CN102714444B - 用于电刷整流的电机的安装辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电机（1）的电刷装置（2）的安装装置，它包括：电刷电极（14）、所述电刷电极设置有第一卡锁元件（8），与电刷装置（2）连接的卡锁装置（15），所述卡锁装置具有第二卡锁元件（16）和脱扣元件（19），其中，第二卡锁元件（16）如此地和第一卡锁元件（18）共同作用，即电刷电极（14）特别是凭借弹力被保持在安装位置中，其中，电机（1）的极靴（3）是如此设计的，即在将电刷装置（2）插入极靴时在规定的位置上操作脱扣元件（19）、以松开卡锁装置（15）、如是电刷电极（14）被释放。

Description

用于电刷整流的电机的安装辅助装置

技术领域

本发明涉及电刷整流的电机和它的制造。此外，本发明还涉及安装电机的装置和方法，特别是电机整流器的安装。

背景技术

在机械整流的电机中通常是通过整流器完成转子的电枢绕组的电接触。整流器包括分别具有一个或多个电刷电极的电刷装置。通常将电刷电极设计为炭刷。电刷电极放置在安装在转子上的整流片上，并且通过此措施接触这些整流片。为此这些电刷电极被压到片轮的整流片上，并且在转子运动时滑过这些片，这样，按照转子的位置接触不同的整流片。为了达到可靠的整流有必要以最佳化的电刷压紧力将电刷电极压到整流片上。这样就可保证当转子运动时电刷电极不会从整流片上翘起来，这样就会中断电接触。

此外还有必要保证电刷电极在预定的（轴向）位置上定位到整流片上，这样就可出现均匀的整流。为了保证电刷电极的准确的定位可设置一种匣子系统（Köchersystem），在所述系统中通过匣子时电刷电极进行导向，并且通过弹簧用弹力将电刷电极压到整流片上。在所谓的的锤式电刷中这个任务由直接固定在电刷电极上的专门成形的弹簧承担。

在制造这种类型的电机时将具有在整流器的设置其上的片轮的转子插入到相应的壳体中，并且同时，或者紧接着将例如与轴承端盖相连接的电刷装置沿轴向方向安装到壳体上，以制成电机。为了在安装过程中电刷装置的电刷电极不与片轮的侧面，或者电机的其它部件发生碰撞这些电刷电极在接合过程中必须相应地克服弹力发生偏移。这可通过一种合适的斜面完成，所述斜面为了进行安装设置在片轮的前面，并且通过这个斜面将电刷电极引导到片轮上。然而，借助将电刷电极导向整流片的斜面安装电刷装置有下述缺点，即需要轴向的结构空间，而这个结构空间通常是没有的。

代替地通过一种保持机构固定这些电刷电极，并且通过这一措施在安装过程中使电刷电极与整流片保持距离。当电刷装置位于它们的规定的位置上时这个弹簧机构又在外部借助专门的装置被解锁，并且这些电刷电极通过弹簧被压到整流片上。为此需要一种单独的解锁装置，而这种单独的解锁装置在安装这种类型的电机时需要增加结构费用。此外，通过解锁保持机构的这种额外的过程延长了电机的安装时间。

因此，本发明的任务是，为电刷整流的电机提供一种改进的安装方法和这方面的装置，采用这种方法和装置可以简单的方式安装电刷整流的电机。

发明内容

这个任务通过按照权利要求1所述的电机的电刷装置的安装装置，和通过按照并列的权利要求所述的电机和用于安装电机的方法得以完成。

在从属权利要求中对本发明的其它有利的方案进行了说明。

按照本发明的第一方面设置用于电机的电刷装置的安装装置。这种安装装置包括：

- 电刷电极，特别是设置有第一卡锁元件的炭刷，

- 与电刷装置连接的卡锁装置，所述卡锁装置具有第二卡锁元件和脱扣元件，其中，第二卡锁元件如此地和第一卡锁元件共同作用，即电刷电极特别是克服弹力被保持在安装位置中，其中，电机的极靴是如此设计的，即在将电刷装置插入极靴时在规定的位置操作脱扣元件，以松开卡锁装置，如是电刷电极被释放。

