結(jié)構(gòu)(13，15)和/或這些成形結(jié)構(gòu)(13，15)以至少一個(gè)肋和/或至少一個(gè)突起粒的形式構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至8中一項(xiàng)的電刷筒，其特征在于電刷筒(3)在前導(dǎo)向區(qū)域的區(qū)域中具有一個(gè)電絕緣層(16)。
10.用于根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的電刷筒(3)的電刷(11)，其特征在于電刷(11)的這樣的區(qū)域上具有非導(dǎo)電層(23)，這些區(qū)域在根據(jù)規(guī)定運(yùn)行電動(dòng)-發(fā)電機(jī)的使用期間可能接觸所述前導(dǎo)向區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的電刷，其特征在于非導(dǎo)電層(23)由絕緣漆組成。
12.電流傳導(dǎo)單元，其特征在于包括至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至9中一項(xiàng)的電刷筒(3)和/或至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求10或11的電刷(11)。
13.電動(dòng)-發(fā)電機(jī)，尤其是電動(dòng)機(jī)，其特征在于包括一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求12的電流傳導(dǎo)單元，一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至9中一項(xiàng)的電刷筒(3)和/或一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求10或11的電刷(11)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至9中一項(xiàng)的電刷筒(3)的制造方法，該電刷筒用于電動(dòng)-發(fā)電機(jī)、尤其是用于電動(dòng)機(jī)的電流傳導(dǎo)單元，其特征在于該方法包括以下步驟加工一個(gè)電刷筒(3)，在前導(dǎo)向區(qū)域的一個(gè)區(qū)域中后壓制或凹凸壓型電刷筒(3)，使得得到一個(gè)電刷筒(3)，其中在至少一個(gè)橫向于電刷(11)的縱向延伸的方向上到待被導(dǎo)向的電刷(11)的、在電刷筒(3)的一個(gè)前導(dǎo)向區(qū)域中的間距小于在一個(gè)后導(dǎo)向區(qū)域中的間距。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于具有換向器(7)的電動(dòng)－發(fā)電機(jī)、尤其是用于電動(dòng)機(jī)的電刷筒(3)、電刷(11)及電流傳導(dǎo)單元，其中電流傳導(dǎo)單元至少由尤其是被構(gòu)造成多層炭刷的電刷(11)及電刷筒(3)組成。電刷筒(3)被這樣構(gòu)成，使得在電刷(11)與電刷筒(3)之間在一個(gè)前導(dǎo)向區(qū)域中的間距(I
文檔編號(hào)H01R39/40GK1918755SQ200580003443
公開(kāi)日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2005年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月28日
發(fā)明者約爾格·斯克里匹克, 賴納·沙赫 申請(qǐng)人:Bsh博世和西門子家用器具有限公司