CN100533873C - 平面换向器和用于制造平面换向器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种平面换向器(101)，具有一个由电绝缘材料构成的支承体(102)、许多由导电材料构成的用于分别连接一个线圈绕组的至少一个端部的连接扇形件(108)和许多工作面扇形件(112)，这些工作面扇形件构成平面换向器(101)的一个工作面(14)，其中工作面扇形件(112)与连接扇形件(108)机械固定地和导电地相连接，并且支承体(102)和/或各连接扇形件(108)构成为一体的，并且其中支承体(102)是预制的且具有开口(118)，连接扇形件(108)插入到这些开口中，其特征在于，各连接扇形件(108)通过与各工作面扇形件(112)的机械固定的连接锚定在支承体(102)上，在支承体(102)中的各开口(118)在连接扇形件(108)的面向工作面扇形件(112)的端部的区域内具有一个扩大部(124、128)，开口(118)的扩大部(124、128)构成一个用于连接连接扇形件(108)与工作面扇形件(112)的连接装置的容纳空间，并且连接装置在时效硬化以后形成连接扇形件(108)在支承体(102)上的锚定，和一种用于制造平面换向器方法。

Description

平面换向器和用于制造平面换向器的方法

技术领域

本发明涉及一种平面换向器，特别是一种碳平面插接换向器，和一种用于制造这样的平面换向器的方法。

背景技术

此类的平面换向器例如用于燃油泵。通常由铜构成的或含铜的能导电的连接扇形件在该介质中并不具有为连续工作所需要的电阻。由于这种原因，将一些工作面扇形件用于平面换向器的工作面，它们相对于围绕平面换向器的介质具有更高的电阻。

例如由WO 97/03486 A1已知一些此类的平面换向器。在此，一个构成用于换向器的轮毂的支承体由一种电绝缘材料成型到一个构成连接扇形件的导体坯件上。为此将导体坯件装入到一个相应的模具中并在模具中用一种形成支承体的物质成型。随后将一个构成工作面扇形件的碳环形盘钎焊到导体坯件上并紧接着分离成各个工作面扇形件。这样制成的平面换向器满足高的质量要求，但制造方法因此是耗费很大的继而成本昂贵。

由DE 199 26 900 A1已知一种用于制造平面换向器方法，其中金属扇形支承件的由支承体的各部分暴露的面涂覆有一层抗环境例如抗燃油的层。

由EP 1 363 365 A1已知一种按照权利要求1的前序部分所述的换向器。各连接扇形件具有一个用于连接一个线圈绕组的一个端部的连接部分和一个用于与工作面扇形件电连接的接触部分。在各连接扇形件插入支承体以后，成直角和平行于工作面的平面地弯曲各连接部分。随后将一个含碳的圆盘安装到各弯曲的连接部分上，通过一些切边模使该圆盘分离并因此构成各工作面扇形件。含碳的圆盘由两层组成，它们通过冷挤压相互连接。为各连接扇形件配置的第一层包含一种粘结剂。在涂覆到各连接扇形件上时，在热作用下粘结剂变软并且第一层在同时的压力作用下流入连接扇形件和支承体的各孔中并因此将含碳的圆盘锚定在支承体上。

发明内容

因此本发明的目的在于，提供一种平面换向器和一种所属的制造方法，它们克服了现有技术的缺点，特别是低成本的并且还确保制成的换向器在一种促进反应的(

)环境中足够的电阻。

通过本发明的平面换向器以及通过本发明的方法达到该目的。本发明的平面换向器具有一个由电绝缘的材料构成的支承体、许多由能导电的材料构成的用于分别连接一个线圈绕组的至少一个端部的连接扇形件和许多工作面扇形件，这些工作面扇形件构成平面换向器的一个工作面，其中工作面扇形件与连接扇形件机械固定地和导电地相连接，并且支承体构成为一体的和/或各连接扇形件构成为一体的，其中支承体是预制的且具有开口，连接扇形件插入到这些开口中，其特征在于，各连接扇形件通过与各工作面扇形件的机械固定的连接锚定在支承体上，在支承体中的各开口在连接扇形件的面向工作面扇形件的端部的区域内具有一个扩大部，开口的扩大部构成一个用于连接连接扇形件与工作面扇形件的连接装置的容纳空间，并且连接装置在时效硬化以后形成连接扇形件在支承体上的锚定。

在平面换向器中不同于所谓的筒式换向器，换向器碳刷的工作面由一个平面的端面构成。因此平面换向器的在结构上的构造不同于筒式换向器的构造。

本发明的平面换向器具有一个由电绝缘材料例如由一种热固性塑料构成的支承体。在支承体上设置许多连接扇形件，它们规定用于分别连接例如一个电机的转子的一个线圈绕组的至少一个端部并且由一种良好导电的材料例如由铜或一种铜合金构成。为了提高换向器的工作面相对于围绕换向器的介质的电阻，换向器此外还具有许多工作面扇形件，它们共同构成为平面换向器的平面的工作面，其中工作面扇形件的数目一般对应于连接扇形件的数目，特别是与其完全相同或为其一整数部分或一整数倍。

