CN107251378A - 电刷架的螺线弹簧 - Google Patents

Abstract

本发明主要涉及用于机动车辆起动器的电刷架的螺线弹簧(36)。所述螺线弹簧包括：‑卷绕部分(37)，其具有多个匝(371)；以及‑臂(39)，用于接合电刷架的电刷的一个表面。本发明的特征在于，所述螺线弹簧(36)还包括用于减小摩擦的器件(42)，所述用于减小摩擦的器件用于减小所述卷绕部分(37)的至少两个相邻匝(371)之间的摩擦。

Description

电刷架的螺线弹簧

技术领域

本发明涉及机动车起动器的电刷架的改进的螺线弹簧，以及对应的电刷架和起动器。本发明在机动车辆起动器中具有特别有利但非排他性的应用，特别是安装在配备自动停止和重新起动热机的功能(所谓的停止和起动功能)的车辆中的起动器。

背景技术

以已知的方式，围绕起动器的转子的轴装配电刷架，诸如使电刷与和转子的轴成一体的集电器配合。电刷架包括支撑板，其支撑一系列保持架，每个保持架用作电刷的容座。通过切换在转子的导体中的电流，由导电材料制成的电刷允许对转子的供电。

为此目的，每个电刷包括被设计成摩擦抵靠集电器的导电板的面，集电器的导电板连接到转子的绕组。诸如弹簧的弹性器件在集电器的方向上在容纳在保持架中的每个电刷上施加力，以确保电刷和集电器的板之间的接触。

电刷具有交替的极性。因此，具有正极性的电刷经由它们相应的编织层电连接到电刷间连接器，从起动器的接触器获得的电源线也电连接到电刷间连接器。另外，被设计用于电流回流的电刷通过它们相应的编织层与机器的接地端电连接。

在某些电刷支架构造中，已知使用螺线型弹簧(a spring of a spiral type)，其包括装配在凸耳上的缠绕部分以及从缠绕部分的端部延伸的臂，且该臂被设计成被支撑在电刷的、与集电器的板接触的面相对的端面上。

螺线在集电器旋转期间，由于与电刷的面交替地接触的集电器的板和中空部的交替，抵靠集电环放置的电刷在集电器上反弹几个百分之一毫米。已经发现，使用螺线弹簧，在起动器的主操作范围内施加在电刷上的力存在显著的变化。

如图1所示，这在起动器的操作范围P中引起起动器的电压信号的显著变化，在这种情况下，起动器的操作范围P在4V至8V的范围内，从而导致切换质量的损失以及电刷由于电腐蚀而过早磨损。

发明内容

本发明的目的是通过提出一种用于机动车辆的起动器的电刷架的螺线弹簧来有效地消除这些缺点，该螺线弹簧包括：

-卷绕部分，其具有多个匝；

-臂，其被设计为抵靠电刷架的电刷的面而被支撑，其特征在于，所述螺线弹簧还包括用于减小所述卷绕部分的至少两个相邻匝之间的摩擦的器件。

用于减小摩擦的器件是指设计为减小相同类型的两种金属材料之间的摩擦的层或流体。

本发明由此使得可以限制匝之间的摩擦，特别是在回弹期间发生的弹簧压缩阶段。相比于弹簧的解除压缩阶段，在压缩阶段期间这具有减小电刷施加在集电器上的力差的作用。由于在集电器旋转期间产生的电弧减少，本发明由此使得可以改善电切换并降低电刷的磨损速度。

根据一个实施例，所述用于减小摩擦的器件仅位于所述螺线弹簧的所述卷绕部分中。

根据一个实施例，所述用于减小摩擦的器件位于所述卷绕部分的每个相邻匝之间。

根据一个实施例，所述用于减小摩擦的器件是具有减小的摩擦系数的覆盖层。

根据一个实施例，所述用于减小摩擦的器件是特氟纶(Teflon)层。

根据一个实施例，所述用于减小摩擦的器件是润滑流体。

根据一个实施例，所述用于减小摩擦的器件是油、或油和水的乳液、或润滑脂。

根据一个实施例，所述用于减小摩擦的器件是浸渍有减小摩擦的制品的纸。所述纸位于所述螺线弹簧的所述卷绕部分的相邻匝之间。

根据一个实施例，所述用于减小摩擦的器件是包覆模制在所述螺线弹簧的所述卷绕部分的所述匝上的部分。

本发明还涉及一种机动车辆起动器的电刷架，包括如前所限定的至少一个螺线弹簧。此外，所述电刷架还包括：引导保持架，其设计成接收电刷；支撑板，保持架被装配在该支撑板上；凸耳；围绕每个凸耳装配有先前所限定的螺线弹簧，该弹簧被设计成在对应的电刷上施加力以抵靠集电器。

