换向设备中的电刷组件的制作方法

换向设备中的电刷组件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种换向设备中的电刷组件，其具有至少两个电刷，所述电刷在保持在电刷板上的刷握中可移动地被导引，并且所述电刷与集电器的侧面接触，所述集电器随着电机的转子轴一起运行。一部分所述电刷通过导电轨提供电流，其中，所述刷握轴向地、垂直于所述电刷板的平面地突出于所述导电轨。
【专利说明】换向设备中的电刷组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的电机换向设备中的电刷组件。
【背景技术】
[0002]在DE20 2007013 137 Ul中描述了一种电刷组件，其是在电机中用于电力传输和电流变换的换向设备的组成部分。电刷组件包括多个沿圆周分布的电刷，每个电刷可移动地导引在刷握中，并且与集电器的侧面相接触，该集电器随着电机的转子轴一起运行。刷握位于两个环形板之间，其一方面作为与导电的正极连接的导电轨，另一方面作为连接到地的电刷板。电刷通过连接线或者电连接导电轨、或者电连接电刷板。
[0003]为了增加使用寿命，需要电刷设置有尽可能大的接触面，通过该接触面电刷贴靠在运行的集电器的上表面或侧面。

【发明内容】

[0004]本发明的任务在于，以结构简单的方式构造一种电机换向设备中的电刷组件，使电刷以相对较大的接触面贴靠在集电器上。
[0005]根据本发明，该任务通过根据权利要求1所述的特征而实现。从属权利要求提供了有利的改进方案。
[0006]本发明的电刷组件是电机换向设备的一部分，电机例如是用于内燃发动机的起动电机。电流通过换向设备被传送到电枢铁芯(Ankerpaket),电枢铁芯以不可相对转动的方式随着电机的转子轴或电枢轴一起运行。换向设备的组成部分除了电刷组件之外，还包括与转子轴或电枢轴连接的换向器或集电器，电刷组件的电刷贴靠在该换向器或集电器的侧面以传送电流。
[0007]电刷组件包括导电轨，一部分电刷通过该导电轨被供给电流。导电轨通常被连接到电源的正极。对此，导电轨还可以作为用于刷握的支架，电刷可移动地朝向集电器的侧面的方向支承在刷握中。此外，电刷板配置为通常与导电轨平行设置，并且刷握固定在该电刷板上。电刷板可以是导电的并接地，其中没有与导电轨连接的那些电刷与接地的电刷板电连接。刷握在轴线方向上(即，从垂直于电刷板的平面观察、或平行于集电器的纵向轴线)限定电刷组件。
[0008]为了在电刷组件有限轴向延伸时使电刷的贴靠在集电器的侧面的接触面或支承面最大化，刷握在轴线方向突出超过导电轨。刷握由此不再夹紧在电刷板和导电轨之间，而是仅贴靠在电刷板的一侧上，与此相对，电刷板的相对置的另一侧突出超过导电轨。因此，在给定电刷组件的轴线长度的情况下，刷握的扩大的实施方案和由此在刷握中导引的电刷的扩大的实施方案都是可能的，由此还可以使电刷的接触面或支承面增加。通过这种方法，减小了电刷磨损和增加了使用寿命。
[0009]根据一个优选的实施方案，导电轨构造成在两个相邻的刷握之间延伸的部段的形式。优选地，紧邻该导电轨部段的刷握的电刷通过连接线或类似元件由该导电轨部段供电。例如，如果电刷组件中设有在圆周上分布的4个电刷，那么导电轨可以作为部段在两个相邻的刷握之间延伸，并在此覆盖一个小于180°的角度范围，例如90°或120°。如果设有超过四个单电刷，可以有利的是，设置多于一个导电轨部段，例如两个导电轨部段，这些导电轨部段优选地分别各在两个刷握之间延伸，刷握的电刷通过相应的导电轨部段而被提供电流。
[0010]电刷组件轴线方向上的整个延伸通常根据构造预先给定，取决于可用的空间或集电器的轴线延伸，电刷贴靠在该集电器的侧面。为了最佳利用轴线方向上的空间，有利的是，刷握如此在轴向上突出超过导电轨，使得导电轨所位于的平面与刷握中的电刷相交。这确保了以尽可能最好的方式利用刷握中电刷的可用轴向空间。在本实施方案中，刷握如此突出超过导电轨，使得刷握内的电刷至少延伸到导电轨。
[0011]导电轨可以与一个或多个刷握连接，例如与两个刷握连接，在这二者之间延伸有部段形式的导电轨。优选的是，导电轨通过连接件或支撑件保持在电刷板上，其中在这种情况中，如有必要，可以省略导电轨和刷握之间的连接。支撑件设置在两个相邻刷握之间的中间空间中，例如实施为支撑销，该支撑销的端侧的一端与电刷板连接，相对置的端侧的另一端与导电轨连接。
[0012]支撑件与导电轨连接的方式有很多种可能。根据一个优选实施方案，支撑件与导电轨形状配合地耦合，例如通过将支撑件扣在导电轨的凹部中。该凹部例如在边缘区域中设有狭缝，从而在扣入过程中实现限定凹部的壁的弹性扩宽。根据另一实施方案，凹部还可以根据钥匙孔的形式具有不同直径的两个连接着的部分凹部，其中，支撑件首先引入到直径较大的部分凹部中，然后通过横向移动而移入到直径较小的部分凹部中，直到实现支撑件和导电轨之间的形状配合连接。
[0013]根据又一实施方案，支撑件实施为塑料注射成型件，其注塑到导电轨的凹部中，由此同样可以实现导电轨和支撑件之间的形状配合连接。
【专利附图】