按照本发明，支承体具有开口，连接扇形件插入到这些开口中。一个特点在于，支承体作为单独的部件在各连接扇形件插入之前以利用其具有用于容纳连接扇形件的开口的模具进行制造。借此可以简化地以高的尺寸精度地制造支承体，例如也通过一种注塑成型法，特别是该制造方法取消很耗费的各连接扇形件的周围注塑来形成支承体。

支承体优选构成为一体的并且特别是在其上一体地构成一些用于连接扇形件的插入的开口、用于预制的工作面扇形件的支承面和用于连接扇形件的那些在其上连接线圈绕组的部分的支承面。各连接扇形件优选也构成为一体的，特别是各连接扇形件不仅一体地构成面向工作面扇形件的接触面而且还构成用于线圈绕组的连接面。

通过各连接扇形件可插入支承体，确保许多优点。由此取消制造一个构成各连接扇形件的导体坯件的需要。此外不必再将这样的导体坯件供给一台用于注塑支承体的注塑成型机。

此外有利的是，各连接扇形件不再整面地由构成支承体的塑料包围，从而连接扇形件的材料和支承体的材料的不同的热膨胀系数不再引起热诱发的应力。

各工作面扇形件与各连接扇形件机械固定地和导电地连接。可以例如通过软焊料、硬焊料或胶合剂实现这样的连接。同时各工作面扇形件可以分别固定在相应的连接扇形件上，或以一种复合体例如以一圆盘或环形盘的形式固定在各连接扇形件上并紧接着通过切边模进行分离。通过与工作面扇形件的机械固定的连接，各连接扇形件机械固定在平面换向器上。

各连接扇形件也可以已只由于支承体的夹紧作用而被固定，其中可以通过支承体相对于连接扇形件的一个至少部分的裕量引起该夹紧作用。对此必要时也可以通过一个附加的连接装置，例如通过一种胶合剂改善连接扇形件在支承体上的固定。在任何情况下，通过工作面扇形件与连接扇形件的连接，无论如何在平面换向器的操作过程期间沿应力的方向进一步改善各扇形件在支承体上的固定。

工作面扇形件相对于连接扇形件特别是相对于连接扇形件的面向工作面扇形件的端部具有一个倾斜于或横向于插入方向延伸的超出量，借助它，由工作面扇形件和连接扇形件构成的复合体锚定在支承体上。借此防止该复合体沿插入方向的移动。

超出量也可以至少部分地通过一个连接工作面扇形件与连接扇形件的连接装置例如焊料构成。优选各工作面扇形件在超出量的区域内至少部分地贴靠在支承体上，以致支承体本身构成一个用于连接扇形件的轴向固定的支座。

支承体中用于容纳连接扇形件的各开口至少部分地平行于支承体的一条轴线延伸，优选各开口平行于支承体的一条纵轴线延伸，该纵轴线优选与平面换向器的旋转轴线重合。支承体中的各开口至少部分地向平面换向器的圆周面那边是敞开的，特别在连接扇形件构成一个优选径向凸出的用于连接线圈绕组的连接装置的部分内。在另一实施形式中，用于容纳连接扇形件的各开口相对于支承体沿径向或切向方向延伸。

在连接扇形件的面向工作面扇形件的端部的区域内，在支承体中的各开口具有一个扩大部。该扩大部优选构成一个用于一个连接装置例如焊料或胶合剂的容纳空间，用于连接扇形件与工作面扇形件的连接。在时效硬化以后，连接装置优选已单独地特别与所属的工作面扇形件相结合构成连接扇形件在支承体上的锚定。

当连接装置在从连接扇形件向所属的工作面扇形体过渡的区域内由于有效的表面张力而喇叭形扩大时，如这例如在钎焊连接和胶合连接中的情况那样，这尤其是适用的。借此还可靠地阻止了包围平面换向器的介质进入到各连接扇形件的区域内并因此保护各连接扇形件免受腐蚀。

在这方面特别有利的是，各连接扇形件在插入的状态下以其面向工作面扇形件的端部伸入到扩大部的区域内。在这种情况下，连接装置不仅可以轴向作用在连接扇形件上，而且也可以沿圆周方向至少部分地周围嵌接这些连接扇形件，借此改善接合作用。因此连接装置本身可以构成一种拉紧锚栓并且防止连接扇形件轴向移动。

