專利名稱：平面碳精塊換向器及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平面或平板換向器及其制造方法，其中接觸電刷軸向靠在換向器的平接觸面上，而不是象圓柱形換向器那樣徑向壓靠，而且接觸面由多個(gè)通常呈環(huán)形布置的扇形塊提供，這些扇形塊上具有與接觸電刷接觸的碳外層。
一種已知的平面碳精塊換向器公開在德國碳股份公司和RobertBosch股份有限公司聯(lián)名公布的德國實(shí)用新型G8907045.3的說明書中，這種換向器包括一個(gè)絕緣材料制成的基件，該基件有一條回轉(zhuǎn)軸線，一個(gè)至少部分地橫向于回轉(zhuǎn)軸延伸的前表面，和多個(gè)從前表面向后伸出的孔;多個(gè)安裝在前表面上周向隔開的接觸件;和多個(gè)分別形成在接觸件上并周向隔開，從上面模制的碳精塊，每個(gè)碳精塊都有向后伸入所述孔中的整體錨固裝置。
雖然上述錨固裝置為安裝在接觸件上的碳精塊提供了一些抵抗離心力的徑向支承，和一些防止碳精塊從接觸件上軸向脫出的支承，但這種支承取決于錨固裝置中碳的剪切強(qiáng)度和錨固裝置與它們伸進(jìn)的孔之間的摩擦連接。所以，為了保證接觸件和碳精塊的足夠的徑向和軸向支承，接觸件必須設(shè)有鑲嵌模制進(jìn)入基件前表面的向后伸出部分和容納從上面模制的碳精塊的整個(gè)后部的下切槽。這就涉及相當(dāng)復(fù)雜和費(fèi)時(shí)的加工和預(yù)裝配工作。而且，所得的最終產(chǎn)品并不特別堅(jiān)固。
本發(fā)明的目的是提供一種至少在一定程度上克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，并使換向器中的碳精塊更牢固地固定到基件上以及有助于連接換向器的其它部件的平面碳精塊換向器及其制法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的換向器中，每個(gè)碳精塊至少與一個(gè)孔對(duì)準(zhǔn);與一個(gè)碳精塊對(duì)準(zhǔn)的至少一個(gè)孔設(shè)有一個(gè)第一部分，并在第一部分的后部設(shè)有帶從第一部分側(cè)向偏置的聯(lián)接表面的第二部分;以及伸入所述一個(gè)孔內(nèi)的錨固裝置具有置于孔的第二部分內(nèi)并與聯(lián)接表面連接的鎖緊裝置，以防止錨固裝置從孔內(nèi)軸向脫出。
因此，按照本發(fā)明，為電動(dòng)機(jī)提供了一種平面碳精塊換向器，它包括一個(gè)由絕緣材料制成具有一旋轉(zhuǎn)軸線的基件，一個(gè)至少部分地橫向旋轉(zhuǎn)軸線延伸的前表面，和多個(gè)從前表面向后延伸的孔，每個(gè)孔都設(shè)有一個(gè)第一部分，并在該第一部分的后部設(shè)有帶一從第一部分側(cè)向偏置的聯(lián)接表面的第二部分;多個(gè)安裝在前表面上、周向間隔開的接觸件;和多個(gè)分別形成在接觸件上周向隔開從上面模制的碳精塊，每個(gè)碳精塊至少與一個(gè)孔相對(duì)準(zhǔn)，并具有整體的錨固裝置，該裝置向后伸進(jìn)所述孔內(nèi)并具有設(shè)置在該孔的第二部分內(nèi)并與聯(lián)接表面連接的鎖緊裝置，以防止錨固裝置從孔內(nèi)軸向脫出。
本發(fā)明也提供了一種制造用于電動(dòng)機(jī)的平面碳精塊換向器的方法，該方法包括下列步驟提供一個(gè)由絕緣材料制成的基件，該基件具有回轉(zhuǎn)軸線和一個(gè)至少部分地橫向于回轉(zhuǎn)軸線延伸的前表面;在基件上形成多個(gè)向后延伸的孔，至少包括一個(gè)與一個(gè)碳精塊對(duì)準(zhǔn)并設(shè)有第一部分和在第一部分的后部帶有從第一部分側(cè)向偏置的聯(lián)接表面的第二部分;在前表面上安裝多個(gè)周向隔開的接觸件;和分別在接觸件上從上面模制出多個(gè)周向隔開的碳精塊，使每個(gè)碳精塊都有向后伸進(jìn)所述孔內(nèi)的整體錨固裝置，并包括伸入具有第一和第二部分的孔內(nèi)的錨固裝置，該錨固裝置設(shè)有置于第二部分內(nèi)并與聯(lián)接表面連接的鎖緊裝置，以防止錨固裝置從孔中軸向脫出。
