CN103384948B - 用于电机的电刷设备 - Google Patents
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Abstract
一种用于电机(10)、特别是用于内燃机的起动机的电刷设备,其带有:至少两个电刷对(13、14);数量与电刷的数量相应的、固定在电刷板(30)上的电刷筒(22、23)。电刷设备具有外部的引线(38、39)和内部的通至电刷(13、14)的电流引导部(33、36),其中,一个极的内部的电流引导部具有电流引导元件(36),其锁固在电刷筒(22、23)上并且具有用于局部地增大电阻且用于形成熔断保护的凹入部(54)。根据本发明,至少两个凹入部(54)布置在电流引导元件(36)上,使得在周向上在凹入部之间存在不同极的两个电刷(13、14)连同一个电刷(13)与电流引导元件(36)的接触部(5)以及通至电流引导元件的外部的引线(38、39)的联接部(46)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电机的电刷设备。
背景技术
本发明基于例如从文献DE102009002725A1中已知的、根据独立权利要求所述的类型的用于电机、特别是用于内燃机起动机的电刷设备。该文献公开了一种带有至少两个电刷对的电刷设备,其中,一个极的电刷与搭铁和直流电源的负极相连接并且另一极的电刷通过共同的外部引线与直流电源的正极相连接。在此,电刷分别在电刷筒中被保持和引导,该电刷筒自身固定在由导电的材料制成的电刷架上,与此同时,联接在直流电源的负极上的电刷通过该电刷架电接触。位于正电势上的电刷共同地通过电流引导元件接触,该电流引导元件自身锁固在电刷筒上并且同时形成用于减小散热的装置。这种布置基本上能令人满意地工作,然而需要特别的措施用于防止不允许的高热从内部的引导电流的部件转移到外部的输送元件上和与该输送元件处于热接触中的电机部件上并且进而防止从电机开始的火灾风险。
发明内容
带有独立权利要求所述的特征的根据本发明的用于电机的电刷设备具有的优点是,例如由于过长时间操纵起动机使电机过载时或者在内部的短路时产生的电热仅仅引起电机的引导电流的部件的非常短暂的且被限制在电机内腔的加热。所产生的电热在电机内腔的集中通过在足够远离电机外部引线联接部的电流引导元件上的横截面变细部以及进而通过电阻增大实现,从而所产生的热仅仅以很小的程度被输送到在电机的外部区域中的可燃部件上。同时,通过保持电流引导元件锁固在两个电刷处实现,该电流引导元件可靠地被保持在电刷处直至熔断并且防止与在电机之内的另一极的部件短路。在此,凹入部的大小根据应用情况和电流引导元件的材料确定。
根据本发明的电刷设备优选地应用在用于内燃机的起动机中,该电刷设备设计成用于短时间运行并且通过电刷和换向器引导非常高的电流。在此,优选地对于联接直流电源的正极使用对于所有正电刷共用的电流引导元件,其因此引导并联的电枢支路的全部电流。在此,特别是当该电刷设备仅仅利用两个电刷对运行时,也不存在六极电机的过载风险,由此进一步提高了通过电刷的电流引导。
当电流引导元件构造成圆环形并且凹入部构造成边缘切口时,得到特别简单的且运行可靠的布置方案。这种电流引导元件能够以特别简单的方式利用其内部的环形边缘固定在布置在相同径向位置中的电刷筒的相应地设计的锁固部上,其中,通过布置凹入部,该引导元件在熔断时还在两侧锁固在两个电刷筒中,从而可靠地防止了与位于搭铁上的电机部件的短路。
为了制造电流引导元件,优选地使用相对于电机的其它引导电流的部件增大了电阻率的材料,该电阻率有利地在0.04至0.2Ohm·mm2/m的范围中。这种材料优选地为技术名称为“BandEN10152-DC04+ZE75/75AO”的厚度为1.2mm的钢。电流引导元件的材料的电阻温度系数应同样大于铜的电阻温度系数并且优选地具有小于或等于4·10-3·1/K的值。用于电流引导元件的材料的另一有利的特征是10-150W/m·K的导热率。通过使用这种电流引导元件,在过载情况中、例如在过长时间地启动用于机动车的起动机时或者在电机的内部故障时,确保电机的外部组件不被过度加热以产生火灾风险。
