CN115085484A - 接地刷组件 - Google Patents

Abstract

一种接地刷组件(20)，包括接地刷(30)和被构造为在径向上和在轴向上保持刷的刷安装板(40)，所述刷包括支撑件(32)和安装在支撑件中的多根导电独立纤维(31)，安装板包括径向主体(42)和多个舌(46)，所述径向主体在轴向上由第一正面(41a)和第二正面(41b)界定，多个舌用于在轴向上和在径向上保持刷，所述舌绕着安装板的主体在周向上分布并且从主体的第二正面在轴向上延伸。刷安装板包括从主体的外表面(42b)径向向外延伸的至少三个安装段(44)，所述安装段绕着安装板的主体在周向上分布，每个段局部地围绕接地刷的支撑件，同时保持与支撑件在径向上分开。

Description

接地刷组件

技术领域

本发明涉及用于控制电动马达或电机中产生的轴电流的接地装置的领域，特别是，涉及接地刷组件。

背景技术

通常，在电动马达或电机中，滚动轴承安装在马达的座(/壳体)(housing)与旋转轴之间以支撑旋转轴。期望的是使旋转轴电接地。

事实上，随着轴旋转，在电动马达的座与轴之间会出现电势差，这在滚动轴承的内圈(固定到轴)与滚动轴承的外圈(直接或间接地固定到电动马达的座)之间产生电势。

经过滚动轴承的元件的电流可能损坏所述元件，特别是滚道和滚动元件。放电还可能产生振动并增加马达的噪音负担。

为了解决这些缺点，已知通过使用包括导电纤维的接地刷使旋转轴接地(earthorground)。接地刷通常安装在电动马达的座上，使得纤维的远端与旋转轴的表面径向接触。凭借纤维的导电性，刷与电动马达的座保持在相同的电势。滚动轴承的内圈和外圈也处于相同的电势，这减少或甚至消除通过滚动轴承的有问题的放电。

然而，需要针对电动马达的旋转轴和座的每种形状和尺寸生产接地刷。

文献US 2021/0021180-A1公开了接地刷组件，其包括接地刷和安装板，接地刷包括多根导电纤维，安装板包括在径向上围绕接地刷的环形凸缘和用于在径向上和在轴向上保持所述接地刷的多个舌。

然而，这种接地刷组件不适用于在座与旋转轴之间具有小径向空间的电动马达。

需要提出一种接地刷组件，其能够适应电动马达中使用的轴和座的直径变化，同时适用于在座与旋转轴之间具有小径向空间的电动马达。

发明内容

本发明旨在解决这些缺点并且提出一种改进的接地刷组件。

本发明涉及一种接地刷组件，所述接地刷组件包括接地刷和被构造为在径向上和在轴向上保持所述刷的刷安装板。所述刷包括支撑件和安装在所述支撑件中的多根导电独立纤维。

所述安装板包括径向主体和多个舌，所述径向主体在轴向上由第一正面和第二正面界定，所述多个舌用于在轴向上和在径向上保持所述刷，所述舌绕着所述安装板的主体在周向上分布并且从所述主体的第二正面在轴向上延伸。

刷安装板包括从所述主体的外表面径向向外延伸的至少三个安装段，所述安装段绕着所述安装板的主体在周向上分布，所述段中的每个段局部地围绕所述接地刷的支撑件，同时保持与所述支撑件在径向上分开。