最好在基件的前表面上模制整層的碳層，然后通過該碳層進(jìn)入基件切割出多條徑向槽，將其分成所述的碳精塊。
因此，當(dāng)將接觸件安裝在基件上時(shí)，將一個(gè)模具安裝到基件上，將這些孔的后端封閉，并將碳粉和載體材料的可模制混合物注入到基件和模具之間的空間。這就保證了可模制的混合物填滿孔中沒有被接觸件占據(jù)的那些部分。任何一種已知的載體材料，如酚醛樹脂可以與碳粉一起使用形成可模制的混合物，但載體材料的選擇和隨后的一些熱處理將取決于不同換向器的工作要求，這部分已知技術(shù)不屬于本發(fā)明的內(nèi)容。
在兩個(gè)錨固裝置從一個(gè)碳精塊向后伸出之處，如果這兩個(gè)錨固裝置沿不平行的軸延伸，則每個(gè)錨固裝置可以具有相同的橫截面。甚至當(dāng)兩個(gè)錨固裝置中的第一個(gè)裝置沿一條與基件回轉(zhuǎn)軸平行的軸延伸時(shí)，第二個(gè)不平行的錨固裝置會(huì)伸入一個(gè)均勻截面的孔內(nèi)，該孔具有一個(gè)第一部分，一個(gè)在第一部分后部的第二部分以及一個(gè)從第一部分側(cè)向偏置的聯(lián)接表面，并且第二錨固裝置具有設(shè)于該孔的第二部分內(nèi)，與由這個(gè)孔的第二部分提供的聯(lián)接表面連接的鎖緊裝置，由此防止碳精塊從基件內(nèi)軸向脫出。同樣，因?yàn)殄^固裝置的第一部分平行于基件的回轉(zhuǎn)軸延伸，使這個(gè)第一錨固裝置防止了碳精塊從基件上的非軸向分離。
當(dāng)兩個(gè)錨固裝置沿著不平行軸線向后延伸時(shí)也可獲得類似的鎖緊效果。所述的不平行軸線也不平行于基件的回轉(zhuǎn)軸。
然而，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，至少一個(gè)形成在基件上的孔(為易于制造，最好每一個(gè)孔)有一個(gè)橫截面比它的第一部分更大的第二部分，并且，至少與一個(gè)從上面模制的碳精塊(為易于制造，最好每一個(gè))成整體的錨固裝置包括一個(gè)伸入這些凹孔中的一個(gè)凹孔內(nèi)的單個(gè)錨件?？缀湾^件都平行于旋轉(zhuǎn)軸線延伸。
每一個(gè)這樣的凹孔可以是截頭圓錐形，其中，孔的內(nèi)表面的后端提供有該孔的第二部分的聯(lián)接表面。然而，按照本發(fā)明換向器的一種較佳的形狀，每個(gè)形成有第一和第二部分的凹孔有一圍繞該孔的圓周延伸的內(nèi)界面;所述孔界面的至少一部分形成一個(gè)周向延伸的突出部分;并且伸進(jìn)孔內(nèi)的錨件的鎖緊裝置可以包括一個(gè)鎖緊部分，該鎖緊部分有一個(gè)相對(duì)周向延伸部分向后設(shè)置并與周向延伸部分軸向鄰接的側(cè)邊。這就為每個(gè)碳精塊和接觸件相對(duì)于基件提供了更正確的軸向連接。
為了保證接觸件與基件平行，最好使基件具有側(cè)面和后面，每個(gè)接觸件具有一個(gè)徑向外部和至少一個(gè)夾緊部分，每個(gè)夾緊部分具有一個(gè)沿基件的側(cè)面，從接觸件的徑向外部向后伸出的第一部分，和一個(gè)沿基件的后表面，從第一部分向內(nèi)徑向伸出的第二部分。此外，每一個(gè)接觸件可以有兩個(gè)位于從接觸件的徑向外部伸出的接線栓的相對(duì)兩側(cè)的這種夾緊部分。