各连接扇形件具有一个顶部和一个底部，它们经由一个连接部分相互连接。在支承体中的所属开口至少部分地具有一个裕量，例如这样，使支承体的位于顶部与底部之间的部分处于压应力作用下，和/或根据连接扇形件的确定尺寸使连接扇形件的连接部分处于拉应力作用下。在这种情况下特别有利的是，顶部和底部的贴靠在支承体上的、一般相互对置的面形成一个小于90°的角，因为在这种情况下在相当大程度上平衡在支承体中由于连接扇形件的夹紧产生的应力，特别是这些应力基本上沿相对于平面换向器的纵轴线的径向延伸，并因此平面换向器即使在连续工作中在高应力作用下也具有一个稳定的支承体。

在此，各连接扇形件构成为相同件，特别构成为冲压件或锻造件，或在最简单的情况下通过定长切割一个相应的型材而制成。关于连接扇形件的几何尺寸相对于在支承体中的所属的开口的匹配，特别有利的是，可以用小的花费通过冲压工具的调整产生该连接扇形件尺寸的精配合。因此降低了对支承体的尺寸精度的要求，这明显简化了其制造方法。

各连接扇形件至少在与工作面扇形件连接的区域内具有一个涂层。涂层的材料优选匹配于连接装置的材料，例如各连接扇形件在焊接的情况下至少在与工作面扇形件连接的区域内一般整面地用锡或一种相当于焊料层的材料进行涂层。

各工作面扇形件由一种材料构成，该材料相对于包围平面换向器的介质具有比连接扇形件更高的电阻。优选工作面扇形件的材料是含碳的，其中不仅可以采用所谓的软质火碳(Weichbrandkohle)而且可以采用硬质火碳(Hartbrandkohle)。优选各工作面扇形件无论如何在其面向连接扇形件的部分具有一个涂层，通过它进一步改善连接。

本发明还涉及一种用于制造平面换向器的方法，其中包括下列的步骤：

由一种电绝缘的材料制造一个支承体，其中支承体具有用于容纳由一种能导电的材料构成的各连接扇形件的开口，这些连接扇形件用于分别连接一个线圈绕组的至少一个端部；

将各连接扇形件插入到支承体的各开口中，其中在支承体中的各开口在连接扇形件的面向工作面扇形件的端部的区域内具有一个扩大部，并且开口的扩大部构成一个用于连接连接扇形件与工作面扇形件的连接装置的容纳空间；

通过各工作面扇形件在应用连接装置的情况下单独地或以一个复合体与各连接扇形件的机械固定的和导电的连接，将构成平面换向器的工作面的各工作面扇形件固定在平面换向器上，该连接装置在时效硬化以后形成连接扇形件在支承体上的锚定。

支承体由一种电绝缘的材料单独制造，插入支承体的各开口中的连接扇形件也同样单独制造。随后固定各构成平面换向器的工作面的工作面扇形件。在这种情况下，工作面扇形件可以已经分离并且分别单独地固定在所属的连接扇形件上，或以复合体例如以一个环形盘的形式固定在各连接扇形件上并紧接着通过切边模进行分离。

附图说明

由诸从属利要求和以下参照附图详细描述了多个实施例的说明书中得出本发明的其他的优点、特征和细节。在此，在诸权利要求和说明书中提到的各特征分别本身单独或任意组合地可以是本发明的实质内容。

图1由现有技术已知的平面换向器的横剖面图；

图2本发明平面换向器的横剖面图；

图3平面换向器的俯视图；

图4本发明平面换向器的侧视图；

图5在连接扇形件与工作面扇形件之间的连接的第一实施例的剖面图；

图6在连接扇形件与工作面扇形件之间的连接的第二实施例的剖面图；

图7在连接扇形件与工作面扇形件之间的连接的第三实施例的剖面图；

图8支承体的第二实施例的透视图；

图9工作面扇形件的一个特别实施例的俯视图；

图10沿图9中X-X截取的剖面图；

图11平面换向器的第二实施例的侧视图；

图12图11的平面换向器的俯视图；

图13图11的平面换向器在组装状态下的侧视图；

图14图13的平面换向器的俯视图；以及

图15支承体502的另一实施例的视图。

具体实施方式

图1示出一个由现有技术已知的平面换向器的横剖面图。平面换向器1具有一个由电绝缘材料构成的支承体2。支承体2具有一条纵轴线4，它也与平面换向器1的旋转轴线重合。特别是平面换向器1可以轴对称于纵轴线4。平面换向器1特别是支承体2在纵轴线4的区域内构成一个孔6，用于穿过电机的轴。

支承体2成型到一些连接扇形件8上，连接扇形件在径向外侧具有一个弯曲的钩10，用以分别连接一个线圈绕组的至少一个端部。平面换向器1的工作面14由一些工作面扇形件12构成，它们与各连接扇形件8机械固定地和导电地相连接。优选沿一个圆绕纵轴线4均匀分布地设置的各工作面扇形件12的全体构成平面换向器1的平面的工作面14。各连接扇形件8在径向外侧构成一个圆周面16，钩10从该圆周面弯曲。由WO 97/03486 A1得出平面换向器1的其他的细节。

