CN100511877C - 用于电机的碳刷 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电机(10)的碳刷(22，22.1，22.2，22.3)，其用于可回转地支承在电机(10)的刷架(24，56)上。为此，在碳刷(22，22.1，22.2，22.3)本身上构造轴承区段(30，42)，用于可回转地支承碳刷(22，22.1，22.2，22.3)。轴承区段(30，42)可以以孔(30)或者圆柱形区段(42)的形式实现。其优点在于：即使温度波动很大，碳刷(22，22.1，22.2，22.3)相对于整流器(20)的位置也不会剧烈变化。另外可以很好地将碳刷(22，22.1，22.2，22.3)在刷架(24，56)中进行定位，从而保证与整流器进行精确配合。

Description

用于电机的碳刷
技术领域
本发明涉及一种用于电机的碳刷。
背景技术
这种碳刷可回转地支承在电机的刷架上。不过碳刷支承在一个由塑料制成的零件中，该零件本身可回转地支承在刷架上。在温度波动较大时，碳刷与整流器间的支承区的位置由于塑料温度系数而剧烈变化。如果使用由金属制成的零件，重量和成本都会增加。
另一种可以回转的碳刷是锤刷(Hammerbuerste)，其中碳刷固定在一个板簧上，通过绞合线或直接通过与碳刷焊接在一起的板簧实现供电。由于制造公差可能导致在碳刷与整流器上的理想接触高度之间产生高度偏差。由此不能避免产生噪音。
发明内容
本发明提供一种用于电机的碳刷，其用于可回转地支承在电机的刷架上，其中在所述碳刷本身上面构造一个轴承区段用于可回转地支承碳刷，所述碳刷设有弹簧，其中所述弹簧作用在摆臂或者碳刷的支承区段上以用于向支承区段施加压力，其特征在于：所述弹簧固定在摆臂上，并且通过一个弧形的区段过渡到弹簧臂中，该弹簧臂基本上沿着摆臂朝轴承区段的方向延伸。按照本发明的碳刷的优点在于，即使温度波动很大，碳刷相对于整流器的位置也不会剧烈变化。另外可以很好地将碳刷在刷架中进行定位，从而保证对整流器进行精确配合。为此使电机碳刷可回转地支承在电机的刷架上，其中在碳刷本身上构造一个轴承区段用于可回转地支承碳刷。
在碳刷的轴承区段上连接一个摆臂，一个支承区段从该摆臂上横向伸出用于支承在整流电机的整流器上或者发电机的集电环上，由此简单地实现了该碳刷。
如果摆臂的长度与整流器或集电环的半径基本相符，那么可以在平行于电机的轴延伸的刷架上安装碳刷。
轴承区段简单的构造可以由此实现，即将轴承区段构造成圆柱形的区段以用于容纳在轴瓦中，或者轴承区段具有一个用于容纳轴承销的孔。
优选在摆臂或支承区段上固定绞合连接电线，因为这样可以实现有利的电连接。
如果使弹簧作用在摆臂或者支承区段上以便在支承区段上施加压力，则可以产生良好的杠杆比，由此弹簧不必太强。优选将弹簧固定在摆臂上，并且弹簧通过一个弧形区段过渡到弹簧臂中，该弹簧臂基本沿着摆臂朝轴承区段的方向延伸。
具有用于可回转地支承碳刷的轴承以及具有这种碳刷的刷架是成本低廉的，其中在所述碳刷本身上面构造了轴承区段，该轴承区段容纳在轴承中。刷架具有轴瓦或者销钉，碳刷就支承在轴瓦或者销钉上，这也实现了一种成本低廉的支承。
固定在碳刷上的弹簧优选支撑在刷架上，这样形成一种紧凑的结构。当在刷架上构造弹簧臂，并且弹簧臂作用在碳刷的凹腔中时，就实现了将弹簧简单地整合在刷架中。如果设置扭转弹簧，并且扭转弹簧设置在轴承或者碳刷本身上，并且具有支脚，并且这些支脚在碳刷上施加压紧力，则同样获得一种简单的结构。
具有所述碳刷或所述刷架的电机在结构上是成本低廉的，并且噪音状况良好。
本发明其它优点和有利的改进方案由从属权利要求以及下面的说明中获得。
附图说明
在附图中示出了本发明的实施例，并在后面的说明中进一步加以解释。附图示出：
图1示出了电动机的纵向剖面；
图2示出了电动机的第一整流机构；
图3示出了第二整流机构；
图4示出了第三整流机构。
