用于制造電機的集電器的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于制造電機的集電器的方法，其中，以燒結(jié)方法產(chǎn)生具有彼此關聯(lián)的換向器葉片的葉片組，接下來將葉片組放置在所述集流器的基體上，并且最后使所述換向器葉片分離。
【專利說明】用于制造電機的集電器的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于制造電機的集電器的方法。

【背景技術】
[0002] 在一種由文獻DD 160 423公開的用于制造電機的集電器的方法中，集電器的基 體是在成型工序中制造完成并隨后通過電鍍技術設置金屬涂層。為構成葉片，在涂層上加 工出凹槽。
[0003] 文獻DE 10 2007 058 911 A1公開了一種電起動馬達中的集電器，其中所述集電 器具有銅制成的葉片，在葉片上連接有由鋁構成的電樞線圈。所述鋁導體的端部具有以接 觸套形式的、由銅制成的管段，從而避免鋁導體的端部上發(fā)生腐蝕。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是利用簡單的措施制造一種重量減輕的電機的集電器。
[0005] 依據(jù)本發(fā)明，該目的通過權利要求1所述的特征得以實現(xiàn)。從屬權利要求給出適 宜的改進方案。
[0006] 按照如本發(fā)明所述方法制造而成的集電器或換向器是用于向電機的電樞傳輸電 流的換向裝置的一部分。此處的電機指的是例如用于起動裝置的起動馬達，內(nèi)燃機可以通 過該起動馬達起動。所述電機例如可被實施為帶有永久激勵的或電激勵的直流電動機。在 優(yōu)選的實施方案中，所述電機被構造為內(nèi)部轉(zhuǎn)子電動機。
[0007] 所述集電器與電機的轉(zhuǎn)子軸或電樞軸連接。通過集電器對電樞中的電樞線圈通 電。所述集電器在其圓周上具有很多單個的葉片，這些葉片分別被實施為繞組元件的電樞 線圈電連接并且貼靠在受彈簧力加載的電刷上以傳輸電流。
[0008] 在如本發(fā)明所述的方法中，首先以燒結(jié)方法制造出葉片組。所述葉片組包括多個 換向器葉片，這些換向器葉片在葉片組中相互關聯(lián)，而這樣的優(yōu)點是換向器葉片彼此之間 的相對位置已經(jīng)在葉片組中確定好。在此可以適宜地在葉片組中設置所有對集電器而言必 要的換向器葉片，這些換向器葉片以環(huán)形或套筒形被布置成組并分別作為單個葉片在軸向 上延伸，但這些單個葉片通過在該組中一個起連接作用的元件彼此關聯(lián)。而在一個可替換 的實施方案中，所述葉片組也可能只包括所述換向器葉片的一部分并且可以使用于制造所 述集電器的多個葉片組布置在一個基體上。無論如何，所述葉片組都包括很多單個的、彼此 關聯(lián)的換向器葉片。
[0009] 在下一個步驟中，所述葉片組被放置在所述集電器的基體上。由于單個的換向器 葉片在葉片組中彼此關聯(lián)，所以不必手動定位葉片。
[0010] 在隨后的另一個步驟中，將所述葉片組與基體連接后，通過使在葉片組中的連接 葉片的部分分開而使所述換向器葉片分離。通過這一方式可以實現(xiàn)不同的換向器葉片之間 的機械和電的獨立性。優(yōu)選以機械的方式，通過切削加工或非切削加工的方式使換向器葉 片分離，其中有時也可以采用其它的分離方法，例如通過熱學的或化學的途徑。由于葉片已 經(jīng)和集電器的基體固定連接，所以葉片在基體上的位置在分離后依然得以保持。
[0011] 以燒結(jié)方法制造葉片組具有不同的優(yōu)點。由于可以通過燒結(jié)方法制造出尺寸相當 精確的換向器葉片，因此用于切削或改型的后續(xù)加工費用隨之減少。同樣也相應地減少了 材料損耗。另外優(yōu)點還有通過燒結(jié)可以將原本無法連接或很難連接的、不同類型的材料連 接起來。這樣就可以制造出這樣的換向器葉片，該換向器葉片在其接觸貼靠有電刷以傳輸 電流的接觸段的區(qū)域中以及在用于與電樞的繞組元件連接的連接段的區(qū)域中由不同的材 料構成。因此在燒結(jié)方法中可以在換向器葉片內(nèi)部使用不同的材料。