图2示出一个本发明的平面换向器的横剖面图，该图按图1中II-II的剖面给出。连接扇形件108具有一个顶部108a和一个底部108c，它们经由一个连接部分108b相互连接。图2中示出一个(未示出的)工作面扇形件的区域，该工作面扇形件在其轮廓方面近似全等于支承体102的横切的面。支承体102具有许多沿圆周有规则分布设置的开口118，在其中可插入连接扇形件108。同时优选沿平行于平面换向器101的纵轴线方向插入，该纵轴线垂直于图2的图面延伸。

开口118在顶部108a的区域内沿圆周方向具有一个裕量。借此可靠地防止由于制造公差可能出现开口118的有关的尺寸不足，尺寸不足会将沿圆周方向延伸的压应力导入支承体102中，压应力可能导致关于支承体102的持久的形状稳定性问题。相应地适用于开口118在底部108c的区域内；在这里开口118特别沿圆周方向相对底部108c的尺寸也具有一个裕量。

开口118关于其在顶部108a的用于径向向内指向的区域的支承面与底部108c的用于径向向外指向的区域的支承面之间的部分内的径向延伸相对于连接部分108b的径向延伸也具有一个裕量，以致在该区域内，连接扇形件108支承在通过开口118构成的各支承面上并特别支承在实现图2中由箭头120表示的传力的那些面上。

通过该开口118的裕量，在连接部分108b的区域内将压应力导入支承体102。这些压应力的原因是连接部分108b中的拉应力，连接部分沿圆周方向的延伸小于顶部108a和底部108c的相应的延伸。因此这导致连接部分108b沿径向方向的弹性伸长。连接扇形件108同时起储力器的作用。在这种情况下优选仍在连接扇形件108的弹性极限内伸长，例如在5与50μm之间。另外开口118在连接部分108b的区域内沿圆周方向具有一个裕量，从而在该位置也没有压力沿圆周方向导入成型体102。

底部108c的径向外部区域和顶部108a的径向内部区域的相互面对的端面形成的角122小于90°、优选在30°与60之间、特别为约50°，并且在所示的实施例中在4°与30°之间、特别为约15°。通过这种锐角性确保，由于连接部分108b的伸长从连接扇形件108导入支承体102的压力基本上相互平衡，特别是保持沿圆周方向的可忽略小地引起的压力分量。

在本发明的平面换向器101中，连接扇形件108和支承体102据此基本上应力中性地连接。插入时产生的力以有利的方式相互抵消，这些力已导致有效的夹紧并从而连接扇形件108在支承体102中的固定。特别是保持没有引起沿圆周方向和/或径向向外作用的力，从而平面换向器101即使在困难的使用条件下，例如提高的温度下，也可持久可靠地保持其形状稳定性。

这优选也这样达到，即总是使连接扇形件108的一部分处于拉应力作用下并且用作可弹簧弹性变形的元件。连接扇形件108优选沿轴向方向插入到支承体102中，其中基本上从支承体102的两个端面插入是可能的。不过优选在许多情况下从支承体102的远离工作面扇形件112的侧面插入。连接扇形件108的成型使连接扇形件108能够在支承体102中自动地定心，从而连接扇形件108的供给和插入可以很容易自动化。

此外还有可能，在插入时将连接扇形件108向一个挡块特别是一个相对于支承体102可定位的后座插入。在这种情况下，为了将连接扇形件108锚定在支承体102上，有利的是，挡块例如构成为一个销的形式并且在底部108c的一个中心的区域内发生接触并且在那里通过插入时的插入力或压紧力使底部108扩张。

在由图2虚线所示的轮廓124所属的区域内，支承体102在连接扇形件108的面向工作面扇形件112的端部附近构成一个扩大部，它可以用于容纳一个用于连接扇形件108与工作面扇形件112之间的连接的连接装置。

图3示出平面换向器101、特别是支承体102的俯视图，其就这方面相应于图2，只是在三点钟的位置一个连接扇形件108插入到开口118中。总共八个开口118的其余的在所示的平面换向器101的状态下仍未用连接扇形件装备。同样仍未设置各工作面扇形件112，但其轮廓由虚线126表示。顶部108a以其径向外部的轮廓按照支承体102的外轮廓延伸并因此部分地构成平面换向器101的一个因此齐平的圆周面116。

图4示出一个本发明的平面换向器101的侧视图，并且在下半图是前视图而在上半图部分地是横剖面图。在上半图中的前视图中所示的连接扇形件108夹紧地插入支承体102中。在所示状态下，顶部108a一体地构成一个插接或板接头108d，用以连接至少一个线圈绕组。代替所示的插接或板接头108d，也可以在该区域内钩形地弯曲顶部108a(参见图1)，或具有一个切开线圈绕组的绝缘的相交/夹紧接头，或也可以具有一个焊头，用以钎焊线圈绕组。对于可能的弯曲和线圈绕组的固定，有利的是，连接扇形件108在所示的插入状态已足够牢固地与支承体102连接。

