CN100452565C - 碳段换向器 - Google Patents

Abstract

一种换向器，其包括多个换向器端子，每个端子具有接触部分(12)和单独的端子部分(13)，由绝缘材料制成的第一和第二支承件(10和11)，分别用于支承所述接触部分和端子部分，以及分别形成在所述端子的所述第一支承件(10)上并在所述接触部分(12)上方的多个碳段(14)。所述每个端子部分(13)包括第一部分(24)，马达的电枢绕组可以借助于热连接处理和所述第一部分相连，以及第二部分(25)，用于和各个接触部分进行机械连接。

Description

碳段换向器

技术领域

本发明涉及用于一种电马达的碳段换向器。

背景技术

具有两种主要方法把电枢绕组连接到电马达的换向器片。一个是提供机械连接。另一个是使用热连接处理例如熔接工艺把绕组导线连接到柄脚上。碳段换向器越来越通用了。其包括一个由绝缘材料制成的换向器基体，多个换向器端子，每个端子包括一个端子部分和接触部分，以及被分别形成在所述基体上并在所述端子的接触部分上方的多个碳段。通过熔接绕组导线到换向器端子的端子部分而产生的热量必须是高的，以便把导线的绝缘烧掉，该热量将传递给石墨和金属接触部分之间的连接部分，具有破坏所述连接部分的危险。在另一方面，机械连接依靠把绕组导线固定在换向器端子的端子部分的窄槽中，这需要一个不同范围的换向器端子，以便和使用的不同直径连接，并且需要不同的工具，并具有使元件混淆的危险。

发明内容

本发明试图克服这些缺点。

按照本发明的第一方面，提供一种换向器，其包括多个换向器端子，每个端子具有接触部分和单独的端子部分，由绝缘材料制成的第一和第二支承件，分别用于支承所述接触部分和端子部分，以及分别形成在所述端子的所述第一支承件上并在所述接触部分上方的多个碳段，所述每个端子部分包括第一部分，马达的电枢绕组可以借助于热连接处理和所述第一部分相连，以及第二部分，用于和各个接触部分进行机械连接。

因而，在把端子部分连接到换向器端子的接触部分之前，可以借助于热连接处理例如熔接处理把电枢绕组连接到换向器端子的端子部分上。因此，这防止由热连接处理产生的任何热量破坏在石墨和接触部分之间的连接。

最好是，每个端子的第二部分具有至少一个细长的槽，用于可滑动地接收各个接触部分的一部分。在这种情况下，每个端子部分的第二部分可以是倒置的槽形，具有两个侧壁和顶部，所述顶部具有横槽，其在相对端部和细长槽的开口端融合，所述细长槽从顶部沿着两个侧部延伸，使得所述各个接触部分的所述部分可以被可滑动地插入端子部分的第二部分的两侧中的槽内。槽的细长的边沿具有向内的凸起，例如倒钩，用于抓住各个接触部分的所述部分。

最好是，所述第二支承件呈例如冠状壳体的形式，其具有多个壳体槽，用于分别接收端子部分的第二部分。在这种情况下，端子部分的第二部分可以具有向外的凸起，例如倒钩，用于抓住槽的壁。

最好是，所述端子部分的第一部分呈钩形柄脚的形式，其通过中间部分和各个第二部分相连。在这种情况下，所述中间部分可以至少部分地靠在壳体的外圆周表面上。

最好是，在钩形柄脚的后面提供槽，使得具有高的温度灵敏度的支承杆在磁体导线熔接期间可被置于所述槽中。

换向器可以呈具有平面换向表面的平面换向器的形式。在这种情况下，所述第一支承件可以呈由绝缘材料制成的换向器基体的形式，所述基体具有转动轴线，以及至少部分地垂直于所述转动轴线延伸的前表面和后表面，所述接触部分可以通过基体中的各个开口延伸，并且被弯曲，以便靠在基体的前表面上或者接近于基体的前表面。在这种情况下，接触部分的向后延伸的部分和各个端子部分进行机械连接。所述换向器基体可以具有从其后表面延突出的柱状物，用于配合在壳体上的钩状柄脚后面的槽中。

按照本发明的第二方面，提供一种用于装配按照本发明的第一方面的换向器的方法，其中在把端子部分连接到接触部分上之前，电枢绕组导线借助于热连接处理例如熔接处理和端子部分的第一部分相连。

