專利名稱：用于電刷換向式電動(dòng)機(jī)的電刷蓋及電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1的前序所述的用于電刷換向式電動(dòng)機(jī)的電刷蓋。這種一般的電刷蓋包括圍繞軸線可旋轉(zhuǎn)地安裝到電刷蓋處的至少一個(gè)桿狀電刷。設(shè)有螺栓以用于該可旋轉(zhuǎn)安裝。
背景技術(shù)：
開(kāi)篇所提及的類型的電刷蓋公知于DE 29605114U1。在以直流電流運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)中，如果電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子不是永磁式轉(zhuǎn)子，則在轉(zhuǎn)子的軸上設(shè)置換向器，換向器使得電流在正確的時(shí)間交替地施加到不同的轉(zhuǎn)子繞組上。換向器的集電器裝有位于其表面區(qū)域處的多個(gè)區(qū)段，所述區(qū)段遍及集電器的周向分布并且通常與兩個(gè)碳刷或石墨刷或鋼刷交替地滑動(dòng)接觸。所提供的電壓施加到電刷上。轉(zhuǎn)子線圈分別與集電器的一對(duì)區(qū)段電連接。通過(guò)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，集電器的各個(gè)不同對(duì)的區(qū)段分別與兩個(gè)電刷形成接觸，以使電流總是施加在不同的轉(zhuǎn)子線圈上。為了確保電刷和集電器的區(qū)段之間的良好接觸，電動(dòng)機(jī)中的電刷被安裝為緊抵集電器的區(qū)段預(yù)拉伸。由于碳刷或石墨刷長(zhǎng)期受到磨損，必須經(jīng)常更換。因此，電刷必須通過(guò)特殊的方式支撐在電動(dòng)機(jī)中。通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)已知用于電刷換向式電動(dòng)機(jī)的兩種不同類型的電刷蓋。一種公知的設(shè)計(jì)被稱為所謂的彈殼式電刷蓋。彈殼式電刷是在井狀通道(即所謂彈殼)中被引導(dǎo)并且借助于壓力彈簧朝向集電器的表面區(qū)域預(yù)拉伸的石墨棒。引導(dǎo)該彈殼式電刷的軸或彈殼從集電器的外部朝向集電器的表面區(qū)域徑向延伸。軸或彈殼是電刷蓋(其在多數(shù)情況下被設(shè)置為電動(dòng)機(jī)的單獨(dú)部件)的零件。然而，軸或彈殼也可以與電動(dòng)機(jī)的殼體一體形成。除了公知的彈殼式電刷之外，電刷蓋還可以裝有第二種已知類型的電刷，其為所謂的桿狀電刷。類似于唱機(jī)的一些拾聲臂，桿狀電刷被設(shè)計(jì)成如同鉤狀，并且可旋轉(zhuǎn)地鉸接在電刷蓋處。由于其鉤狀形狀，桿狀電刷還稱為蝸桿狀電刷。鉤狀的桿狀電刷的自由端抵靠在集電器的外周上并且緊抵集電器的外周預(yù)拉伸。為此，設(shè)有能夠具有各種設(shè)計(jì)的對(duì)應(yīng)的彈簧。電刷蓋處的可旋轉(zhuǎn)安裝通常是借助于螺栓來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這意味著借助于短軸部分來(lái)實(shí)現(xiàn)?？梢詫⒙菟ㄗ⑷氲诫娝⑸w中或者壓入電刷蓋的對(duì)應(yīng)鉆孔中。將螺栓可旋轉(zhuǎn)地安裝到電刷蓋中也是可行的。由于其形狀的關(guān)系，在相同的電動(dòng)機(jī)尺寸下，桿狀電刷或蝸桿狀電刷容許實(shí)現(xiàn)比彈殼式電刷更長(zhǎng)的磨損長(zhǎng)度，并且因此在直徑較小的電動(dòng)機(jī)的使用壽命方面，桿狀電刷或蝸桿狀電刷提供了顯著的優(yōu)勢(shì)。通常以極精確的方式來(lái)制造電動(dòng)機(jī)的集電器，遵守極小的直徑和同心公差。盡管如此，集電器的輕微的偏心以及集電器區(qū)段之間的轉(zhuǎn)接處的極小的階躍導(dǎo)致電刷克服彈簧力而周期性地偏轉(zhuǎn)。這導(dǎo)致了振動(dòng)，該振動(dòng)從電刷經(jīng)過(guò)電刷蓋傳遞到電動(dòng)機(jī)的其它零件，并且振動(dòng)從這些電動(dòng)機(jī)零件中作為聲音發(fā)出。