在连接扇形件108的面向工作面扇形件112的端部的区域内，在支承体102中的开口118具有一个第一扩大部124和一个第二扩大部128。第二扩大部128在这里必要时也用于形锁合地容纳工作面扇形件112并且当各工作面扇形件112以复合体例如以一个环形盘的形式存在时还可以例如是一个环形的第二扩大部128。

与此相对，第一扩大部124优选单独为相应的连接扇形件108设置，并且可以例如构成为圆形的。由第一扩大部124径向限定的空间可以构成一个用于连接连接扇形件108与工作面扇形件112的连接装置的容纳空间。在这方面特别有利的是，连接扇形件108沿轴向方向亦即沿平行于纵轴线104的方向以其面向工作面扇形件112的端部伸入到第一扩大部124的区域内。在这种情况下，连接装置不仅可以大面积地贴靠到连接扇形件108的轴向端面上，而且还可以盖状地搭接该连接扇形件并且还在连接扇形件108与支承体102之间产生一种附加的密封。优选连接扇形件108至少在其面向工作面扇形件的端部具有一个改善机械连接和/或电接触的涂层。

由于工作面扇形件112相对于连接扇形件108的径向超出量，该配置在连接以后在支承体102上以锚定的方式构成一种特别相对于轴向作用力的可靠的固定。该固定还这样改善，即工作面扇形件112至少部分地优选平面地支承在支承体102上。

各工作面扇形件可以是多层的，特别在成扇形件之前作为多层的圆盘存在。该多层的圆盘可以具有一个构成工作面的碳层或含碳的层，和面向连接扇形件的另一层，其至少具有一金属的组分，例如铜、锡、黄铜或其合金。该另一层特别用于改善对连接扇形件的电的和/或机械的连接。多层的圆盘可以通过一个烧结过程制造。或者也可以在成型过程以后进行圆盘的涂层。

图5示出连接扇形件108与工作面扇形件112之间的连接的第一实施例的剖面图。该第一实施例的特点还在于，连接扇形件108在插入支承体102时被这样压向一个挡块、一个支座、一个销等，以致产生一个伸入到第一扩大部124的特别径向的超出量，它已保证连接扇形件108在支承体102中的可靠的轴向锚定，特别是通过连接扇形件与由第一扩大部124构成的侧凹的嵌接。

该锚定通过连接扇形件108与工作面扇形件112的机械固定的和能导电的连接进一步加强，其中该连接在所示的第一实施例中借助一个能导电的胶合剂层130实现。在这种情况下，胶合剂层130不仅贴靠到连接扇形件108的端面以及工作面扇形件112的相应的端面上，而且还沿径向方向填满第一扩大部124的区域，以致通过胶合剂层130确保连接扇形件108的密封和特别是完全的覆盖。也有可以将各连接扇形件108本身与支承体102相粘合。

图6示出连接扇形件108与工作面扇形件112之间的连接的第二实施例。与第一实施例的第一区别在于连接层的类型，其中该第二实施例涉及一种焊料层，它由于作用的表面张力具有向工作面扇形件112的方向的喇叭形扩大部并且按这种方式和特别不需要连接扇形件108的张开，来保证径向嵌接到第一扩大部124的区域内继而保证相关于连接扇形件108的轴向可移动性构成一种拉紧锚栓。

第二实施例的另一特点在于支承体102在端侧的端部的成型方式。该支承体在端侧缩小第二扩大部128，例如借助径向外侧设置的径向向内指向的第一凸耳134，和/或借助径向内侧设置的径向向外指向的第二凸耳136。所属的工作面扇形件112相应构成为阶梯状的并且以其面向连接扇形件108的端部背面嵌接第二扩大部128的第一和/或第二凸耳134、136。工作面扇形件112的相应的形状可以或已在成型的制造时提供或例如在以一个环形盘形式的复合体设置各工作面扇形件112的情况下通过试车削(Andrehen)一个这样的环形盘来提供。

通过支承体102和各工作面扇形件112的相互匹配的成型，有可能将工作面扇形件112夹紧到第二扩大部128中，亦即弹簧锁定式地固定在支承体102上。在连接扇形件108的相应的特别轴向的超出量伸入到第二扩大部128的区域内的情况下，和/或在工作面扇形件112的相应的特别的轴向超出量伸入到第一扩大部124的区域内的情况下，也有可能只通过工作面扇形件112在支承体102上的锁定固定，在工作面扇形件112与连接扇形件108之间提供一种机械上足够牢固的和能足够导电的连接。工作面扇形件112在支承体102上的锁定固定无论如何提供一种预固定的优点，它即使在随后的粘合或钎焊时都保证工作面扇形件112仍保持在相对于所属的连接扇形件108的正确的位置上。此外通过锁定固定，工作面扇形件112也可以以特别平面的支承保持在支承体上。