[0012] 所述接觸段在此優(yōu)選具有高導電性，其至少和連接段的導電性相同。所述接觸段 優(yōu)選由銅或黃銅或含有銅或黃銅的合金構成，這樣電刷和換向器葉片之間的接觸得以保 證。所述連接段可以由鋁或鋅或含有鋁或鋅的合金構成，其優(yōu)點是它們都是比銅或黃銅更 輕的特殊材料，所以集電器的質(zhì)量和慣性力矩減小，與此同時減小離心力和增大加速度。所 述接觸段可以完全由銅或黃銅構成，或者如果是合金，其中銅或黃銅的含量占例如50%。這 也同樣適用于由鋁或鋅或相應合金構成的連接段。此外在兩段之間燒結(jié)輔助材料--優(yōu)選 為鋅、銀或鎳，例如從而平衡接觸段和連接段的兩種不同材料的熔點上的巨大差別或者減 小兩種材料之間的接觸腐蝕。
[0013] 單個換向器葉片內(nèi)部的不同材料可以在燒結(jié)方法過程中以機械和電的方式彼此 連接。另外可以在燒結(jié)方法中制造出具有預期物理特性，例如確定孔隙度的葉片。
[0014] 葉片組內(nèi)部起連接作用的、使單個換向器葉片連接的元件例如被構造為連接環(huán)， 其在將葉片組放置在集電器的基體上之后移開。該起連接作用的元件像換向器葉片那樣通 過燒結(jié)在相同的方法步驟中制造而成，并優(yōu)選由和換向器葉片相同的材料構成。只要所述 換向器葉片具有由不同材料構成的接觸段和連接段，則對所述連接元件而言可以考慮使用 所述接觸段的材料和連接段的材料或者有時也可考慮使用其它材料。
[0015] 連接環(huán)作為所述換向器葉片之間起連接作用的元件可被布置在所述葉片組中的 不同位置上。根據(jù)有利的實施方案，所述連接環(huán)位于所述換向器葉片的端面其中之一上，其 中可以考慮將其定位在遠離用于和所述繞組元件連接的連接段的自由端面的區(qū)域中，還可 以定位在接觸段的區(qū)域中。接觸段分別形成旗狀物（Fahne)并且適宜地徑向向外延伸，其 中所述連接環(huán)可被布置成與所述接觸段的位于徑向外側(cè)的端面相鄰。
[0016] 例如通過旋轉(zhuǎn)的方式移走連接環(huán)，以使換向器葉片分離。移走連接環(huán)后，不同換向 器葉片之間就不再存在機械或電接觸。
[0017] 集電器的基體可被構造為沖壓件、鑄造件或注塑件并且優(yōu)選由塑料制成。所述葉 片組為連接基體而優(yōu)選部分被嵌入基體的塑料體（Kunststoffmasse)中，從而塑料被時效 固化處理后，即使在移走葉片組中的起連接作用的元件之后仍存在與換向器葉片的固定連 接。所述葉片伸入所述基體的塑料體內(nèi)，以至于所述接觸段的位于徑向外側(cè)的作用面裸露 出來并且實現(xiàn)與所述電刷的接觸。適宜的可以是，將所述接觸段和連接段之間的過渡區(qū)域 或接觸區(qū)域完全嵌入所述基體的塑料體中，由此所述過渡區(qū)域由塑料體包圍并且使腐蝕的 介質(zhì)無法進入。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 本發(fā)明的其它優(yōu)點以及適當?shù)膶嵤┓桨缚蓮钠渌鼨嗬?、【專利附圖】

【附圖說明】和附圖中得 出。圖示如下：
[0019] 圖1示出了用于內(nèi)燃機的起動裝置的縱截面圖，該起動裝置具有包括換向裝置的 電起動馬達；
[0020] 圖2示出了換向裝置的集電器的端面視圖，該集電器與起動馬達的電樞軸固定連 接；
[0021] 圖3示出了縱向穿過集電器的截面圖。
[0022] 附圖中相同構件使用相同附圖標記表示。

【具體實施方式】