上述安装装置的构思是，在将电刷装置插入到电机的极靴的过程期间只有当电刷装置到达规定的位置，这个安装装置才能使将电刷电极保持在安装位置中的卡锁装置脱扣；所述规定的位置基本上相当于电刷电极达到它的终端位置的那个位置。通过这一措施就可排除电刷电极在侧边碰撞电机的其它部件的危险。按照这种方式特别是可以保证，在将电刷装置插入到电机时，只要直到电刷电极沿径向方向垂直地位于片支架上，电刷电极就不会和片支架碰撞。一旦电刷电极达到规定的位置—在此位置中这些电刷电极可用弹力接触片支架的整流片—则通过安装装置自动地使卡锁装置脱扣。

此外，极靴还可具有结构，这样，只要电刷装置达到规定的位置，脱扣元件就与所述结构啮合，以使卡锁装置脱扣。

根据另一实施形式，极靴可以具有阶梯形或者斜面形的段，当将电刷电极插入极靴时脱扣元件滑过所述的段，并且因此被移动，其中，脱扣元件如此地和第二卡锁元件耦合，即第二卡锁元件通过脱扣元件的运动而运动，这样，第二卡锁元件就与第一卡锁元件脱开。

可以规定，在将电刷装置插入到极靴时脱扣元件沿径向方向朝电机的转子的旋转轴线方向被挤压，这样，第二卡锁元件发生摆动，并且第二卡锁元件的接触表面与第一卡锁元件脱开。

此外，第二卡锁元件可相当于卡锁凸起，第一卡锁元件可相当于卡锁空隙，其中，卡锁凸起被容纳在卡锁空隙中的安装位置中。

根据一种实施形式，脱扣元件可设置在接片的自由端部上，所述接片弹性地悬挂在固定装置上，其中，固定装置沿圆周方向，并且沿电机的转子轴的轴向延伸，其中，接片的自由端部相对于转子轴倾斜地沿径向方向向外地从固定装置中伸出，其中，第二卡锁元件从接片向极靴的内部方向伸出，并且和第一卡锁元件共同作用，为的是将电刷电极保持在安装位置中。

当脱扣元件运动时止挡边缘发生倾斜，通过这一措施止挡边缘和卡锁空隙脱开。

根据本发明的另一方面，电机装配有极靴、转子和安装装置。转子安装在转子轴上，并且具有带有片轮的整流器，其中，电刷电极设置在电刷装置中，并且通过弹力将它压在片轮上的一定的位置中，所述一定的位置就是规定的位置。

根据本发明的另一方面，规定用于安装上述电机的方法。该方法具有下述步骤：

- 特别是克服弹力插入电刷电极，直到第二卡锁元件如此地和第一卡锁元件共同作用，即克服弹力将电刷电极保持在安装位置中；

- 将具有安装装置的电刷装置插入到电机的极靴中，这样，在规定位置上操作脱扣元件，以使卡锁装置脱扣，这样，电刷电极被释放，并且特别是通过弹力将其压到片轮上。

附图说明

下面借助附图对本发明的一些优选的实施形式进行更加详细的说明。这些附图是：

图1：具有机械的整流器的电机的横截面图。

图2a和2b：具有处于卡锁状态和非卡锁状态的卡锁装置的电刷装置的简图。

图3a和3b：卡锁装置的透视图。

图4a到4b：用于说明制造电机的方法步骤的简图。

具体实施方式

图1示出在插入电刷装置2步骤之前的电机1的横截面简图。电机1包括具有极靴3和第一轴承端盖4的壳体。在本实例中，第一轴承端盖4和极靴3为整件设计，并且可以一起制造。