除图6中所示的焊料层132以外，在工作面扇形件112与支承体102之间形成的环形间隙中还可以嵌入一附加的密封装置，例如还是一个胶合剂层，以便阻止侵蚀性介质进入到这些区域内。

图7示出连接扇形件108与工作面扇形件112之间的连接的第三实施例。相对于两个其他的实施例的第一区别在于，连接扇形件108与工作面扇形件112之间的连接层138基本上完全填满第一扩大部124的空间并因此也形成支承体102相对于连接扇形件108的一种绝对可靠的密封。

另一特点在于，支承体102在其轴向端部在第二扩大部128的区域内虽然再次设置一个缩小部，同时构成环形的或部分环形的、必要时也只点形的凸耳134、136，关于其尺寸甚至可以完全相同于图6的第二实施例的，但工作面扇形件112的尺寸小于由两个凸耳134、136确定的第二扩大部128的内宽。因此在工作面扇形件112插入第二扩大部128时不导致夹紧，而可以松地插入工作面扇形件112。

当然现在如果例如用一种可时效硬化的物质、特别是胶合剂填满工作面扇形件112与支承体102之间产生的环形间隙，则因此得出一个填满环形间隙的优选环形的固定体140，由于其形状和由于与支承体102的轮廓的配合作用，在图7的实施例中与第一和/或第二凸耳134、136的配合作用和与工作面扇形件112的轮廓的配合作用，固定体确保工作面扇形件112在支承体102上的形锁合固定。

在全部涉及连接扇形件108与工作面扇形件112之间的连接的三个实施例中连接层130、132、138构成一个伸入到第一扩大部124的轮缘、喇叭口或一个任何其他方式形成的锚定元件，借其连接扇形件108继而还有工作面扇形件112沿轴向方向持久可靠地固定在支承体102上。

图8示出一个支承体202的第二实施例的透视图。与第一实施例的支承体102的第一区别在于用于连接扇形件的开口218的基本上梯形的横截面轮廓。由此出发第一扩大部224在俯视图中是圆形的并且在所示第二实施例中覆盖整个的开口218。第一扩大部224再次构成一个用于一个连接装置的储存空间。支承体202总共具有八个用于连接扇形件的开口218。

第二扩大部228在径向外部由一个与支承体202一体构成的外环242限定而在径向内部由一个与支承体202一体构成的内环244限定。外环242和内环244均由环形扇形件242a、242b构成，它们为相应的工作面扇形件配置。在邻近的环形扇形件242a、242b之间分别设置一个凹槽242c，其沿圆周方向的延伸大于用于扇形切分各工作面扇形件的刀具宽度。按这种方式有可以通过切边模将以例如作为环形盘的复合体固定在支承体202或所属的连接扇形件上的各工作面扇形件分离，而不必切断外环接条和/或内环接条242、244。由此明显地提高切割刀具的寿命。此外可以达到更高的切割速度，因为不再必须通过降低切割速度来防止外环242和/或内环244的折断。

支承体202的另一特点在于，在支承体202的支承面246中还设置一些用于扇形切分环形盘的凹槽，特别是径向延伸的凹槽248，它们与在外环242和内环244中的相应的凹槽242c对齐。这些凹槽248的深度选择成确保环形盘的可靠的分离，而不在支承体中锯开。如果这些凹槽248还用一种优选不能导电的胶合剂填满，则不仅确保工作面扇形件与支承体202的附加的连接，而且也可靠地防止在切割时通过含碳的工作面扇形件的折断。

特别通过应用一个具有一个外环242的支承体202，一种所谓的软质火碳也可以用于工作面扇形件，亦即一种塑料结合的碳(kunststoffgebundene Kohle)，可以选择其匹配于所属的换向器碳刷的精确的成分。支承体202在圆周面216的区域内具有一些凹槽216a，它们用于容纳连接扇形件，特别用于各连接扇形件的规定用于连接线圈绕组的部分。

在制造本发明的平面换向器时，特别也可能在各连接扇形件108插入支承体102以后，在第一扩大部124的区域内或整面地在支承面246的区域内加进一种优选绝气的时效硬化的和能导电的胶合剂或另一种能导电的连接装置，其中特别是第一扩大部可以用作为一这样的连接装置的储存空间的形式。为了改善连接扇形件108与工作面扇形件112之间的连接，工作面扇形件112在至少面向连接扇形件108的面上必要时也可以整面地相应地涂层，例如镀锡。