所引起的噪聲的產(chǎn)生在許多應(yīng)用中是不期望的。減少噪聲產(chǎn)生的一種可能是盡可能精密且整體地設(shè)計(jì)傳遞零件。這主要涉及到支撐電刷的電刷蓋。該措施的缺點(diǎn)是額外所需的安裝空間及其較重的重量，以及增加電動(dòng)機(jī)的制造成本。從DE 3311271A1中已知一種具有彈殼式電刷的電刷蓋，其中通過(guò)采用橡膠彈性插件來(lái)防止非期望的噪聲產(chǎn)生。在中空壁的彈殼中弓I導(dǎo)電刷，中空壁的彈殼又由電刷蓋的井狀通道保持。橡膠彈性插件位于井狀通道和布置于井狀通道中的中空壁的彈殼之間。在DE 3311271A1中未給出用于防止具有桿狀電刷的電刷蓋中非期望的噪聲產(chǎn)生的可能的解決方案。從EP 1528656A1中已知也設(shè)計(jì)為用于安裝彈殼式電刷的另一電刷蓋。為了防止振動(dòng)的傳遞，電刷蓋被設(shè)計(jì)為兩部分，其中在電刷蓋的支撐彈殼式電刷的部分和電刷蓋的與電動(dòng)機(jī)的殼體連接的部分之間設(shè)置多個(gè)減振兀件。這種隔尚振動(dòng)、兩部分式的電刷蓋設(shè)計(jì)理論上也能夠轉(zhuǎn)換到具有桿狀電刷或蝸桿狀電刷的電刷蓋。然而，該構(gòu)造需要相對(duì)大的結(jié)構(gòu)容積。而且，制造和組裝昂貴且耗時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是改進(jìn)開(kāi)篇所提及的類型的電刷蓋以實(shí)現(xiàn)在電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生最小量的振動(dòng)和噪聲，其中電刷蓋的構(gòu)造應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)單且制造成本低廉。該目的是通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求1的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，如果螺栓至少部分地由彈性體的至少一個(gè)減振套筒包圍，則出現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方案。這以簡(jiǎn)單的方式極有效地防止了振動(dòng)的傳遞。套筒優(yōu)選地為中空筒狀。然而，在此公開(kāi)中術(shù)語(yǔ)套筒不一定被理解為筒狀部件。還可構(gòu)思其它設(shè)計(jì)，尤其是套筒的外周。優(yōu)選地，套筒通過(guò)形狀配合的方式在一定長(zhǎng)度上抵靠螺栓并且抵靠例如電刷蓋的外部部件而安放。其它有益的實(shí)施例是從屬權(quán)利要求的主題。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，螺栓被容納在電刷蓋的凹部中，優(yōu)選地容納在電刷蓋的鉆孔中，減振套筒布置在電刷蓋的凹部的壁和螺栓之間。該設(shè)計(jì)能夠尤其易于制造并且使得可將螺栓相應(yīng)地精確地安裝在電刷蓋或減振套筒中，減振套筒布置在電刷蓋的凹部和螺栓之間。該實(shí)施例還提供了仍能使用現(xiàn)有備用電刷的優(yōu)點(diǎn)。在螺栓從電刷蓋凸出的另一端處，螺栓能夠被設(shè)計(jì)成與桿狀電刷一體的整體件，或者可被壓入桿狀電刷的鉆孔中。螺栓還能夠可旋轉(zhuǎn)地安裝到桿狀電刷的鉆孔中，從而實(shí)現(xiàn)桿狀電刷的雙重可旋轉(zhuǎn)安裝，即螺栓和電刷蓋之間以及螺栓和桿狀電刷之間的可旋轉(zhuǎn)安裝。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，螺栓被容納在桿狀電刷的鉆孔中，減振套筒布置在鉆孔的壁和螺栓之間。這容許用減振件來(lái)改進(jìn)現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)。因此，如果螺栓與電刷蓋一體形成，即例如將螺栓注入到電刷蓋中，則該實(shí)施例也適用。如果螺栓被壓入電刷蓋的鉆孔中或者可旋轉(zhuǎn)地安裝在該鉆孔中，則當(dāng)然該實(shí)施例也適用。而且，彈性體的一個(gè)創(chuàng)造性的減振套筒可各自布置在電刷的鉆孔和螺栓之間以及電刷蓋的鉆孔和螺栓之間。