【附图说明】
[0014]在从属权利要求、【专利附图】

【附图说明】和附图中给出了其它优点和有利实施方案。其中示出:
[0015]图1示出了带有电刷组件的换向设备的立体图，该电刷组件具有在圆周方向上分布的四个刷握，每个刷握都包括电刷，电刷在刷握中可移动地被导引，并且电刷与集电器的侧面接触，集电器随着转子轴一起运行，其中，一部分电刷通过导电轨部段被提供电流，并且该导电轨部段位于两个相邻的刷握之间；
[0016]图2示出了换向设备的另一立体图；
[0017]图3示出了展示出在电刷板和导电轨之间的刷握的换向设备的立体图；
[0018]图4示出了根据图3的详细视图的侧视图；
[0019]图5示出了导电轨的放大示意图，该导电轨通过支撑件与平行放置的电刷板连接;
[0020]图6示出了部段形式的导电轨的单件示意图；
[0021]图7示出了电刷板和导电轨之间通过支撑件连接的另一立体图；
[0022]图8示出了根据图7的示意图，但是其中示出了支撑件的截面，[0023]图9示出了支撑件的单件示意图；
[0024]图10示出了导电轨，其通过支撑件与电刷板连接，该导电轨带有钥匙孔形状的凹部，用于形状配合地容纳支撑件；
[0025]图11示出了图10的导电轨的单件示意图；
[0026]图12至图15示出了导电轨和电刷板之间通过支撑件连接的另一实施例，其中支撑件为塑料注射成型件，其被注塑到导电轨的凹部中。
【具体实施方式】
[0027]在附图中，相同的部件由相同的附图标记表示。
[0028]如图1和图2所示，换向设备I包括电刷组件2，电刷组件包括多个分布在圆周上的刷握3，其每个中都可移动地容纳有电刷4。刷握3与电刷4围绕集电器5编组，集电器5以不可相对转动的方式随着电机的转子轴或电枢轴一起运行，并且电刷4以接触的方式贴靠在在集电器的侧面上。相对于集电器5的纵向轴线，电刷4可径向移动地支承在刷握3内。
[0029]刷握3固定在电刷板6的一侧上，电刷板是导电的并接地。电刷板6形成为环形。导电轨7平行于电刷板6在两个相邻的刷握3之间延伸。导电轨7形成为圆弓的形式，并延伸小于120°的角度范围。导电轨7与电源的正极连接，其中电流连接在实施例中通过EMV滤波器11实现；但是原则上独立的或无EMV滤波器的电流连接也是可能的。将凹部9引入到导电轨7中，通过该凹部使支撑件8与导电轨7形状配合地连接，支撑件的与导电轨相对置的端侧与电刷板6相连接。由此，导电轨7通过支撑件8保持在电刷板6上。
[0030]在箭筒形的刷握9中的电刷4的电流供给通过连接线10实现，通过这些连接线电刷4或者与导电轨7、或者与电刷板6电连接。一半的电刷与导电轨电连接，而另一半与电刷板6电连接。
[0031]如图1至图4所示，从集电器5的纵向轴线或垂直于电刷板6的平面的方向看去，刷握3在轴线方向上突出于导电轨7。尤其是，从图4中可以看出，刷握3的侧壁轴向突出超过导电轨7的外侧。尺寸是这样选择的，直到电刷4突出地延伸超过导电轨7的外侧，从而使导电轨7的平面与电刷4相交。
[0032]在图5和图6中示出了导电轨7和电刷板之间连接的放大示意图。凹部9引入到导电轨7中，该凹部实现为孔的形式。此外，多个相对于孔径向延伸的狭缝引入到直接限定该孔的壁中，由此使这样的壁区段具有增加的弹性柔韧性。可能的是，支撑件8的端侧的变宽的头部扣到凹部9中，从而使支撑件8的端侧部分形状配合地容纳在凹部9中。
[0033]如图7所示，在电刷板6和支撑件8之间也可以实现形状配合连接。支撑件8的端侧的头部8a被插入到电刷板6的凹部中，电刷板6的凹部设置为半开式并且直径小于头部8a，其中头部8a和圆柱形区段Sb之间引入有部分环形的凹槽Sc (图9)，凹槽被嵌入到电刷板6的凹部中，并且与电刷板6实现形状配合连接。