本发明还涉及一种机动车辆的起动器，包括如前所限定的电刷架。

附图说明

通过阅读以下描述并研究附带的附图将更好地理解本发明。这些图仅仅是为了说明本发明而提供的，并不是限制性的。

已经描述的图1是当使用根据现有技术的螺线弹簧时，在时间基础上示出在操作循环期间起动器的电压的发展的图；

图2是根据本发明的起动器的电马达的电刷架的透视图；

图3是图2中的电刷架的板的透视图；

图4是装配在图2中的电刷架上的根据本发明的螺线弹簧的透视图；

图5是当使用根据本发明的螺线弹簧时，在时间基础上示出在操作循环期间起动器的电压的发展的图。

相同、相似或类似的元件从一个图到另一个图具有相同的附图标记。

具体实施方式

图2示出了根据本发明的电刷架10，其设计为用于与机动车辆的起动器一起使用。该电刷架10包括围绕轴线X具有基本上环形形状的支撑板12，其上固定有一系列电刷保持架13，每个电刷保持架用作电刷15的容座。支撑板12的轴线X对应于电刷架10的轴线。

在图3中可以清楚地看到的支撑板12是单件的一部分，其包括金属板121和在金属板121的两侧上包覆模制的层122。层122由塑料材料制成，这确保良好的电绝缘。包覆模制层122覆盖板12的所有处于危险的区域，即可能发生短路的所有区域。包覆模制层122是热敏感的并且从预定的温度开始是可变形的，以便当发生过热时能够引起短路。通常，用于包覆模制层122的塑料材料是热塑性材料，诸如聚酰胺PA4.6或PA6.6、或填充有纤维的PPS聚丙烯。

支撑板12和其所支撑的保持架13固定在盖(未示出)上，该盖形成用于电机的转子轴的后轴承。此外，板12的中心部分包括开口16。由板12、电刷保持架13和电刷15形成的组件经由开口围绕起动器的转子的轴装配。

每个电刷15被装配成在保持架13内滑动，该保持架13是敞开的，以敞开到开口16上，以便允许电刷15与由电机的转子的集电器支撑的板电接触。

电刷15具有交替的极性。因此，具有正极性的电刷15经由它们相应的编织层19电连接到电刷间连接器20，从起动器的接触器获得的电源线也电连接到该电刷间连接器20。在该情况下，电刷间连接器20经由螺栓21连接到供电线，螺栓21穿过护套22，护套22与起动器的外壳协作，以便确保电刷架10的密封。

正电刷15及其对应的保持架13与负极性电绝缘，以用于起动器的良好操作。该绝缘体通过包覆模制层122获得。柔性编织层19有利地由铜或铜合金制成，以便于在板121上的焊接。在起动器故障引起的过电流的情况下，编织层19也可以用作保险丝。另外，被设计用于电流回流的具有负极性的电刷15通过它们相应的编织层19与机器的接地端电连接，编织层19焊接到板12的板121上。

更具体地，每个保持架13具有用于电刷15的容座，其由两个相对的平行壁26、27界定，这两个相互平行的壁26、27通过上连接壁28相互连接。例如，可以通过弯曲薄的小金属板来获得每个保持架13，从而形成大体上Ω形的形状，通过固定装置将其端部分支固定在板12上。为此，固定装置可以包括插入板12中的开口18中的凸耳(参见图3)，并且凸耳抵靠板12朝向彼此折回。替代地，固定系统包括穿过板12和电刷保持架13的分支的铆钉。

此外，与每个保持架13相关联的螺线弹簧36将对应的电刷15径向地推向集电器的接触板。

为此，如图4中清楚可见，每个弹簧36包括由多个匝371形成的卷绕部分37和从卷绕部分37的端部延伸的臂39，该卷绕部分围绕凸耳38装配。

如图所示，螺线弹簧36是扁平的螺线弹簧，即匝371在相同的径向平面上延伸。

在该实施例中，螺线弹簧36布置在两个电刷15之间，以便径向地推动两个电刷15中的一个。换句话说，螺线弹簧36不与相关联的电刷15径向对准，而是紧邻于电刷15成角度地布置。

臂39具有支撑区域40，该区域40抵靠电刷15的与和集电器的板接触的面相对的面的部分41。在这种情况下，臂39的支撑区域40具有弯曲形状。

弹簧36还包括用于减小卷绕部分37的至少两个相邻匝371之间的摩擦的用于减小摩擦的器件42。用于减小摩擦的器件42是指设计为减小相同类型的两种金属材料之间的摩擦的层或流体。优选地，所述用于减小摩擦的器件42位于所述卷绕部分的所有相邻匝371之间。