通過(guò)簡(jiǎn)單的方法，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電刷振動(dòng)的極高程度的減振。在該實(shí)施例中，還可構(gòu)思的是，一個(gè)單減振套筒在螺栓的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸并且螺栓與減振套筒一起被插入到桿狀電刷的鉆孔中以及電刷蓋的鉆孔中。這能夠減少所需部件的數(shù)量。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，減振套筒被設(shè)置為單獨(dú)制造的部件。在本發(fā)明的另一優(yōu)選的實(shí)施例中，減振套筒包括軸向確立鎖定元件，所述軸向確立鎖定元件與螺栓和/或殼體蓋的對(duì)應(yīng)的軸向確立鎖定元件接合，或者與螺栓和/或桿狀電刷的對(duì)應(yīng)的軸向確立鎖定元件接合。通過(guò)這樣，部件能夠彼此抵接緊固而不沿軸向偏移。作為確立鎖定元件，優(yōu)選地適用包圍式徑向彈簧和槽，徑向彈簧和槽在安裝狀態(tài)下彼此接合。因此，減振套筒可優(yōu)選地包括一個(gè)或多個(gè)包圍式肋或彈簧，肋或彈簧接合殼體蓋或桿狀電刷的鉆孔中的對(duì)應(yīng)的包圍式槽。包圍式彈簧可被設(shè)計(jì)成使其能夠由于套筒的彈性而被壓縮，從而用于組裝電刷蓋的零件能夠插入到彼此之中。例如，減振套筒可插入到電刷蓋的鉆孔中，其中，一旦減振套筒完全插入，分別形成在減振套筒的外周處的肋或彈簧就鎖定到電刷蓋鉆孔的對(duì)應(yīng)槽中的適當(dāng)位置處。減振套筒的包圍式的、徑向凸出的肋還能夠形成在減振套筒的兩個(gè)正面處，以使它們形成向外部凸出的抵靠電刷蓋的前側(cè)和后側(cè)安放的凸緣。為了軸向緊固螺栓，螺栓優(yōu)選地在一點(diǎn)處略寬。通過(guò)這種方式，螺栓還能夠包括例如凸出到外部的包圍式肋或彈簧。被設(shè)置為單獨(dú)部件的減振套筒也能夠膠粘到電刷蓋的凹部中或者膠粘到桿狀電刷的鉆孔中，或者可膠粘到螺栓上。在本發(fā)明的又一尤其優(yōu)選的實(shí)施例中，螺栓包括第一部分和第二部分，所述第一部分安裝到電刷蓋的凹部中，所述第二部分安裝到桿狀電刷的鉆孔中，并且螺栓包括位于第一部分和第二部分之間的徑向凸出的、凸緣狀的盤(pán)。該盤(pán)承擔(dān)雙重功能。一方面，該盤(pán)形成桿狀電刷和電刷蓋之間或桿狀電刷和插入到電刷蓋中的減振套筒的邊緣之間的墊圈。另一方面，通過(guò)凸出的、凸緣狀的盤(pán)來(lái)緊固螺栓以防其沿軸向偏移。被表明為尤其有益的是，制成減振套筒的彈性體的硬度在70肖氏A級(jí)和85肖氏A級(jí)之間。通過(guò)這種材料品質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的減振，同時(shí)確保螺栓緊固安裝。在本發(fā)明的另一優(yōu)選的實(shí)施例中，彈性體是熱塑性體。通過(guò)這樣，能夠通過(guò)例如注塑成型來(lái)容易地制造根據(jù)本發(fā)明提供的減振套筒。作為可選方案，聚氨酯、硅酮橡膠或硫化彈性體適于用作減振套筒的材料。通過(guò)兩部件注塑成型將減振套筒注入到電刷蓋的凹部中或者桿狀電刷的鉆孔中，使得制造尤其簡(jiǎn)單和低廉。通過(guò)這種方式，還能夠通過(guò)注塑成型容易且廉價(jià)地添加上述設(shè)于兩側(cè)用于軸向緊固減振套筒的凸緣。而且，根據(jù)本發(fā)明提供的減振套筒隨后牢固地連接到電刷蓋或桿狀電刷，從而電刷蓋的組裝無(wú)須提供任何額外的部件，使得組裝簡(jiǎn)單且快速。在本發(fā)明的另一優(yōu)選的實(shí)施例中，減振套筒還能夠牢固地聯(lián)接到螺栓。此處，對(duì)于組裝得到了相同的優(yōu)點(diǎn)。例如，可將減振套筒硫化或注射到螺栓上，或者可以將減振套筒膠粘到螺栓上。在本發(fā)明的又一尤其優(yōu)選的實(shí)施例中，減振套筒的壁厚在0.3_和0.7_之間。已表明，通過(guò)這些壁厚，能夠以相對(duì)少的材料來(lái)實(shí)現(xiàn)最佳的減振效果。本發(fā)明另外提供了具有根據(jù)本發(fā)明的電刷蓋的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)可以為由永磁體勵(lì)磁的直流電動(dòng)機(jī)或電勵(lì)磁的直流電動(dòng)機(jī)。