保持舌用于在轴向上和在径向上保持接地刷。

安装板的特殊外形使其可以容易地适应电动马达的轴的不同直径。

例如，所述径向主体在径向上由孔和外表面界定。

例如，所述主体是环形的。

例如，所述安装段从所述主体的第二正面在轴向上延伸。

有利的是，所述接地刷的支撑件在轴向上支承抵靠所述安装板的主体的第二正面。

因此，保持舌用于使接地刷的支撑件在轴向上抵靠安装板的主体的第二正面固定。

有利的是，所述安装段绕着所述主体的圆周规则地分布并且在周向上彼此间隔开。例如，三个段配置为彼此相距120°。

作为一个变型，可以提供，所述安装段绕着所述主体的圆周不规则地分布。

所述安装段绕着所述安装板的圆周不规则地分布。事实上，一个安装段相对于其他安装段在角度上错开。

例如，保持舌的数量与安装段(mounting segments)的数量相同，每个舌配置在两个相邻的段之间。

例如，轴向保持舌的数量等于八个。作为一个变型，可以提供轴向保持舌的不同数量，例如大于或等于三个。

例如，保持舌的数量与安装段的数量不同。

例如，可以提供安装段的数量等于八个，并且轴向保持舌的数量等于四个。

例如，可以提供安装段的数量大于八个。

有利的是，每个保持舌包括轴向部分和保持唇或钩，所述轴向部分从所述主体的外表面在轴向上延伸、在轴向上朝向所述接地刷，所述保持唇或钩在所述主体的相对侧从所述轴向部分的端部径向向内延伸。

所述保持唇被设计为在轴向上保持所述接地刷。

根据一个实施方式，每个安装段包括从所述主体的第二正面在轴向上延伸(例如，超出接地刷)的外轴向支承表面。所述外轴向支承表面在径向上与所述接地刷的支撑件间隔开非零径向距离(non-zero radial distance)。

根据一个实施方式，每个安装段包括将所述外支承表面连接到所述主体的外表面的两个连接部分，使得所述安装板具有波状连续外表面(undulated continuous outersurface)。所述安装板的这种外形提高耐夹持性并且减小板的变形。

有利的是，所述接地刷采用开口环或闭合环的形式。

例如，在开口环的情况下，所述接地刷包括与第二端在周向上间隔开的第一端。

保持板可以通过冲压由导电材料形成。

根据第二方面，本发明涉及一种电机(electric machine)或马达，包括座、轴和至少一个根据前述实施方式中的任一个所述的接地刷组件，所述接地刷组件在径向上安装在所述座与所述轴(特别是所述轴的外圆柱表面)之间并且与所述轴径向接触，特别是通过所述刷的导电纤维的远端与所述轴径向接触。

附图说明

在研究通过完全非限制性示例给出并且由附图示出的实施方式的详细描述后，将更好地理解本发明，在附图中：

图1是根据本发明的一个实施方式的接地刷组件的轴向截面图，接地刷组件在径向上安装在电动马达的座与旋转轴之间；

图2是图1的接地刷组件的立体图；

图3是图2的接地刷组件的正视图(front view)；

图4是图3的接地刷组件沿着线IV-IV的截面图；

图5是图3的接地刷组件沿着线V-V的截面图；

图6是根据本发明的第二实施方式的接地刷组件的正视图；以及

图7是根据本发明的第三实施方式的接地刷组件的正视图。

具体实施方式

在下面的描述中，术语“外”和“内”参照旋转轴的旋转轴线X-X，内部比外部靠近旋转轴线。

图1以轴向截面示出了电动马达10或机器的一部分，电动马达10或机器包括固定的座12、旋转轴14，旋转轴14具有轴线X-X、在径向上由滚动轴承16支撑。

马达10还包括接地刷组件(earthing brush assembly)20，接地刷组件20在径向上安装在座12的孔12a与旋转轴14的外圆柱表面14a之间。

接地刷组件20用于通过将电荷转移到座(/壳体)(housing)12来连续地消散在马达运转时积累在马达的轴14上的电荷。

作为一个变型，可以提供，接地刷组件20用于通过将电荷转移到轴14来连续地消散积累在座12中的电荷。

滚动轴承16包括固定到轴14的圆柱形外表面14a的内圈16a、安装在座12的孔12a中的外圈16b以及在径向上配置在所述圈16a、16b之间的多个滚动元件16c。滚动轴承16的外圈16b在轴向上保持在座12的肩部12b与轴向保持部件18(诸如挡圈(/卡簧)(circlip))之间。