在第一轴承端盖4中设置有轴轴承。转子轴5的第一端部保持在所述轴轴承中。转子轴5保持着具有电枢绕组的转子6，通过整流器给所述电枢绕组提供电能。整流器包括片支架7，所述片支架为圆形，并且同心地设置在转子轴5上。片支架7沿圆周方向保持着绕片支架7设置的整流片8，所述整流片是导电的，并且彼此绝缘。每个整流片8与电枢绕组的（未示出的）转子绕圈的接头连接。

通过电刷装置2电接触片支架7上的整流片8，为的是在每个时间点给转子线圈中的至少一个线圈通以电流。可将电刷装置2设置在第二轴承端盖9上。为了安装电机1将第二轴承端盖9如此地安装到壳体3上，即转子轴5的第二端部穿过具有相应的第二轴承的第二轴承端盖9中的轴承孔10，并且被容纳其中。这样，这个转子轴5就被保持在电机1的壳体中的两个端部上。

在第二轴承端盖9中，电刷装置2分别通过固定装置12保持。每个固定装置12保持着电刷电极2之一的套筒形的电刷架13。电刷电极14可移动地设置在套筒形的电刷架13中。移动方向基本上相当于朝向转子轴5的方向，或者与它有轻微的错位。电刷电极14朝转子轴5方向借助弹簧元件20或者类似元件张紧。为了更清楚在图1中未示出这个弹簧元件20。

每个电刷装置2包括一个卡锁装置15，所述卡锁装置可将相应的电刷电极14保持在安装位置中。在图2a中详细地示出了这个安装位置。卡锁机构15可形成在作为固定装置的板17中。为此这个板17包括有空隙，在这些空隙中设置有弹性可动的接片21。代替地电刷装置2可以具有由塑料构成的卡锁机构15。

在图3a和3b中示出卡锁装置15的透视图。接片21的自由端部分别具有作为第二卡锁元件的卡锁凸起16，所述卡锁凸起啮合到电刷电极14中的作为第一卡锁元件的卡锁空隙18中。此外，接片21的这个自由端部还具有作为脱扣元件的滑动段19，所述滑动段倾斜地从板17向外（相对于径向方向）伸出。

电机1的壳体的极靴3在端部—第二轴承端盖9应放置到所述端部上—具有带有减小的壁厚和/或增大内直径的第一段B1。在朝向第一轴承端盖4的方向斜面形的第二段B2与极靴3的第一段B1相连。在所述的第二段上极靴3的壁厚，或者极靴3的内直径发生变化。具有较大的壁厚，或者具有较小的内直径的第三段B3与斜面形的第二段B2连接。从段B2到段B3的过渡段沿轴向方向规定了一个区域，整流器就应设置在这个区域上。

第二轴承端盖9在垂直于转子轴5的轴向方向具有基本相当于极靴3的第一段B1的内直径的直径，所述极靴具有增大的内直径，因此，这个第二轴承端盖9可以插入到极靴3中。然后，斜面形的段B2用作第二轴承端盖9在轴向方向的挡块，这样，第二轴承端盖9在壳体3的内部被保持在规定的位置中。当达到这个规定位置时卡锁装置15就到达第二段B2过渡到第三段B2的那个区域中。

卡锁装置15是如此设计的，即当轴承端盖9插入到壳体3中时具有较大内直径的段在径向方向基本没对滑动段19施加力。这是通过这种办法实现的，即滑动段19的自由端部在径向方向不伸出第二轴承端盖9的圆周边缘。优选地滑动段19的外端部沿径向方向到第二轴承端盖9的中间轴线的距离和到它的圆周边缘的距离基本相同。然而，当配属于电刷装置2的滑动段19与斜面形的段B2啮合，从而当在安装时第二轴承端盖9沿轴向方向朝极靴3运动时，这些滑动段被压向转子轴5的方向。这样，由于滑动段19与接片21的端部上的卡锁凸起16的固定耦合卡锁凸起16从电刷电极14上抬起。如是电刷电极14的卡锁空隙18就与卡锁凸起16脱扣，这样，电刷电极14被释放。通过弹簧元件20（参见图2a和2b）的弹力，电刷电极14被朝片轮7方向挤压。