附图说明

下面以举例方式参照附图更具体地说明本发明，其中：

图1是从按照本发明的换向器的第一部分的前方看的透视图；

图2是从图1所示的部分的后方看的透视图；

图3是从换向器的第二部分的前方看的透视图；

图4是从换向器的第二部分的后方看的透视图；

图5是换向器端子的端子部分的透视图；

图6是换向器端子的接触部分的透视图；以及

图7是表示装配的换向器的透视图。

具体实施方式

参看附图，其中示出的平面碳段换向器包括第一和第二支承件10和11，多个换向器端子，其每个具有接触部分12和单独的端子部分13，以及被分别形成在第一支承件10上并在接触部分12的上方的换向器端子的多个碳段14。

第一支承件10呈由绝缘材料制成的换向器基体的形式，所述绝缘材料一般是热固材料。所述基体10是盘形的，具有前后表面10a和10b，它们分别垂直于换向器的转动轴线延伸。其具有中心轮毂15，用于接收马达的电枢的轴(未示出)。

基体10还具有内、外沿周向延伸的两排隔开的开口16和17，以及沿周向延伸的一排隔开的槽18，其被设置在两排开口16和17的中间并且接收换向器端子的接触部分12。

第二支承件11呈由绝缘材料制成的冠状壳体形式，所述绝缘材料一般是热塑材料，具有中心轮毂19，用于接收基体10的轮毂15和电枢的轴(未示出)。壳体11还具有多个沿周向隔开的壳体槽20(或座)用于支承着换向器端子的端子部分13。

每个接触部分12由折叠的分成两半的细长的金属带构成。横向凸起21从和横向延伸的缺口22直接相邻的每个接触部分12的相对侧向外延伸，其可配合地咬住槽18的接收端部。折叠的接触部分12的自由端具有开口23，其用途将在下面看出。

通过把折叠的接触部分通过各个槽18压入，直到作为止挡的凸起21和基体10的下侧接合，并且缺口22可配合地和槽18的端部咬住而接合，接触部分12被嵌入基体10。然后使接触部分的两个自由端弯曲，使得它们彼此相对，或者接近基体10的前表面。

然后在换向器基体10的前表面10a上并在接触部分12的上方形成碳段14。这可以通过在前表面10a上热压石墨原料制成的盘，然后把盘切割成单独的段14来实现。石墨原料是一种未经烧结或热处理的石墨混合物，在所述烧结或热处理期间，粘合剂材料被固化。在热压处理期间，粘合剂被软化(可能被液化)，这使得混合物在压力下能够流入外开口17，并通过接触部分12中的开口23，进入内开口16，从而把石墨盘固定在基体10上。粘合剂是一种热固材料例如酚醛树脂，其一旦熔化并冷却，便成为耐热的，形成换向器的稳定的接触表面。作为热压处理的一个替代方法，可以使用过模制(over moulding)处理。在这种处理中，元件(即换向器基体10和接触部分12)被置于一个模型中，并在模型闭合之后，把石墨材料注入所述模型。热压或模制处理形成和接触部分12的良好的电连接。

换向器端子的每个端子部分13包括呈钩形柄脚24的形式的第一部分，借助于热连接处理例如熔接处理可以把马达的电枢绕组的导线连接到其上，以及倒置的槽形的第二部分25，用于和各个接触部分12进行机械连接。槽形部分25具有具有两个侧部26和27以及顶部28。顶部28具有横槽29，其在相对端部和细长槽30的开口端融合，所述细长槽30从顶部28沿着两个侧部26、27延伸，使得各个接触部分12的突出的部分可以被可滑动地插入端子部分的槽形部分25的两侧中的槽30内。槽30的细长的边沿具有呈倒钩31的形式的向内的凸起，用于抓住各个接触部分12的向后的凸出部分，端子部分的槽形部分25具有向外的凸起，也呈倒钩32的形式，用于抓住槽20的壁。

钩形柄脚24借助于中间部分33和各个槽形部分25相连，所述中间部分部分地作为一个肩部，其靠在冠状壳体11的外周边表面上。槽34位于钩形柄脚24后面的冠状壳体11内，使得例如由热固材料或金属制成的高温度灵敏度的一个支承杆(未示出)在磁体导线熔接期间可被置于槽内。在中间部分33和冠状壳体11的圆周表面之间的接触避免在熔接期间柄脚24的弯曲。当换向器被完全装配好时，从换向器基体10的后表面向后伸出的支柱35填充槽34。

在冠状壳体11的后表面上的肋36在装配期间用于加强壳体11，定向柱状物37沿着基体10的轮毂15的外周边被隔开，用于在壳体11的轮毂19中的相应的槽38中定位，以便在装配期间使基体10和壳体11彼此相对地定向。

基体10和接触部分12以及碳段14、以及壳体11和端子部分13被首先装配。然后使壳体11滑动到马达的电枢轴上，并围绕一个绝缘的层叠体绕制电枢绕组。然后在使基体10滑动到电枢轴上之前，所述绕组被熔接到柄脚24上，并把接触部分12连接到端子部分13上。

