CN103222130B - 用于换向器在转子的轴上的组装的方法，以及用于实施该方法的换向器、轴、转子和旋转电机 - Google Patents

用于换向器在转子的轴上的组装的方法，以及用于实施该方法的换向器、轴、转子和旋转电机 Download PDF

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Abstract

根据本发明的组装方法包括将换向器（3）压配合到转子的轴（2）上。该压配合处于轴的一个端部（4）的外部滚花部分（6）上。根据本发明，该压配合被执行为外部滚花部分保持位于换向器的支撑集电环（8）的第一部分（A）的外部上。根据另一特征，换向器的基本上位于第一部分（A）的外部上的内部滚花部分（9）被压配合在轴的端部的外光滑部分（7）上。本发明具有允许更长电刷寿命的显著优势。本发明特别适合于对机动车辆交流发电机或交流发电机-起动器的应用。

Description

用于换向器在转子的轴上的组装的方法，以及用于实施该方法的换向器、轴、转子和旋转电机
技术领域
本发明涉及一种用于将换向器组装在旋转电机的转子的轴上的方法，以及适应的轴和换向器。
本发明还涉及包括该类型的换向器和轴的转子，以及装配有该类型的转子的旋转电机。
背景技术
包括允许供应电流至旋转电机的转子的绕组(一个或多个)的集电环的换向器通常制成为分立的部件的形式，分立的部件随后被添加在旋转轴的一个端部上。
已知通过将绝缘材料包覆模制在导电元件上制成该类型的换向器，以形成具有总体圆柱形形式的本体，所述本体在其外表面上具有导电环，在在其内表面上具有用于将所述环连接至绕组(一个或多个)的端部的元件。轴向孔允许换向器被布置在转子轴的端部处。
将换向器组装在轴上是精密的操作，这是由于其必须符合多个目的：
-换向器必须被整体地固定在轴上；
-在组装期间施加到换向器的机械应力必须较低，这是由于换向器的材料(特别是塑料)通常非常容易破裂；
-方法必须对于大量生产易于简单。
美国专利US4114056中描述的方法包括通过压到轴(该轴的端部已经带有滚花)上而压迫换向器。
该方法简单，但在组装操作期间，轴的外滚花部分，在滚花显著的情况下包括具有尖锐脊部的齿，该方法导致换向器中的裂缝。
经验已经显示出，这些裂缝使得换向器机械上易碎，并且是轴和集电环之间短路的原因。
此外，在换向器已经被压迫到轴上之后该换向器的变形，特别是集电环的变形，是不规则的。圆形段变为椭圆的。该缺陷导致电刷的永久磨损，并引起电机的使用寿命的减少。
卷边的齿的高度的减少会使得可以消除前述缺陷，但会减少换向器在轴上的固定的可靠性。
诸如专利申请FR2514209中描述的方法可能会使得可以通过浸渍树脂的放入来改进换向器和轴的外滚花部分之间的附接。
但是，该类型的方法降低了实施的便利性。
发明内容
本发明的目的因此是通过提出用于换向器在转子的轴上的组装的方法而消除上述缺陷，该方法通过将换向器压迫到轴的端部的外滚花部分上组装，其特征在于该压迫实施为使得外滚花部分保持位于换向器的支撑集电环的第一部分的外部上。
此外，根据该方法，换向器的基本上位于该第一部分的外部上的内滚花部分被有利地压迫到轴的端部的外平滑部分上。
一种换向器，其适于实施根据本发明的方法，并具有通过将绝缘材料包覆模制到包括集电环的导电元件上而制成的类型，其特征在于，该换向器包括内滚花部分，该内滚花部分基本上位于换向器的支撑集电环的第一部分的外部上。
优选地，该换向器在其内滚花部分的外部上具有内平滑部分。
一种转子的轴，其适于实施根据本发明的方法，还特征在于，其包括端部，所述端部具有外滚花部分，该外滚花部分能够与换向器的不支撑该换向器的集电环的第二部分配合。
该轴的端部优选地包括在外滚花部分的外部上的外平滑部分。
本发明还涉及包括如前所述的换向器和轴的转子，以及包括该类型转子的旋转电机。
这几个重要的说明将使本领域技术人员明了，与现有技术相比，在没有集电环的磨损的情况下在换向器在轴上的保持的水平处，由根据本发明的换向器在转子的轴上的组装方法所提供的优势。
当该旋转电机是机动车辆的交流发动机和交流发动机-起动器时，可通过本发明造成的电刷的延长的使用寿命是非常显著的优势。
本发明的详细说明在下文提供的与附图相关的描述中给出。应注意到，这些附图仅用于说明描述的文本的目的，且并不以任何方式构成对本发明的范围的限制。
附图说明
图1示出根据本发明的在转子的轴上的组装的方法。
图2a是根据本发明的转子的轴的端部的端视图。
图2b是根据本发明的换向器的端视图。
图3是根据本发明的转子的轴的端部和换向器的轴向横截面图。
具体实施方式
轴2和换向器3之间的压接和组装1的优化包括改变接触的两个表面，以便减少环之间的变形而不会损坏压接的水平。
图1清楚地显示出提出的解决方案，包括组装部分滚花的换向器3和轴2。
在转子的激励绕组的连接部的侧部5上，轴2的端部4具有外滚花部分6。
图2a中的轴2的端部4的端视图清楚地示出构成滚花6的轴向脊部的齿的形式的轮廓。
在该实施例中，这些齿有36个，所述齿规律地分布在轴2的端部4的周边上，其具有约5.6mm的外直径，且所述齿具有约0.1mm的高度。
在本发明的该特定实施例中，外滚花部分6仅轴向地延伸约5mm。
轴2的端部4的最大部分因此是光滑的。
该外光滑部分7在组装1期间不使换向器3变形，且特别地不使集电环8变形，由于在根据本发明的方法中，外滚花部分6保持位于支撑这些环8的换向器3的第一部分A的外部上。
换向器3在轴2的端部上的保持通过换向器3的材料的变形而在换向器3的不支撑集电环8的第二部分B的水平处被确保，所述材料诸如塑料，该塑料不如通常由钢制成的轴2的材料硬。
为了避免任何运动，通过提供具有内滚花部分9的换向器3获得换向器3在轴2的端部4上的附加保持，该内滚花部分9基本上位于换向器3的第一部分A的外部上并且在第三端部部分C的水平处。
在这些条件下，换向器3的材料的变形(其允许换向器3在转子的轴2的端部4上的压接)不影响保持为圆柱形的集电环8的形状。
图2a中的换向器3的端视图清楚地示出构成滚花9的轴向凹槽的齿的形式的轮廓。
在该实施例中，这些齿有36个，所述齿规律地分布在轴向孔10的周边上，所述孔2具有约5.6mm的内直径，且所述齿具有约0.1mm的深度。
在本发明的该特定实施例中，内滚花部分9仅轴向地延伸约2mm。
轴向孔10朝向导电元件11的最大部分因此是光滑的。
如通过图3中轴向截面清楚地所示，当换向器3和轴2组装后，换向器3的内光滑部分12和轴2的端部4的外光滑部分7在换向器3的支撑集电环8的第一部分A中相对。
换向器3中的轴向孔的内直径有利地基本上等于转子的轴2的端部4的外直径，即在该实施例中约5.6mm。因此，在对集电环8的形状没有任何影响的情况下获得了引导。
根据本发明的换向器3在轴2上的组装的方法以及适合的换向器3和轴2的优势是，因为换向器3的端部C上和轴2的部分滚花，在没有显著变形集电环8的情况下确保了换向器3的良好保持。
由于在组装操作期间集电环8较少变形，设置有包括通过根据本发明的方法组装的换向器3和轴2的转子的旋转电机将使其使用寿命延长，这是由于集电环8的椭圆化造成的力和振动将较低，且因此电刷的磨损将被降低。
将意识到，本发明不简单地限于之前描述的优选实施例。
所示的集电环的数量，所示的滚花部分的齿的数量，和特定的尺寸，仅是示例。
本领域技术人员将容易地将上述换向器3在转子的轴2上组装的上述方法应用至所有尺寸的旋转电机。
本发明因此将所有可行变化例纳入以下权利要求的主题的范围内。