為了使接觸件相對(duì)于基件定位的另一種裝置，在從上面模制之前，基件形成有多條軸向凹槽，每一個(gè)接觸件至少有一個(gè)向后伸的定位部分，該定位部分分別置于所述軸向凹槽內(nèi)。而且，定位部分可形成有與軸向凹槽的內(nèi)表面連接的倒鉤，由此防止該定位部分從該軸向凹槽內(nèi)軸向脫出。這不僅有助于在最后的裝配中將接觸件固定到基件上，而且也保證了在從上面模制的過程中當(dāng)碳粉和載體材料的可模制混合物被加到基件和接觸件時(shí)，將接觸件牢固地定位在基件上。
每一個(gè)接觸件最好至少有一個(gè)背朝回轉(zhuǎn)軸并與接觸件上形成的碳精塊連接的聯(lián)接表面，以防止接觸件的徑向向外運(yùn)動(dòng)，并且在方便的情況下，每一個(gè)接觸件至少形成有一個(gè)帶有一內(nèi)界面的孔，所述界面的一部分構(gòu)成聯(lián)接表面。
在這種情況下，每一個(gè)孔最好有一個(gè)位于第一部分前面，其橫截面完全覆蓋在接觸件上形成的各個(gè)孔的第三部分，所述的接觸件與具有伸入孔內(nèi)的錨件的碳精塊連接。這就保證了從上面模制的碳和接觸件之間的最大徑向互鎖。
下面通過舉例的方式并參考


本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例及其制造方法。
圖1和圖2分別是構(gòu)成本發(fā)明的平面碳精塊換向器部件的基件和接觸件的立體圖。
圖3是圖1所示的基件與多個(gè)圖2所示的接觸件相配合的部件立體圖。
圖4是圖3所示部件的立體圖，該部件上提供有形成碳精塊結(jié)構(gòu)外層，整體模制的碳。
圖5和圖6是本發(fā)明的平面碳精塊換向器的立體圖，分別顯示該換向器的前面和后面。
圖7是圖5和圖6所示換向器的剖視側(cè)視圖。
如圖1、3和7所示，圓形基件1有一條回轉(zhuǎn)軸線和一個(gè)前表面，該前表面包括垂直于回轉(zhuǎn)軸線的一個(gè)中心圓環(huán)27，多條徑向條2和支承面28。徑向條2設(shè)置在周向隔開的孔3之間，每一個(gè)孔包括一個(gè)位于中心的第一部分7和分別位于第一部分7的后部和前部的第二部分8和第三部分24。
如圖1和圖7所示，每個(gè)孔3具有形成一向內(nèi)延伸的突出部分12的界面11，突出部分12保證每個(gè)孔3的第二和第三部分8和24具有比第一部分7更大的橫截面積。
如圖3所示，構(gòu)成基件前表面一部分的支承表面28圍繞著孔3設(shè)置，用于支撐接觸件4。如圖2所示，在基件1上形成有軸向凹槽19，用于容納每個(gè)接觸件4的徑向內(nèi)端的定位部分20。定位部分20上的倒鉤29與軸向凹槽19的內(nèi)表面30嚙合，以防止定位部分20從軸向凹槽19中脫出。
從每個(gè)接觸件4的徑向外緣16伸出的接線柱31用于連接電樞引線。在接線柱31的相對(duì)兩則，從各個(gè)接觸件4的徑向外緣16伸出兩個(gè)形成夾緊部分的卡齒，用于將接觸件4軸向固定到基件1上。如圖6所示，每個(gè)夾緊部分都有一個(gè)沿基件1的側(cè)表面14，從接觸件4的徑向外緣16向后伸出的第一部分17，和一個(gè)沿基件1的后表面15，從第一部分17徑向向內(nèi)伸出的第二部分18。
如圖3所示，當(dāng)所有接觸件4都在基件1上安裝就位時(shí)，便將該部件旋轉(zhuǎn)在一個(gè)圍繞中心環(huán)27形成一個(gè)環(huán)形模腔的模具(未示出)內(nèi)，并使基件1上的孔3的第二部分8在基件1的后側(cè)被封閉。然后將碳粉和載體材料，如酚醛樹脂的可模制的混合物注入環(huán)形模腔。這些注入的材料流過接觸件4上形成的孔22，并充滿基件1上的孔3，以形成整體的錨件6。
如圖7所示，每個(gè)錨件6的最后端形成一個(gè)位于孔3的第二部分8內(nèi)的鎖緊部分10，錨件6設(shè)于孔3內(nèi)并有一個(gè)側(cè)面13，該側(cè)面相對(duì)周向伸出的突出部分12提供的支撐面9向后朝內(nèi)設(shè)置并與其徑向接觸，由此保證錨件6不會(huì)從孔3中軸向脫出。