[0023] 圖1示出用于內(nèi)燃機的起動裝置1，其在包括位于前側(cè)的軸承蓋3的殼體2內(nèi)容納 電起動馬達。起動馬達4的馬達軸5通過行星傳動裝置6驅(qū)動驅(qū)動軸11,在驅(qū)動軸上布置 有可軸向移動的、但在旋轉(zhuǎn)方向上與驅(qū)動軸11聯(lián)接的自由輪裝置7的帶動件8。帶動件8 通過支承導輪9支撐在導輪凸緣10上，導輪凸緣與起動小齒輪12 -體式構成。在軸向進 給運動中，起動小齒輪12從縮回的非運轉(zhuǎn)位置中出來進入向前推出的、與內(nèi)燃機的齒圈的 嚙合位置。
[0024] 起動小齒輪12的軸向進給運動借助于電磁起動繼電器13實現(xiàn)，該起動繼電器13 具有與叉形杠桿15聯(lián)接的、可軸向調(diào)整的提升銜鐵14。在提升銜鐵14的軸向調(diào)整運動中， 支承在殼體上的叉形杠桿15發(fā)生擺動，因此在軸線方向上調(diào)整帶動件8以及起動小齒輪 12〇
[0025] 電起動馬達4被構造為內(nèi)部轉(zhuǎn)子電動機并具有與馬達軸5不可相對轉(zhuǎn)動地連接的 電樞16,其包括可電激勵的電樞線圈。電樞16內(nèi)的線圈通過換向裝置17通電。由電的電 樞線圈產(chǎn)生的電磁場與永磁體18的磁場相互作用，該永磁體被布置在包圍電樞的定子內(nèi) 偵讓。
[0026] 換向裝置17包括多個彈簧-電刷-單元19,其在殼體一側(cè)上分別包括碳刷20和 電刷彈簧21，該換向裝置17此外還包括電樞一側(cè)的一個或多個集電器22。碳刷20通過電 刷彈簧21徑向朝向集電器22的側(cè)表面被力加載。碳刷20和電刷彈簧21被適當容納在刷 握中，其與起動馬達的殼體固定連接。共有六個彈簧-電刷-單元19被平均分配在圓周上。
[0027] 在圖2和圖3中示出集電器22的端面視圖和截面圖。集電器22包括帶有中心凹 槽28的、位于徑向內(nèi)側(cè)的基體23,而凹槽28沿著電樞軸或馬達軸的縱軸線29延伸，集電器 還包括與基體23固定連接的葉片組24。葉片組24包括多個換向器葉片25,其分別在軸向 上延伸并被分布地布置在圓柱形基體23的圓周上。每個換向器葉片25包括接觸段26以 及連接段27,所述接觸段位于徑向外側(cè)的側(cè)表面構成用于和電刷相接觸的接觸面，通過該 連接段27可實現(xiàn)與被容納在電樞中的繞組元件的連接。連接段27被構造為L形狀并具有 徑向延伸的部分和軸向延伸的部分，其中接觸段26只在軸向方向上延伸并且位于連接段 27的軸向延伸部分的徑向外側(cè)上。
[0028] 換向器葉片25通過連接環(huán)30、31或32彼此連接。連接環(huán)30、31或32與換向器 葉片25共同構成葉片組24。連接環(huán)30、31或32用于將由接觸段26和連接段27構成的 換向器葉片25彼此連接并定位。原則上，一個連接環(huán)30、31或32就可以連接換向器葉片 25。第一連接環(huán)30位于連接段27的徑向外側(cè)端面上，第二連接環(huán)31位于接觸段26的軸 向端面上。第三連接環(huán)32 (圖3)位于接觸段26的徑向外側(cè)的外表面上。
[0029] 換向器葉片24被制造為燒結(jié)構件，帶有接觸段26和連接段27以及連接環(huán)30、31、 32的換向器葉片25是燒結(jié)構件，它們在一個共同的方法步驟中以及兩個前后順序連接的 方法步驟中制造而成。接觸段26和連接段27優(yōu)選地由適合每一種使用目的的不同材料構 成。電刷以接觸方式貼靠的接觸段26例如由銅或黃銅或含有銅或黃銅的合金構成，連接 段27例如由鋁或鋅或含有鋁或鋅的合金構成。通過使用燒結(jié)方法，必要時在使用輔助材料 (例如鋅、銀或鎳）的條件下，在接觸段26和連接段27之間產(chǎn)生固定連接。連接環(huán)30、31 或32可以由與接觸段26或連接段27相同的材料構成。