从从属权利要求和在说明书的实施例中得到本发明的其它细节和有利的设计方案,其中,电刷的数量和电机的极数量可变化。已证实为特别有利的是,特别是在六极电机中六个电刷的对称的、分别相对于彼此偏移60°的布置方案中,使用圆环形的电流引导元件。然而,在四级电机中使用根据本发明的电流引导部也是可行的。此外,电流引导元件的极和导电的电刷承载板的极原则上可颠倒。
附图说明
在附图中:
图1示出了在电刷设备的区域中的电机的示意性示出的局部剖视图,以及
图2示出了带有集成的、锁固在电刷筒上的电流引导元件的根据本发明的电刷设备的立体图。
具体实施方式
图1示出了电机10的电刷设备12的纵剖视图。在此,可看出该电刷设备的两个电刷13和14,其被未示出的弹簧压靠到换向器20上。电刷筒22固定在导电的电刷板30上,该电刷板自身固定在极壳11的换向器侧的轴承盖31上。电刷筒23与轴承盖31的机械连接以与电刷筒22的锁固相同的方式通过利用在电刷板30上的突出部32和在电刷筒22和23上的槽34的倒凹连接锁固实现。
在根据图1的截面中电刷13和14以在直径上相对的方式位于换向器上并且具有不同的极性。在此,位于负电势上的电刷14通过绞合线33与导电的电刷板30并且通过该电刷板30与位于搭铁上的轴承盖31相连接。正的电刷13的电联接通过圆环形的电流引导元件36实现,该电流引导元件36与直流电源正极的联接根据图2详细解释。然而,从图1中可看出,通过电流引导元件36接合到在电刷筒32和电刷筒33上的凹口37中,使电流引导元件36在电刷筒的远离电刷板30的一侧机械地与该电刷筒相连接。由此,同时将电流引导元件36固定在电刷筒上,从而在电流引导元件36熔断的情况中,其端部被保持在电刷筒上并且由此避免了与位于搭铁处的电机部件短路。在电流引导元件36和电刷13之间的电连接示意性地通过联接绞合线33示出。
图2以立体图从在图1中利用II-II给出的向着电流引导元件36的观察方向示出了根据本发明的电刷设备。在图2中,相同的部件具有与在图1中相同的附图标记。作为图1中的图示的补充,图2示出了未示出的直流电源的正极通过联接绞合线38的联接,该联接绞合线38在中间连接汇流排39的情况下与电流引导元件36相连接。该联接绞合线38或汇流排39被引导穿过橡胶弹性的覆盖部48,该覆盖部48以相对于在此未示出的极壳11密封的方式封闭联接绞合线38和/或汇流排39的通过孔。汇流排39在区域46中与电流引导元件36焊接在一起。以虚线指出了在电流引导元件36的后侧上的正的联接绞合线33的焊点50。利用52表示联接绞合线40与在电刷板30上的负的电刷14的联接部位。
根据本发明,电流引导元件36具有至少两个凹入部54,其定位在电流引导元件36上,使得在周向上在凹入部之间存在不同极的两个电刷13、14以及正电刷与电流引导元件的接触部,在该实施例中是与电源的正极相连接的多个电刷13之一的接触部50。此外,引导到电流引导元件36的外部的引线38、39的联接部46同样定位在凹入部54之间。在根据图2的优选的实施例中,示出了在六极的电机中带有六个电刷13、14的布置方案,其中,单个的电刷分别以60°的角度均匀地彼此间隔开。如此布置切口形的凹入部54,使得其包夹大于60°的角度并且侧向地位于带有凹口37的凸块35之外,圆环形的电流引导元件36锁固在该凹口37中。显然,凹入部54的形状是任意的,特别是其也可为槽形的或圆形的并且可选地也可布置在电流引导元件的内直径上或设置在电流引导元件内。重要的是,适当地减小电流引导元件36在凹入部54的区域中的横截面,使得电流引导元件36在该区域中的电流密度和由此引起的加热增加,使得在不允许的电机负载时熔断电流引导元件。在此,引导元件36的因此自由的端部保持锁固在凸块35的凹口37中并且不会引起短路。在一个实施例中,与在由带钢制成的电流引导元件36的材料厚度为1.2mm时未减小的为8.0mm的宽度d2相比,引导元件的为5.5mm的减小的宽度d1效果很好。电流引导元件36的材料的更为有利的特征值是0.04至0.2Ohm·mm2/m,电阻温度系数大于或等于4·10-3·1/K且热导率为10至150W/m·K。