具体实施方式
图1简要示出了电动机10的纵向剖面，该电动机也可以是一种发电机。电动机10可以在汽车中使用，例如在车窗玻璃升降器、雨刷驱动机构、风扇等中。电动机10包括一个外壳12和一个设置在该外壳12里面的电枢14。电枢14具有一根轴16和一个电枢铁芯17，电枢铁芯17具有一个未详细示出的电枢绕组。电枢绕组通过导线18与整流器20连接。两个在径向对置的两侧的碳刷22在外圆周上对整流器20加载。碳刷22设置在刷架24上。整流器20、碳刷22和刷架24构成整流机构26。
根据图1示出的纵向剖面，图2示出了整流机构26的左视图。刷架24最好由塑料制成，它基本上平行于轴16延伸，图2中未详细示出轴16。但是刷架24也可垂直于轴16延伸。刷架24具有两个销钉28形式的、平行于整流器轴线延伸的轴承用于可回转地支承碳刷22。销钉28之间的距离最好至少与整流器20的直径一样大，销钉28与整流器轴线的距离是整流器半径的至少1.5倍。这样，不会使碳刷20过早磨损。
在碳刷22本身上形成孔30的形式的轴承区段，上述销钉28插入这些孔30内。换一种说法就是，轴承区段与碳刷22一体构成或者说整体地在碳刷22上构成。
在轴承区段或者说孔30上分别连接一个摆臂32，摆臂32的长度最好大致相应于整流器20的半径。摆臂32的长度使得两个碳刷22与整流器20接触的支承区34在整流器20上径向对置。相应的支承区34横向于摆臂32或与其成对角伸出，并且支承区34长度小于摆臂32的长度。碳刷22的横截面呈矩形，最好呈正方形。
在碳刷上支承区域内构造两个与孔30垂直的凹槽36或凹腔。在凹槽36内设置了弹簧臂38。弹簧臂38作用于碳刷22，使得碳刷22在整流器20上压紧。为了进行图解，所示的碳刷22处于一个当整流器20不存在时由碳刷22所占据的位置。弹簧臂38最好一体式地成形在刷架24上，且由塑料制成，并且位于一个平面中。有利的是这些弹簧臂相互面向指向。由此获得的布置结构比弹簧臂反向指向布置节省空间。
最后为了进行电接触在碳刷22上还分别固定了绞合线40。绞合线40优选与摆臂32焊接在一起，尤其是电气焊接在一起。
为了装配整流机构26，将碳刷22套在销钉28上。同时将弹簧臂38插入凹槽36，这样，碳刷22的角度位置就固定了，并且在必要时可以进行一种中间支承。为了装配，将整流机构26的碳刷22事先朝整流器20压紧。由此将碳刷22相互压开，直到整流机构26到达其最终位置。
在图3中示出了两个略微不同的碳刷22.1和22.2。这两个碳刷22.1和22.2具有一种共同的支承，这种支承和前面所述的有所不同。碳刷22.1和22.2没有使用孔30作为轴承区段，而是具有圆柱形的区段42作为轴承区段用于容纳在轴瓦44中，其中，该轴承区段与碳刷22.1、22.2一件式构成，或者说与碳刷22.1和22.2整体构成。圆柱形区段42的纵轴线与整流器轴线平行。轴瓦44是这样构造的：一方面可以通过卡槽连接或者弹簧卡脚连接装配碳刷22.1和22.2；另一方面，碳刷22.1和22.2能够得以充分旋转。同样，碳刷22.1和22.2具有一个摆臂32和一个支承区34，其尺寸和图2中碳刷22的尺寸相应。当然，这里也可以实现根据图2的支承。
在这两个碳刷22.1和22.2上设置弹簧46.1或46.2用于在摆臂32或支承区段34上施加压力。这两个弹簧46.1优选由弹性扁钢制成。这两个弹簧46.1和46.2被固定在摆臂32上，并且通过一个弧形的区段48.1或48.2过渡到弹簧臂50.1和50.2中，弹簧臂50.1和50.2基本上沿着摆臂32朝轴瓦44的方向延伸。弹簧46.1通过销钉52与碳刷22相连。弹簧46.2焊接在碳刷22的摆臂32上。这样，可以很容易预制和操作这个零件。弹簧46.1和46.2的弹簧臂50.1和50.2插入刷架56的接收孔54中，在孔中它们支撑在刷架56上。这样的结构可以同时保证弹性和供电。