图9示出工作面扇形件的一个特别的实施例的俯视图，亦即一预扇形切分的工作面圆盘350的形式。图10示出沿图9的X-X截取的剖面图。

一个这样的工作面圆盘350可以通过径向切割扇形切分成各个工作面扇形件312a、312b。在当前的情况下，该扇形切分通过在工作面圆盘350成型时已成型的各径向凹槽352结合减小的工作面圆盘350的厚度来达到，凹槽352的深度，如特别图10的横剖面所示，只延伸到约工作面圆盘350的厚度的一半。特别在工作面圆盘350远离支承体的区域内保留一个连接环354，它相互连接各个工作面扇形件312a、312b。在该连接环354的区域内设置一些操纵或工具作用面356，借助它们可手工和自动化地将工作面圆盘350供给相应的支承体。各工具作用面356可以沿圆周方向相等分布地设置，特别是分别在各工作面扇形件312a、312b的区域内。

工作面圆盘350在面向支承体的侧面构成各突出部分358，其数目和/或配置可以匹配于各工作面扇形件312a、312b的配置。特别是这些突出部分358在其形状和配置上可以匹配于设置在支承体202上的第一扩大部224，特别形锁合地嵌入其中。因此确保工作面圆盘350在支承体302上的简化的定位。

在工作面圆盘350与各连接扇形件或支承体202连接以后，可以将工作面圆盘350在其暴露的平面车削到图10中通过点划线360表示的高度。因此车削一直进行到进入各凹槽352的区域内，从而由此分离各工作面扇形件312a、312b。因此不再需要使用切边模。

图11示出一个平面换向器401的第二实施例的侧视图，而且处于仍未组装的状态下。支承体402在上半图部分地示出剖面图而在下半图示出前视图。在下半图中还示出支承体402包括插入的各连接扇形件408。

相对于上述各实施例的特点在于，连接扇形件408特别是其顶部408a优选一体地构成一个凸缘408e，它至少部分地形成图8的实施例中由支承体202构成的外环242。借此构成对工作面扇形件412的一种径向外侧的保护和/或用于定位和对准工作面扇形件412的一个支承面。此外借此在焊接线圈绕组时可以附加固定连接扇形件408，特别是沿径向方向。

另一特点在于，可从支承体402的面向工作面扇形件412的侧面插入连接扇形件408。连接扇形件408的插入一直进行到支承在所属的支承体402的止挡面462上，其与纵轴线404优选形成一个直角。各工作面扇形件412在其面向连接扇形件408的面464上具有一个涂层，例如锡、铜或黄铜，借其确保与连接扇形件408的可靠的机械的和电的连接。

图12示出图11的实施例的俯视图。凸缘408e在俯视图中相对于纵轴线404是弧形的，圆弧角约为一工作面扇形件412的圆弧角的一半；在所示的实施例中凸缘408e的圆弧角为约20°。

图13示出图11的平面换向器401处于组装的状态的侧视图。在支承体402的面向工作面扇形件412的端面上设置一个在所示的实施例中圆形的凹槽466(图11)，它构成一个用于连接连接扇形件408与所属的工作面扇形件412的连接装置的储存空间。在所示的组装状态下，凸缘408e具有越过工作面扇形件412的暴露平面的一个轴向超出量。通过随后的材料切除，特别是通过端面车削，将各连接扇形件408、各工作面扇形件412和支承体402切平以形成平面换向器401的工作面414。

相反在另一可选择的特别的实施形式中，凸缘408e没有越过工作面扇形件412的暴露平面的轴向超出量，而是相对于平面或甚至相对于工作面414回缩，特别是相对于工作面414回缩十分之一或十分之几个毫米。因此在各工作面扇形件412切平时没有凸缘408e的材料必须切除，因此简化例如端面车削的过程。典型地各工作面扇形件412在圆盘复合体中具有一约2.5mm的厚度，其通过端面车削减到约2mm。凸缘408e的轴向长度典型地在1.5与1.8mm之间。

当然在该可选择的实施形式中，支承体402也可以具有构成内环的环形扇形件444a，它们具有越过工作面扇形件412的暴露平面的一个轴向超出量。特别是这些环形扇形件在其在端侧的端部具有一个斜边(也参见图15)，借其简化工作面扇形件412的插入。特别是当各工作面扇形件412以圆盘复合体插入时，通过环形扇形件444a的轴向超出量，可靠地防止圆盘在凸缘408e上的倾斜继而防止圆盘的损坏危险。

图14示出图13的平面换向器401的所属的俯视图。凸缘408e在径向外部形成用于各工作面扇形件412的支承环，反之支承体402在径向内部通过一体构成的内环444形成一种支承。

图15示出一个支承体502的另一实施例。与图8的实施例的区别是，各开口518适合于容纳连接扇形件，其底部具有近似一个四角风筝(Drachenvierecks)的形状，其中四角风筝的径向内侧的尖是削平的，而四角风筝的径向外侧的尖过渡到用于连接部分的开口中。由连接扇形件的底部的径向外部的区域和顶部的径向内部的区域的相互面对的面形成的角(见图2)在30°与60°之间，特别为约50°。