通过根据本发明的电机的电刷设备的设计方案、特别是通过所提出的电流引导元件36的设计方案,实现了在电流引导元件上一方面构造了熔断保护并且另一方面实现了用于减小在电机内部的引导电流的部件的加热的足够的面积,从而位于外部的部件不再被加热到有火灾风险的程度。在此,被包围在凹入部54之间的正电刷13的联接绞合线33同样非常剧烈地被加热并且通常一起被熔断,从而最终中断了与搭铁的接触。
Claims (10)
1.一种用于电机(10)的电刷设备,其带有:至少两个电刷对(13、14);数量与所述电刷(13、14)的数量相应的、固定在电刷板(30)上的电刷筒(22、23);外部的引线(38、39)和内部的通至所述电刷(13、14)的电流引导部(33、36),所述电流引导部(33、36)具有被分配给一个极的电刷的电流引导元件(36),所述电流引导元件(36)锁固在所述电刷筒(22、23)上并且具有用于局部地增大电阻且用于形成熔断保护的凹入部(54),其特征在于,
至少两个凹入部(54)布置在所述电流引导元件(36)上,使得在周向上在所述凹入部之间存在不同极的两个电刷(13、14)连同一个电刷(13)与所述电流引导元件(36)的接触部(50)以及通至所述电流引导元件(36)的外部的引线(38、39)的联接部(46)。
2.按照权利要求1所述的电刷设备,其特征在于,在带有至少四个分布在所述换向器(20)的周边上的电刷(13、14)的六极电机(10)中,布置所述电流引导元件(36)的凹入部(54),使得在周向上在两个凹入部(54)之间存在不同极的两个电刷(13、14)以及所述引线(38、39)的联接部(46)。
3.按照权利要求1或2所述的电刷设备,其特征在于,所述电流引导元件(36)构造成圆环形并且所述凹入部(54)构造成边缘切口。
4.按照权利要求1或2所述的电刷设备,其特征在于,两个凹入部(54)布置在所述电流引导元件(36)的外周边上。
5.按照权利要求1或2所述的电刷设备,其特征在于,所述电流引导元件(36)的材料具有0.04至0.2Ohm·mm2/m的电阻率。
6.按照权利要求1或2所述的电刷设备,其特征在于,所述电流引导元件(36)的材料具有大于或等于4·10-3·1/Κ的电阻温度系数。
7.按照权利要求1或2所述的电刷设备,其特征在于,所述电流引导元件(36)的材料具有10至150W/m·K的导热率。
8.按照权利要求1或2所述的电刷设备,其特征在于,所述电流引导元件(36)构造成带有1.0mm至1.5mm的板厚度的钢板件。
9.按照权利要求8所述的电刷设备,其特征在于,所述电流引导元件(36)构造成带有1.2mm的板厚度的钢板件。
10.按照权利要求1或2所述的电刷设备,其特征在于,所述电机(10)是用于内燃机的起动机。
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Effective date of registration: 20180207 Address after: Stuttgart, Germany Patentee after: SEG Automotive Germany Co.,Ltd. Address before: Stuttgart, Germany Patentee before: Robert Bosch Ltd. |
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