下面將參照附圖更加詳細(xì)地闡述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。在附圖中:圖1示出了具有根據(jù)本發(fā)明的電刷蓋的電動(dòng)機(jī)的縱向截面；圖2示出了沿著圖1的剖切線II的與電動(dòng)機(jī)的軸線垂直的剖視圖；以及
圖3示出了圖1的電刷蓋的分解視圖。
具體實(shí)施例方式在下面的說(shuō)明中，相同的零件用相同的附圖標(biāo)記來(lái)標(biāo)注。如果附圖包含在相關(guān)

中未明確討論的附圖標(biāo)記，則參照之前對(duì)附圖的描述。圖1示出了具有根據(jù)本發(fā)明的電刷蓋2的電動(dòng)機(jī)I的縱向截面。電動(dòng)機(jī)I包括殼體18，殼體18在右側(cè)由電刷蓋2封閉。電動(dòng)機(jī)I另外包括轉(zhuǎn)子組件和圖中未示出的定子。轉(zhuǎn)子組件由轉(zhuǎn)子軸13、與轉(zhuǎn)子軸13同軸布置的中空筒狀的轉(zhuǎn)子繞組16以及位于轉(zhuǎn)子軸13上的集電器14構(gòu)成。轉(zhuǎn)子軸13經(jīng)由相應(yīng)的滾珠軸承19分別可旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體18中或電刷蓋2中。轉(zhuǎn)子組件的繞組16包括多個(gè)線圈，線圈的連接件17各自與集電器14的區(qū)段15電連接。從圖2的剖視圖中可以看出，電刷蓋2包括兩個(gè)桿狀電刷3，桿狀電刷3圍繞圖1所示的與轉(zhuǎn)子軸13平行延伸的軸線5而可旋轉(zhuǎn)地安裝在電刷蓋2處。兩個(gè)桿狀電刷各自包括頭部區(qū)域31和鄰近的彎鉤32。彎鉤32以恒定半徑延伸到軸線5，桿狀電刷3圍繞軸線5可旋轉(zhuǎn)地安裝在電刷蓋處。尤其從圖1中可以看出，桿狀電刷的頭部區(qū)域31包括鉆孔8，軸承螺栓4容納在所述鉆孔中，鉆孔的軸線對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)軸線5。桿狀電刷3借助于彈簧12預(yù)拉伸，以使彎鉤32的自由端33持續(xù)地?cái)D壓抵靠集電器14的區(qū)段15。在頭部區(qū)域31處，兩個(gè)桿狀電刷與電動(dòng)機(jī)I的兩個(gè)電連接件20電連接。兩個(gè)桿狀電刷為石墨刷。從圖1和圖3中能夠看出桿狀電刷3安裝在電刷蓋2處的確切類型。用于可旋轉(zhuǎn)地安裝桿狀電刷的螺栓4包括第一部分41和第二部分42。在第一部分41和第二部分42之間，被實(shí)施為類似于凸緣的盤(pán)11從螺栓4徑向凸出。螺栓4的第一部分41位于桿狀電刷3的頭部區(qū)域31的鉆孔8中，而螺栓4的第二部分42被容納在電刷蓋2的鉆孔7中，其中在鉆孔7的壁和螺栓4的筒狀的第二部分42之間布置彈性體的減振套筒。減振套筒用圖1中的附圖標(biāo)記6來(lái)標(biāo)注。尤其如圖3所示，減振套筒6具有中空筒狀的設(shè)計(jì)并且因此以形狀配合的方式抵靠電刷蓋2的鉆孔7的壁并且抵靠螺栓4的第二部分42的外周而放置。徑向凸出到外部的凸緣狀肋91和92形成在減振套筒6的兩端處并且防止減振套筒6沿縱軸線5的方向偏移。減振套筒6的左凸緣91以形狀配合的方式抵靠電刷蓋2的面向內(nèi)的一側(cè)放置。圖3圖示的右側(cè)所示的凸緣92被容納在電刷蓋的相對(duì)側(cè)的階梯形槽10中。減振套筒6使得從旋轉(zhuǎn)的集電器14傳遞到桿狀電刷3并且因此傳遞到與桿狀電刷連接的軸承螺栓4的振動(dòng)幾乎被吸收，以使振動(dòng)幾乎不會(huì)進(jìn)一步傳遞到電刷蓋以及傳遞到電動(dòng)機(jī)的殼體18。優(yōu)選地，減振套筒6由熱塑性彈性體構(gòu)成，并且在制造電刷蓋2時(shí)，通過(guò)兩部件注塑成型的工藝將減振套筒6注入到電刷蓋的對(duì)應(yīng)的鉆孔7中。優(yōu)選地，電刷蓋2由熱塑性體構(gòu)成，從而確保減振套筒6和電刷蓋2之間的良好的結(jié)合。如上文已述及的，指出減振套筒還能夠制造為單獨(dú)的部件。減振套筒還能夠膠粘到電刷蓋上。還可以將減振套筒與軸承螺栓4牢固地連接。如圖1所示，徑向凸出到外部的軸承螺栓4的盤(pán)11分別用作桿狀電刷和電刷蓋之間或桿狀電刷和減振套筒6之間的墊圈。減振套筒6的左凸緣91平坦地抵靠軸承螺栓4的盤(pán)11放置。因此，盤(pán)11還用于緊固軸承螺栓4以防止其沿軸向偏移。