第一扩大部524匹配于连接扇形件的底部的横截面形状并且在所示的实施例中特别是五角形的。在这种情况下，第一扩大部524相对于开口518沿圆周的方向的重叠在开口518的横截面形状的径向延伸的边界线的区域内是相当小的或甚至是微不足道的。反之特别在径向内侧和径向外侧相对于开口518的横截面形状的其他的边界线形成一个将连接扇形件锚定在支承体502中的超出量。

构成内环的环形扇形件544a在其端侧的端部具有一个径向向外指向的斜边544b，它简化了(图15中未示出的)工作面扇形件的插入。按相应的方式，构成外环的环形扇形件542a也可以具有径向向内指向的斜边。

Claims (11)

1.平面换向器(101)，具有一个由电绝缘的材料构成的支承体(102)、许多由能导电的材料构成的用于分别连接一个线圈绕组的至少一个端部的连接扇形件(108)和许多工作面扇形件(112)，这些工作面扇形件构成平面换向器(101)的一个工作面(14)，其中工作面扇形件(112)与连接扇形件(108)机械固定地和导电地相连接，并且支承体(102)构成为一体的和/或各连接扇形件(108)构成为一体的，其中支承体(102)是预制的且具有开口(118)，连接扇形件(108)插入到这些开口中，其特征在于，各连接扇形件(108)通过与各工作面扇形件(112)的机械固定的连接锚定在支承体(102)上，在支承体(102)中的各开口(118)在连接扇形件(108)的面向工作面扇形件(112)的端部的区域内具有一个扩大部(124、128)，开口(118)的扩大部(124、128)构成一个用于连接连接扇形件(108)与工作面扇形件(112)的连接装置的容纳空间，并且连接装置在时效硬化以后形成连接扇形件(108)在支承体(102)上的锚定。

2.按照权利要求1所述的平面换向器(101)，其特征在于，各工作面扇形件(112)相对于平面换向器(101)的旋转轴线沿径向方向和/或圆周方向相对于连接扇形件(108)具有一个超出量。

3.按照权利要求2所述的平面换向器(101)，其特征在于，各工作面扇形件(112)在超出量的区域内至少部分地贴靠在支承体(102)上。

4.按照权利要求1至3之一所述的平面换向器(101)，其特征在于，支承体(102)在各开口(118)的区域内相对于插入的连接扇形件(108)至少部分地具有一个裕量。

5.按照权利要求1至3之一所述的平面换向器(101)，其特征在于，在支承体(102)中的各开口(118)的延伸具有至少一个平行于支承体(102)的纵轴线(104)的方向分量。

6.按照权利要求5所述的平面换向器(101)，其特征在于，所述开口(118)平行于支承体(102)的纵轴线(104)延伸。

7.按照权利要求5所述的平面换向器(101)，其特征在于，各连接扇形件(108)在插入的状态下以其面向工作面扇形件(112)的端部伸入到扩大部(124、128)的区域内。

8.按照权利要求1所述的平面换向器(101)，其特征在于，各连接扇形件(108)具有一个顶部(108a)和一个底部(108c)，它们经由一个连接部分(108b)相互连接，并且连接部分(108b)由于支承体(102)在开口(118)的区域内的所述至少部分的裕量而弹性变形，并且因此各连接扇形件(108)夹紧地固定在支承体(102)上。

9.按照权利要求1所述的平面换向器(101)，其特征在于，各连接扇形件(108)至少在与工作面扇形件(112)连接的区域内具有一个涂层。

10.用于制造平面换向器(101)的方法，包括下列步骤：

由一种电绝缘的材料制造一个支承体(102)，其中支承体(102)具有用于容纳由一种能导电的材料构成的各连接扇形件(108)的开口(118)，这些连接扇形件用于分别连接一个线圈绕组的至少一个端部；

将各连接扇形件(108)插入到支承体(102)的各开口(118)中，其中在支承体(102)中的各开口在连接扇形件(108)的面向工作面扇形件(112)的端部的区域内具有一个扩大部(124、128)，并且开口(118)的扩大部(124、128)构成一个用于连接连接扇形件(108)与工作面扇形件(112)的连接装置的容纳空间；

通过各工作面扇形件(112)在应用连接装置的情况下单独地或以一个复合体与各连接扇形件(108)的机械固定的和导电的连接，将构成平面换向器(101)的工作面的各工作面扇形件(112)固定在平面换向器(101)上，该连接装置在时效硬化以后形成连接扇形件(108)在支承体(102)上的锚定。

11.按照权利要求10所述的方法，其特征在于，各连接扇形件(108)在插入到支承体(102)中时在其面向工作面扇形件(112)的端部的区域内沿径向方向和/或圆周方向相对于平面换向器(101)的一条旋转轴线经过一个扩大部。

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