这意味着由熔接绕组导线到柄脚24上而产生的热量不会被传递到石墨和接触部分之间的连接部分上，并且避免了必须提供不同的换向器端子范围以便连接使用的不同的导线直径。

虽然最好是在把接触部分12连接到端子部分13之前把绕组熔接到柄脚24上，当柄脚24离开碳段相对较远，因而由于两个部件的热结构而或多或少地被热解耦时，也可以将接触部分24连接到端子部分13上，然后接着把绕组熔接到柄脚24上。

可以使用熔接处理之外的热连接处理来把电枢绕组导线连接到柄脚24上。例如，绕组导线可以借助于常规的焊接或激光焊接/激光熔接被连接到柄脚24上。

上面的实施例是以举例方式给出的，不脱离权利要求限定的范围，本领域技术人员可以作出许多改变和改型。例如本发明也可以应用于圆柱形的碳段换向器以及平面碳段换向器。

Claims (15)

1.一种换向器，包括：

多个换向器端子，每个端子具有接触部分(12)和单独的端子部分(13)，

由绝缘材料制成的第一和第二支承件(10，11)，分别用于支承所述接触部分(12)和端子部分(13)，以及

形成在所述第一支承件(10)上并在所述端子的所述接触部分(12)上方的多个碳段(14)，

端子部分(13)各自包括：

第一部分(24)，适用于连接在马达的电枢绕组导线上，以及

第二部分(25)，用于和各个接触部分(12)进行机械连接；

其特征在于，所述端子部分(13)的第一部分(24)呈钩形柄脚的形式，其通过中间部分(33)和各个第二部分(25)相连，中间部分(33)至少部分靠在第二支承件(11)的外圆周表面上，并且所述电枢绕组导线通过热连接处理连接到第一部分上。

2.如权利要求1所述的换向器，其特征在于，每个端子部分(13)的第二部分(25)具有至少一个细长槽(30)，用于可滑动地接收各个接触部分(12)的一部分。

3.如权利要求2所述的换向器，其特征在于，每个端子部分(13)的第二部分(25)是倒置的槽形，具有两个侧部(26，27)和顶部(28)，所述顶部具有横槽(29)，在横槽的每端处和细长槽(30)的开口端融合，所述细长槽从顶部(28)沿着两个侧部(26，27)延伸，使得所述各个接触部分(12)的所述部分被可滑动地插入端子部分(13)的第二部分(25)的两个侧部(26，27)中的细长槽(30)内。

4.如权利要求3所述的换向器，其特征在于，细长槽(30)的细长的边沿具有向内的凸起(31)，用于抓住各个接触部分(12)的所述部分。

5.如权利要求1所述的换向器，其特征在于，所述第二支承件(11)呈壳体的形式，其具有多个壳体槽(20)，用于分别接收端子部分(13)的第二部分(25)。

6.如权利要求5所述的换向器，其特征在于，端子部分(13)的第二部分(25)具有向外的凸起(32)，用于抓住壳体槽(20)的壁。

7.如权利要求1所述的换向器，其特征在于，在形成第一部分(24)的钩形柄脚的后面，槽(34)设置在第二支承件(11)内。

8.如权利要求7所述的换向器，其特征在于，第一支承件(10)上的柱状物(35)布置在第二支承件(11)的槽(34)内。

9.如权利要求1所述的换向器，其特征在于，换向器呈具有平面换向表面的平面换向器的形式。

10.如权利要求1所述的换向器，其特征在于，换向器具有平面换向表面，并且第一支承件(10)呈由绝缘材料制成的换向器基体的形式，第一支承件(10)具有转动轴线，以及至少部分地垂直于所述转动轴线延伸的前表面和后表面(10a，10b)，所述接触部分(12)通过第一支承件(10)中的各个开口(18)延伸，并且被弯曲，以便靠在前表面(10a)上或者接近于前表面(10a)。

11.如权利要求10所述的换向器，其特征在于，接触部分(12)的向后延伸的部分和各个端子部分(13)进行机械连接。

12.如权利要求10所述的换向器，其特征在于，在形成第一部分(24)的钩形柄脚的后面，槽(34)设置在第二支承件(11)内，柱状物(35)从第一支承件(10)的后表面(10b)突出，以便配合在第一部分(24)后面的槽(34)中。

13.一种用于装配具有如前面任一项权利要求所述的换向器的电枢的方法，其特征在于，在把端子部分(13)连接到接触部分(12)上之前，电枢绕组导线借助于热连接处理和端子部分(13)的第一部分(24)相连。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，电枢绕组导线被熔接到端子部分(13)的第一部分(24)上。

15.一种具有如权利要求1-12任一项所述的换向器的电马达。

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