然后，当轴承端盖9推入到极靴3中时，卡锁装置15的滑动段19经过斜面形的第二段B2滑到具有极靴3的较小内直径的段B3，这样，这个滑动段19沿径向方向被向内挤压，以使卡锁装置15脱扣。极靴3的斜面形的段B2是如此设置的，即在脱扣以后只有当电刷电极14撞到片轮7的整流片时卡锁装置15才脱开。

在图3a和3b中示出了卡锁装置15的不同的透视图。从图中可以看出，在这个实例中卡锁装置15具有四个彼此对准的接片21，这些接片设置在板17中的空隙中。这些接片21从板17的平面起倾斜地弯曲。这些接片21朝中间孔22方向定向，这样，这些接片21朝板17的平面方向可弹性地自由弯曲。卡锁凸起16分别设置在接片21的一个侧表面上，所述侧表面与接片21的侧面对置，且沿着它的方向接片21从板17的平面倾斜地弯曲。卡锁凸起16相对于圆周方向分别在接片21的中间绕中间孔32设置。卡锁凸起33用于啮合到电刷电极14上的，或者在与电刷电极14相连接的结构部件上的相应的卡锁空隙18中，为的是克服弹力将电刷电极14保持在相应的位置中。

在图3a和图3b中示出的卡锁装置15是如此地插入到极靴3中去的，即接片21倾斜地在径向方向从转子轴5向外伸出。在插入到壳体3中时接片21的滑动段19与极靴3的斜面形的段B2啮合，并且通过此措施朝板17的平面的方向弯曲。这样，与滑动段19固定耦合的卡锁凸缘16在径向方向运动，并由由于接片31的一侧固定而发生偏斜，这样，卡锁凸起16的止挡表面就不能将相应的电刷电极14保持在相应的卡锁空隙18上，并且由于弹力的作用电刷电极14朝整流片8的方向运动。

在上述实例中使用了四个分别具有卡锁凸起16的接片21。然而，为了将配属于卡锁装置15的电刷电极14保持在安装位置中卡锁装置15也可具有不同数量的卡锁凸起。

在图4a到图4d中简图示出用于借助上面所述的卡锁装置15安装电机1的单个的方法步骤。在图4a中示出的第一步骤中，克服弹簧元件20的弹力将电刷电极14推入到套筒形的刷架13中，直到电刷电极14卡锁在卡锁装置15中（见图4b），并且克服弹力被保持在安装位置中。在将电刷装置2插入到壳体的极靴3中时相应的卡锁装置15的滑动段19首先在具有较大内直径的第一段B1的内侧面上滑动，或者不和内侧面接触。这样，在径向方向就没有力作用到卡锁装置15的滑动段19上（参见图4c）。在继续推进电刷装置2时滑动段与斜面形的段B2啮合，这就是说，滑动段在这个区域中紧靠着极靴的内侧面，并且对应于卡锁装置朝极靴3的内部方向的运动而沿径向方向被向内挤压（参见图4d）。这么一来卡锁凸起16发生偏斜，如是就和电刷电极14的配属的卡锁空隙18脱扣。这样就如图4d所示地电刷电极14被释放，并且由于永恒起作用的弹力而朝整流片8方向运动。

卡锁装置15可以简单方式和板17成整件地实现。在电机1的部件组装后不需要附加的操作，因为在将电刷装置2插入到电机1的壳体中时卡锁装置就已脱开，并且因此电刷电极14已被释放，这样，这个电刷电极就被压到整流片8上。

Claims (9)