權(quán)利要求
1.用于電刷換向式電動(dòng)機(jī)(I)的電刷蓋(2)，所述電刷蓋(2)具有至少一個(gè)桿狀電刷(3)，所述桿狀電刷(3)借助于螺栓(4)圍繞軸線(5)可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述電刷蓋(2)處，所述螺栓(4)至少部分地由彈性體的至少一個(gè)減振套筒(6)包圍，其特征在于，所述螺栓被容納在所述電刷蓋的凹部(7)中，優(yōu)選地容納在所述電刷蓋的鉆孔中，所述減振套筒布置在所述電刷蓋的所述凹部的壁和所述螺栓之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電刷蓋(2)，其特征在于，所述螺栓被容納在所述桿狀電刷的鉆孔(8)中，所述減振套筒布置在所述鉆孔的壁和所述螺栓之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2中的一項(xiàng)所述的電刷蓋(2)，其特征在于，所述減振套筒包括軸向確立鎖定元件(91，92)，所述軸向確立鎖定元件與所述螺栓和/或殼體蓋的對(duì)應(yīng)的軸向確立鎖定元件(10，11)接合，或者與所述螺栓和/或桿狀電刷的對(duì)應(yīng)的軸向確立鎖定元件(10，11)接合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的一項(xiàng)所述的電刷蓋(2)，其特征在于，所述螺栓包括第一部分(41)和第二部分(42)，所述第一部分安裝到所述電刷蓋的所述凹部(7)中，而所述第二部分安裝到所述桿狀電刷的鉆孔(8)中，并且所述螺栓包括位于所述第一部分和所述第二部分之間的徑向凸出的凸緣狀盤(pán)(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的一項(xiàng)所述的電刷蓋(2)，其特征在于，所述彈性體的硬度在70肖氏A級(jí)和85肖氏A級(jí)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的一項(xiàng)所述的電刷蓋(2)，其特征在于，所述彈性體是熱塑性體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的一項(xiàng)所述的電刷蓋(2)，其特征在于，通過(guò)兩部件注塑成型處理將所述減振套筒注入到所述電刷蓋的所述凹部中或者注入到所述桿狀電刷的所述鉆孔中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的一項(xiàng)所述的電刷蓋(2)，其特征在于，所述減振套筒與所述螺栓牢固地聯(lián)接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的一項(xiàng)所述的電刷蓋(2)，其特征在于，所述減振套筒的壁厚介于0.3mm和0.7mm之間。
10.具有根據(jù)權(quán)利要求1至9中的一項(xiàng)所述的電刷蓋(2)的電動(dòng)機(jī)(I)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于電刷換向式電動(dòng)機(jī)的電刷蓋。所述電刷蓋包括至少一個(gè)桿狀電刷，所述桿狀電刷借助于螺栓圍繞軸線可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述電刷蓋處。根據(jù)本發(fā)明，所述螺栓至少部分地由彈性體的至少一個(gè)減振套筒包圍。
文檔編號(hào)H02K5/14GK103138458SQ201210511119
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者阿莫爾德·泰梅爾, 雷托·瓦爾克, 迪爾克·烏利希 申請(qǐng)人:麥克森發(fā)電機(jī)股份公司