[0030] 為制造集電器，在第一步驟中首先以燒結(jié)方法制造具有換向器葉片25和至少一 個連接環(huán)30或31的葉片組。在隨后的步驟中將葉片組24放置在集電器的基體23上?；?體23優(yōu)選由塑料構成并被構造為沖壓件。通過將葉片組24放置在尚未完全時效硬化的塑 料基體23上，換向器葉片25被嵌入到基體的材料中。優(yōu)選在徑向上嵌入到使連接段27的 軸向部分和接觸段26之間的分界層或過渡區(qū)完全位于基體23的材料之中，由此接觸段和 連接段之間的分界層可被保護不受外部影響。
[0031] 在下一個步驟中，基體的塑料被時效硬化后使換向器葉片25分離。這可以通過以 機械方式、例如通過旋轉(zhuǎn)移走連接環(huán)30或31來實現(xiàn)。在分離之后，換向器葉片之間不再存 在機械連接，因此也就不再存在電接觸。
【權利要求】
1. 用于制造電機的集電器（22)的方法，其中，所述集電器（22)包括基體（23)和多個 布置在所述基體（23)上的換向器葉片（25)，所述方法包括如下方法步驟： -以燒結(jié)方法制造具有彼此關聯(lián)的換向器葉片（25)的葉片組（24)， -將葉片組（24)放置在所述集流器（22)的基體（23)上， -使所述換向器葉片（25)分離。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述換向器葉片（25)分別具有用于與換向 裝置（17)的電刷接觸的接觸段（26)和用于與繞組元件連接的連接段（27)。
3. 如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述接觸段（26)和所述連接段（27)由不同 的、以燒結(jié)方法制成的材料構成。
4. 如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述接觸段（26)由銅或黃銅或相應合金構 成，所述連接段（27)由錯或鋅或相應合金構成。
5. 如權利要求2至4中任一項所述的方法，其特征在于，在使用輔助材料的條件下執(zhí)行 燒結(jié)過程，所述輔助材料被布置在所述接觸段（26)和所述連接段（27)之間。
6. 如權利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，所述葉片組（24)具有多個單 個的換向器葉片（25)和連接這些換向器葉片（25)的連接環(huán)（30、31)，所述連接環(huán)在將所述 葉片組（24)放置在基體（23)上之后被移走。
7. 如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述連接環(huán)（30、31)布置在所述換向器葉片 (25)的端面上。
8. 如權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述連接環(huán)（32)布置在所述換向器葉 片（25)的周面上。
9. 如權利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述連接環(huán)（30、31)在所述換向器葉片 (25)的端面上或周面上軸向或徑向凸出。
10. 如權利要求6至9中任一項所述的方法，其特征在于，所述連接環(huán)（30、31、32)通過 旋轉(zhuǎn)移走。
11. 如權利要求1至10中任一項所述的方法，其特征在于，所述葉片組（24)被部分地 嵌入所述基體（23)的塑料體中。
12. 如權利要求2至5和8中任一項所述的方法，其特征在于，所述接觸段（26)和所述 連接段（27)之間的過渡區(qū)域嵌入所述基體（23)的塑料體中。
13. 如權利要求1至12中任一項所述的方法，其特征在于，所述基體（23)作為沖壓件、 鑄造件或注塑件來制造。
【文檔編號】H01R43/08GK104124601SQ201410299125
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月3日 優(yōu)先權日:2013年4月4日
【發(fā)明者】W·黑希特, J·溫克勒 申請人:羅伯特·博世有限公司