如圖3和7所示，每個(gè)接觸件4都形成有帶有內(nèi)界面23的三個(gè)孔22。所以，每一個(gè)界面23的徑向內(nèi)面部分都背向旋轉(zhuǎn)軸線并作為一個(gè)與封閉接觸件4的碳精塊5接觸的接觸面21，由此防止接觸件4相對(duì)于碳精塊5徑向向外運(yùn)動(dòng)。同樣地，由于每個(gè)接觸件4都連接到基件上，例如利用定位部分20連接到基件1上，使每個(gè)孔22的界面23的徑向外部靠在封住基件1形成碳精塊5的碳上，由此防止碳精塊相對(duì)于接觸件4徑向向外運(yùn)動(dòng)。
碳與接觸件4的這種互鎖是通過保證每個(gè)孔3的第三部分24的橫截面足夠地大，以便完全包圍相鄰接觸件4上的孔22來加強(qiáng)的。
因此，基件1和接觸件4是分別形成的，然后再裝配在一起，并利用從上面模制的方法鎖在一起，在從上面模制的方法中作為碳精塊5的碳層25與錨件形成一體，從而保持碳層25在基件1上就位。然后通過切割徑向槽26，將碳層26分離成碳精塊5，徑向槽26垂直通過碳層25進(jìn)入下層基件1。如圖5所示，這些徑向槽26也通過中心環(huán)27并進(jìn)入徑向條2。所以碳精塊沿周向分開并彼此絕緣。
權(quán)利要求
1.一種用于電動(dòng)機(jī)的平面碳精塊換向器，它包括一個(gè)由絕緣材料制成的基件，該基件具有一條回轉(zhuǎn)軸線，至少部分橫向于該回轉(zhuǎn)軸線延伸的前表面(2)和多個(gè)從前表面(2)向后延伸的孔(3)；多個(gè)周向隔開安裝在前表面(2)上的接觸件(4)；和多個(gè)分別形成在接觸件(4)上周向隔開從上面模制的碳精塊(5)，每個(gè)碳精塊(5)都有向后伸進(jìn)所述孔(3)內(nèi)的整體錨固裝置(6)；其特征在于每一個(gè)碳精塊(5)至少與一個(gè)孔(3)對(duì)準(zhǔn)；至少與一個(gè)碳精塊(5)對(duì)準(zhǔn)的一個(gè)孔(3)設(shè)有第一部分(7)，和在第一部分(7)后部、具有從第一部分(7)側(cè)向偏置的聯(lián)接表面的第二部分(8)；以及伸入所述一個(gè)孔(3)內(nèi)的錨固裝置(6)具有設(shè)于該孔(3)的第二部分(8)內(nèi)并與聯(lián)接表面(9)連接的鎖緊裝置(10)，由此防止錨固裝置(6)從孔(3)中軸向脫出。
2.如權(quán)利要求1所述的換向器，其特征在于具有第一和第二部分(7和8)的所述孔(3)中的至少一個(gè)孔平行于回轉(zhuǎn)軸延伸，并具有橫截面積比它的第一部分(7)更大的第二部分(8);以及至少與一個(gè)從上面模制的碳精塊(5)一體的錨固裝置(6)是一個(gè)整體錨件，每一個(gè)所述的錨固裝置(6)經(jīng)向伸入平行回轉(zhuǎn)軸延伸的所述孔(3)的一個(gè)孔內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的換向器，其特征在于具有第一和第二部分(7和8)的每一個(gè)孔(3)都有一圍繞孔(3)的周向伸展的內(nèi)界面(11);至少所述界面(11)的一部分形成一向內(nèi)周向伸出的突出部分(12);以及伸入所述孔(3)內(nèi)的錨固裝置(6)的鎖緊裝置(10)有一設(shè)于周向伸出的突出部分(12)的后面并與該突出部分(12)軸向連接的側(cè)面(13)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的換向器，其特征在于基件(1)具有側(cè)面和后表面(14和15);每一個(gè)接觸件(4)有一經(jīng)向外緣(16)和至少一個(gè)夾緊部分(17、18);以及每一個(gè)夾緊部分(17、18)都有一沿基件(1)的側(cè)表面(14)，從接觸件(4)的徑向外緣(16)向后伸出的第一部分(17)和沿基件(1)的后表面，從第一部分(17)徑向向內(nèi)伸出的第二部分(18)，以便將接觸件(4)軸向固定到基件(1)上。