用于减小摩擦的器件42由所具有的摩擦系数低于弹簧36的匝371的材料摩擦系数的材料形成。

因此，本发明使得可以限制匝371之间的摩擦，特别是在回弹期间发生的弹簧36的压缩阶段。相比于弹簧的解压缩阶段，这具有减小电刷在压缩阶段期间施加在集电器上的力差的作用。

如图5所示，与使用不具有用于减小摩擦的器件的螺线弹簧(参见图1)相比，本发明因此使得可以减小起动器在操作范围P中的电压信号的变化，特别是4V至8V的范围内的电压信号的变化。因此改善了电切换，同时降低了电刷的磨损速度。

因此，可以得出结论，添加用于减小所述卷绕部分37的相邻匝371之间的摩擦的用于减小摩擦的器件42使得可以减少电刷15的回弹，从而减小电压的变化。此外，减小操作范围P内的电压变化也使得可以减小大于所述范围P的操作范围内的电压变化，特别是减小10V附近的起动器的电压的变化。

根据一个实施例，用于减小摩擦的器件42是具有降低的摩擦系数的覆盖层，例如特氟纶层。

替代地，用于减小摩擦的器件42是润滑流体，诸如油、或油和水的乳液、或润滑脂。

根据另一个实施例，用于减小摩擦的器件42是浸渍有减小摩擦的制品的纸。附加的纸定位在卷绕部分37的相邻匝371之间。

也将可以使用具有减小的摩擦系数的材料的一部分，其覆盖在卷绕部分37的匝371上。

用于减小摩擦的器件42可以仅位于卷绕部分37中。替代地，用于电刷的器件42在流体的情况下可以覆盖或施加在弹簧36的所有表面上，即在卷绕部分37和臂39的表面上。

此外，在这种情况下，相对于轴线X轴向延伸的凸耳38通过弯曲保持架13的端部分支中的一个而获得。此外，侧壁26、27每个包括用于弹簧36的臂39和/或电刷15的编织层19通过的开口43。为了增加保持架13的刚性，保持架13可以设置有翅片45，翅片45在位于集电器的侧部的敞开面的两侧延伸。

应当理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下，本领域技术人员将能够修改先前描述的电刷架10的构造。

因此，作为具体的变型，电刷架10包括多于四个的电刷15，每个电刷15例如能够与定位在板12的相对侧上的另一个电刷相关联。

在这种情况下，电刷架10是机动车辆起动机的电马达的电刷架。作为变型，电刷架10也可以属于交流发电机或交流发电机-起动器。

应当理解，前面的描述仅仅是通过示例的方式提供的，并不限制本发明的范围，以任何其它等通物替换不同的元件不会构成自本发明的范围的偏离。

Claims (11)

1.一种用于机动车辆的起动器的电刷架(10)的螺线弹簧(36)，包括：

-卷绕部分(37)，其具有多个匝(371)；

-臂(39)，其被设计为抵靠所述电刷架(10)的电刷的面而被支撑，

其特征在于，所述螺线弹簧(36)还包括用于减小摩擦的器件(42)，所述用于减小摩擦的器件(42)用于减小所述卷绕部分(37)的至少两个相邻匝(371)之间的摩擦。

2.根据权利要求1所述的螺线弹簧，其特征在于，所述用于减小摩擦的器件(42)仅位于所述螺线弹簧(36)的所述卷绕部分(37)中。

3.根据权利要求1或2所述的螺线弹簧，其特征在于，所述用于减小摩擦的器件(42)位于所述卷绕部分(37)的每个相邻匝(371)之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的螺线弹簧，其特征在于，所述用于减小摩擦的器件(42)是具有减小的摩擦系数的覆盖层。

5.根据权利要求4所述的螺线弹簧，其特征在于，所述用于减小摩擦的器件(42)是特氟纶层。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的螺线弹簧，其特征在于，所述用于减小摩擦的器件(42)是润滑流体。

7.根据权利要求6所述的螺线弹簧，其特征在于，所述用于减小摩擦的器件(42)是油、或油和水的乳液、或润滑脂。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的螺线弹簧，其特征在于，所述用于减小摩擦的器件(42)是浸渍有减小摩擦的制品的纸。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的螺线弹簧，其特征在于，所述用于减小摩擦的器件(42)是包覆模制在所述螺线弹簧(36)的所述卷绕部分(37)的所述匝(371)上的部分。

10.一种机动车辆的电刷架(10)，包括根据权利要求1至9中任一项所限定的至少一个螺线弹簧(36)。

11.一种机动车辆的起动器，包括根据前一项权利要求所限定的电刷架(10)。