Claims (7)

1.一种用于换向器(3)在转子的轴(2)上的组装的方法，通过将换向器压迫到所述轴(2)的端部(4)的外滚花部分(6)上组装，该压迫实施为使得所述外滚花部分(6)保持位于所述换向器(3)的支撑集电环(8)的第一部分(A)的外部上，
其特征在于，所述换向器(3)的位于所述第一部分(A)的外部上的内滚花部分(9)被压迫到所述轴(2)的所述端部(4)的外平滑部分(7)上。
2.一种换向器(3)，其适于根据权利要求1所述的方法的实施，并具有通过将绝缘材料包覆模制到包括集电环(8)的导电元件(11)上制成的类型，该换向器(3)包括内滚花部分(9)，该内滚花部分(9)位于所述换向器(3)的支撑所述集电环(8)的第一部分(A)的外部上，
其特征在于，所述换向器(3)具有在所述内滚花部分(9)的外部上的内平滑部分(12)。
3.根据权利要求2所述的换向器(3)，其特征在于，其具有5.6mm的内直径，且所述内滚花部分(9)具有36个具有0.1mm的深度的齿，所述内滚花部分轴向延伸2mm。
4.一种转子，其特征在于，其包括权利要求2或3所述的换向器(3)以及转子的轴(2)，所述转子的轴(2)适于根据权利要求1所述的方法实施；
所述转子的轴(2)包括端部(4)，所述端部(4)具有外滚花部分(6)，该外滚花部分(6)能够与所述换向器(3)的不支撑所述换向器(3)的集电环(8)的第二部分(B)配合。
5.如权利要求4所述的转子，其特征在于，所述端部(4)具有在所述外滚花部分(6)的外部上的外平滑部分(7)。
6.如权利要求5所述的转子，其特征在于，所述端部(4)具有5.6mm的外直径，且所述外滚花部分(6)具有36个具有0.1mm的高度的齿，所述外滚花部分轴向延伸5mm。
7.一种旋转电机，其特征在于，其包括根据前述权利要求4至6中任一项所述的转子。
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