5.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的換向器，其特征在于基件(1)上形成有多個(gè)軸向凹槽(19);每一個(gè)接觸件(4)至少有一向后延伸的定位部分(20);以及定位部分(20)分別位于所述的軸向凹槽(19)內(nèi)。
6.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的換向器，其特征在于，每一個(gè)接觸件(4)至少有一背朝回轉(zhuǎn)軸并與接觸件(4)上形成的碳精塊(5)連接的聯(lián)接表面(21)，以防止接觸件(4)徑向向外運(yùn)動(dòng)。
7.按照權(quán)利要求6所述的換向器，其特征在于，每一個(gè)接觸件(4)至少有一個(gè)具有一內(nèi)界面(23)的孔(22)，并且，所述界面(23)的一部分構(gòu)成聯(lián)接表面(21)。
8.按照權(quán)利要求7所述的換向器，其特征在于每一個(gè)孔(3)有一個(gè)位于第一部分(7)前部的第三部分(24)，其橫截面完全覆蓋與接觸碳精塊(5)連接的接觸件(4)上形成的每一個(gè)孔(22)，所述的碳精塊(5)具有伸入孔(3)內(nèi)的錨固裝置(6)。
9.一種制造用于電動(dòng)機(jī)的平面碳精塊換向器的方法，它包括下步驟提供一個(gè)由絕緣材料制成的基件(1)，該基件(1)具有回轉(zhuǎn)軸線和至少部分地橫向于回轉(zhuǎn)軸延伸的一個(gè)前表面(2);在基件(1)上形成多個(gè)向后延伸的孔(3)，在前表面(2)上安裝多個(gè)周向隔開的接觸件(4);和分別在接觸件(4)上從上面模制出多個(gè)周向隔開的碳精塊(5)，使每個(gè)碳精塊(5)具有向后伸入所述孔(3)內(nèi)的整體錨固裝置(6);其特征在于;至少使一個(gè)孔(3)與一個(gè)碳精塊(5)對(duì)準(zhǔn)，并設(shè)有第一部分(7)和在第一部分(7)后面、具有從第一部分(7)側(cè)向偏置的聯(lián)接表面(9)的第二部分(8);以及使錨固裝置(6)包括伸入設(shè)有第一和第二部分(7和8)的孔內(nèi)部分，并設(shè)有位于第二部分(8)內(nèi)、與聯(lián)接表面(9)連接的鎖緊裝置(10)，由此防止錨固裝置(6)從孔(3)中軸向脫出。
10.按照權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于它還包括在基件(1)的前表面(2)上，從上面模制出一整體碳層25，然后通過由整體碳層(25)進(jìn)入基件(1)切割出徑向槽(26)，將其分成所述的碳精塊(5)的步驟。
全文摘要
一種平面碳精塊換向器，它具有帶接線柱31的接觸件4，該接觸件利用與設(shè)在基件的孔內(nèi)的錨件6形成一體，從上面模制碳精塊5的方法固定到絕緣基件1的前表面2上。每一個(gè)孔有一位于第一部分后部，其橫截面比第一部分更大的第二部分8，設(shè)置在孔內(nèi)的錨件有一占滿孔的第二部分的鎖緊部分10，由此防止錨件從孔中脫出。接觸件被嵌入碳精塊中并具有充滿碳精塊材料的孔22，以增加接觸件和碳精塊之間的互鎖。
文檔編號(hào)H01R39/04GK1084324SQ9310980
公開日1994年3月23日 申請(qǐng)日期1993年8月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月14日
發(fā)明者G·斯特羅爾 申請(qǐng)人:德昌電機(jī)股份有限公司