[0034]图8基本上对应于图7，但是以剖切的形式示出在电刷板6的凹部中的容纳区域中的支撑件8。图9示出了支撑件8的单件示意图。支撑件8基本上形成为圆柱形，具有圆柱形区段Sb和两个端侧的头部8a和8d，其中头部8d还被形成为圆锥形状并朝向端侧加宽。头部8d被扣入到导电轨7的凹部9中。[0035]在图10和11中示出了用于电刷板6和导电轨7之间通过支撑件8连接的另一实施例。支撑件8的头部8d插入到导电轨7的凹部9中，其中凹部9包括两个部分凹部9a和9b (图11)，其根据钥匙孔的形式具有不同的直径。通过具有较大直径的部分凹部9a，支撑件8的头部8d可以被插入。通过侧向移动到较小直径的部分凹部9b中，可以实现支撑件8和导电轨7之间的形状配合连接。
[0036]在图12至图14中示出了用于电刷板6和导电轨7之间通过支撑件8连接的另一实施例。以与前述实施例相同的方式实现支撑件8和电刷板6之间的连接。与此相对，导电轨7和支撑件8之间的连接通过将导电轨7的一部分和实施为塑料注射成型件的支撑件8的塑料材料注塑包封在一起实现。注塑包封以这样的方式进行，即，导电轨7的一部分完全由支撑件8的材料所包围。可能的还有，在连接区域中设置导电轨7中的凹部，该凹部由支撑件8的塑料材料填满。
【权利要求】
1.电机的换向设备(I)中的电刷组件，所述电刷组件具有至少两个电刷(2)，所述电刷在保持在电刷板(6)上的刷握(3)中可移动地被导引，并且所述电刷与集电器(5)的侧面接触，所述集电器随着电机的转子轴一起运行，以及所述电刷组件还具有导电轨(7)，一部分所述电刷(2)能通过所述导电轨提供电流，其特征在于，所述刷握(3)轴向地、垂直于所述电刷板(6)的平面地突出于所述导电轨(7)。
2.根据权利要求1所述的电刷组件，其特征在于，所述导电轨(7)是在至少两个所述刷握(3)之间延伸的导电轨部段。
3.根据权利要求1或2所述的电刷组件，其特征在于，所述刷握(3)轴向突出于所述导电轨(7)，使得所述导电轨(7)的平面与在所述刷握(3)中的所述电刷⑷相交。
4.根据权利要求1至3任一项所述的电刷组件，其特征在于，所述导电轨(7)通过支撑件⑶被保持在所述电刷板(6)上。
5.根据权利要求4所述的电刷组件，其特征在于，所述支撑件(8)与所述导电轨(7)形状配合地连接。
6.根据权利要求5所述的电刷组件，其特征在于，所述支撑件(9)扣在所述导电轨(7)中的凹部(9)中。
7.根据权利要求5或6所述的电刷组件，其特征在于，所述凹部(9)根据钥匙孔的形式具有不同直径的两个连接着的部分凹部(9a，9b)。
8.根据权利要求6或7所述的电刷组件，其特征在于，所述凹部(9)为开有狭缝的孔。
9.根据权利要求1至8任一项所述的电刷组件，其特征在于，所述支撑件(8)为塑料注射成型件，并所述支撑件被注塑到所述导电轨(7)中的所述凹部(9)中。
10.电机中的换向设备，具有根据权利要求1至9任一项所述的电刷组件(2)。
11.电机，尤其是起动电机，具有根据权利要求10所述的换向设备(I)。
【文档编号】H01R39/38GK103650258SQ201280020582
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年4月13日 优先权日:2011年4月26日
【发明者】R·希宁, P·哈拉斯 申请人:罗伯特·博世有限公司