1.用于电机（1）的电刷装置（2）的安装装置，包括：

- 电刷电极（14），所述电刷电极设置有第一卡锁元件（18），

- 与电刷装置（2）连接的、叉形的卡锁装置（15），所述卡锁装置具有第二卡锁元件（16）和脱扣元件（19），其中，第二卡锁元件（16）和第一卡锁元件（18）共同作用，从而电刷电极（14）特别是克服弹力地被保持在安装位置中，其中，设计电机（1）的极靴（3），从而以如下方式在将电刷装置（2）插入极靴（3）时在规定的位置上操作所述脱扣元件（19）：所述极靴（3）对于脱扣元件（19）沿着径向方向进行挤压，以松开所述卡锁装置（15），从而所述电刷电极（14）被释放；

其特征在于，所述卡锁装置（15）设置在板（17）中的空隙里，其中接片（21）朝中间孔（22）的方向定向，从板（17）的平面起倾斜地弯曲，并且朝板（17）的平面方向可弹性地自由弯曲。

2.按照权利要求1所述的安装装置，其中，极靴（3）具有结构，从而当电刷装置（2）到达规定位置时，脱扣元件（19）与所述结构啮合，以松开卡锁装置（15）。

3.按照权利要求2所述的安装装置，其中，极靴（3）具有阶梯形的或者斜面形的段，当将电刷装置（2）插入到极靴（3）中时脱扣元件（19）滑过所述的段，并且因此被驱动，其中，脱扣元件（19）与第二卡锁元件（16）耦合，从而第二卡锁元件（16）通过脱扣元件（19）的运动而运动，这样，第二卡锁元件就与第一卡锁元件（18）脱开。

4.按照权利要求3所述的安装装置，其中，在将电刷装置（2）插入到极靴（3）时脱扣元件（19）沿径向方向朝电机（1）的转子（6）的旋转轴线方向挤压，由此第二卡锁元件（16）发生偏斜，并且第二卡锁元件（16）的止挡表面与第一卡锁元件（18）脱开。

5.按照权利要求1至4中的任一项所述的安装装置，其中，第二卡锁元件（16）相应于卡锁凸起，第一卡锁元件（18）相应于卡锁空隙，其中，卡锁凸起被容纳在卡锁空隙中的安装位置中。

6.按照权利要求5所述的安装装置，其中，脱扣元件（19）设置在接片（21）的自由端部上，所述接片弹性地悬挂在固定装置（17）上，其中，固定装置（17）沿圆周方向和在电机（1）的转子轴（5）的轴向方向延伸，其中，接片（21）的自由端部沿径向方向相对于转子轴（5）倾斜地向外地从固定装置（17）伸出，其中，第二卡锁元件（16）从接片（21）向极靴（3）的内部伸出，并且和第一卡锁元件（18）共同作用，为的是将电刷电极（14）保持在安装位置中。

7.按照权利要求6所述的安装装置，其中，当脱扣元件（19）运动时止挡面发生倾斜，通过这一措施，所述止挡面与卡锁空隙脱开。

8.具有极靴（3）、转子（6）和按照权利要求1至7中的任一项所述的安装装置的电机，其中，转子（6）设置在转子轴（5）上，并且具有带有片轮（7）的整流器，其中，电刷电极（14）设置在电刷装置（2）中，并且通过弹簧力将它压在片轮（7）上的确定的位置中，所述确定的位置对应规定的位置。

9.用于安装按照权利要求8所述电机（1）的方法，具有下述步骤：

- 特别是克服弹力地插入电刷电极（14），直到第二卡锁元件（16）和第一卡锁元件（18）共同作用，从而特别是克服弹力地将电刷电极（14）保持在安装位置中；

- 将具有安装装置的电刷装置（2）插入到电机（1）的极靴中，从而在规定位置上操作脱扣元件（19），以使卡锁装置（15）脱扣，从而电刷电极（14）被释放，并且特别是通过弹力将其压到片轮（7）上。