图4示出了具有环状刷架58的另一种整流机构。刷架58可被轴向安装在具有整流器20的轴16上。在两个径向对置的轴瓦44上可回转地支承着另外两个碳刷22.3，这两个轴瓦44设置在刷架58的其中一个端面上。碳刷22.3的结构基本与碳刷22.1和22.2相应。也就是说，它们同样具有圆柱形区段42、摆臂32和支承区34。但是在轴瓦44上除圆柱形区段42以外还设置了碟形弹簧或者说扭转弹簧60。扭转弹簧60的中间区段62在此设置在轴瓦44内，该中间部分62优选螺线形卷绕。为此，轴瓦44的长度这样确定，使得当它们依次布置时，它们可以容纳圆柱形区段42和中间区段62。当然在圆柱形区段42上可以设置一种栓，扭转弹簧60的中间区段62就环绕着该栓设置。图4所示的就是这种情况。这也同样适用于图2中借助于销钉28进行的支承。
扭转弹簧60的第一支脚64支撑在轴瓦44或其它构件上，第二支脚66抵靠在摆臂32上，从而扭转弹簧60在刷架58装配好的情况下将支承区34朝整流器20挤压。
扭转弹簧60本身可以支承在销钉28、轴瓦44形式的轴承上，或也可以支承在碳刷22.3上，其实现了一种比较简单的结构。
如图2所示，可以通过绞合线40进行供电，或者如果扭转弹簧60例如焊接在碳刷22.3上的话，也可以通过扭转弹簧60进行供电。然后支脚64例如可以作为连接插头使用。
轴承区段本身在碳刷22、22.1、22.2及22.3上构成，或者与其一件式地或者说整体式地构成，其可以省去其它的构件来可回转支承碳刷22、22.1、22.2、22.3，例如锤刷中的板簧或塑料支架。

Claims (9)

1.用于电机(10)的碳刷(22，22.1)，用于可回转地支承在电机(10)的刷架(24，56)上，其中在所述碳刷(22，22.1)本身上面构造一个轴承区段(30，42)用于可回转地支承碳刷(22，22.1)，所述碳刷设有弹簧，其中所述弹簧(46.1，46.2)作用在摆臂(32)或者碳刷的支承区段(34)上以用于向支承区段(34)施加压力，其特征在于：所述弹簧(46.1，46.2)固定在摆臂(32)上，并且通过一个弧形的区段(48.1，48.2)过渡到弹簧臂(50.1，50.2)中，该弹簧臂基本上沿着摆臂(32)朝轴承区段(42)的方向延伸。
2.按权利要求1所述的碳刷(22，22.1)，其特征在于：在所述碳刷(22，22.1)的轴承区段(30，42)上连接摆臂(32)，支承区段(34)从该摆臂(32)横向伸出以用于支承在整流电机(10)的整流器(20)或者发电机的集电环上。
3.按权利要求2所述的碳刷(22，22.1)，其特征在于：所述摆臂(32)的长度基本上与整流器(20)或集电环的半径相等。
4.按权利要求1至3中任一项所述的碳刷(22，22.1)，其特征在于：所述轴承区段(42)是圆柱形区段，用于容纳在轴瓦(44)中；或者所述轴承区段(30)具有孔用于容纳轴承销(28)。
5.按权利要求1至3中任一项所述的碳刷，其特征在于：在所述摆臂(32)或所述支承区段(34)上固定绞合连接电线(40)。
6.刷架(24，56)，具有用于可回转地支承碳刷(22，22.1)的轴承(28，44)和按前述权利要求中任一项所述的碳刷(22，22.1)。
7.按权利要求6所述的刷架(24，56)，其特征在于：所述刷架(24，56)具有轴瓦(44)或销钉(28)，碳刷(22，22.1)就支承在上述轴瓦(44)或销钉(28)上。
8.按权利要求6或7所述的刷架(56)，其特征在于：固定在所述碳刷(22.1，22.2，22.3)上的弹簧(46.1，46.2，60)支撑在刷架(56)上。
9.具有至少一个按权利要求1至5中任一项所述的碳刷(22，22.1，22.2，22.3)或者按权利要求6至8中任一项所述的刷架(24，56)的电机(10)。
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