在这种情况下，滚动元件16c是球。作为一个变型，可以提供其他类型的滚动元件，诸如圆柱形或圆锥形滚子、滚针等。

还可以提供具有轴颈轴承类型的滚动轴承。

在示出的示例中，滚动轴承的外圈和座是两个不同的元件。作为一个变型，可以提供(/可以设置的是)，滚动轴承的外圈是马达的座的一部分。

接地刷组件20具有大致环形的形状、在径向上绕着轴14配置。

如图2至图5详细示出的，接地刷组件20包括刷30和被构造为在轴向上和在径向上保持所述刷30的刷安装板40。

刷30包括在周向上绕着轴14配置的多根导电独立纤维31。

导电纤维31可以由碳、不锈钢、导电塑料制成，诸如由丙烯酸或尼龙制成的纤维。

刷30还包括基本上环形的保持构件或支撑构件32，导电纤维31安装在保持构件或支撑构件32中。

保持构件32包括轴向部分32a和径向向内延伸的两个侧向部分32b、32c，以夹持导电纤维31。轴向部分32a和两个侧向部分32b、32c界定具有U形横截面的通道，导电纤维31的一端位于该通道中。

在示出的示例中，并且以完全非限制性的方式，侧向部分32b、32c在基本上倾斜的方向延伸。

如图4和图5中描绘的，导电纤维31绕着连接线33弯曲。

导电纤维31的自由远端31a与轴14的外表面14a径向接触。

如图2和图3所示，接地刷30为开口环的形式，其具有第一端30a，第一端30a与第二端30b在周向上间隔开。

刷30的两端之间的这种周向间隔允许刷适应轴14的各种直径。

事实上，可以通过向所述刷施加径向和/或周向力来改变刷30的直径。

总体上，刷30的第一端30a和第二端30b不附接到彼此，但可以彼此接触。

作为一个变型，刷30的第一端30a和第二端30b可以附接到彼此。

刷30的安装板40包括环形径向主体42，环形径向主体42在轴向上由第一正面(frontface)41a和第二正面41b界定，并且在径向上由孔42a和外表面42b限定。

如在示出的示例中，安装板40还包括多个安装段44，多个安装段44从主体的外表面42b延伸、在径向上向外延伸并且在轴向上从第二正面41b延伸。作为一个变型，这些段可以在轴向上从第一正面41a延伸。总体上，段44在轴向上在与舌46相同的方向上延伸。

每个安装段44包括局部地在径向上围绕接地刷的支撑件32的外支承表面44a。

如图所示，外支承表面44a在轴向上延伸超过接地刷30。作为一个变型，可以提供，外支承表面44a在轴向上没有延伸超过接地刷30。

如图所示，每个安装段44包括将每个外支承表面44a连接到主体42的外表面42b的两个连接部分44b。

在示出的示例中，每个安装段44的外支承表面44a通过两个连接部分44b连接到主体42的外表面42b，使得安装板40具有波状连续外表面。结果，与镂空形状(openworkedshape)相比，提高了耐夹持阻性(resistance to clamping)。

作为一个变型，可以提供，安装板没有连接部分44b。

每个安装段44的外支承表面44a在径向上与刷的保持构件32的轴向部分32a间隔开非零径向距离d。

在这种情况下，每个安装段44的形状总体上为平行六面体。作为一个变型，可以提供其他形状，例如圆形。

如图2和图3所示，安装段44绕着主体42的圆周规则地分布并且在周向上彼此间隔开。

作为一个变型，可以提供，安装段44绕着主体42的圆周不规则地分布。

如图所示，安装段44的数量等于八个。作为一个变型，可以提供安装段44的不同数量，例如大于或等于三个。

安装板40还包括从主体42的第二正面41b在轴向上延伸的多个保持舌或片(/突片)(tab)46。

保持片46用于在轴向上和在径向上保持接地刷30。

每个保持片46包括轴向部分46a和保持唇或钩46b，轴向部分46a从主体的外表面42b的第二正面在轴向上延伸，保持唇或钩46b在主体42的相对侧从轴向部分46a的端部径向向内延伸。保持唇46b被设计为在轴向上保持接地刷30。保持唇46b与支撑件32的侧向部分32b中的一个侧向部分轴向接触。

接地刷30的支撑件32被保持为在轴向上支承抵靠安装板的主体42的第二正面41b。

每个保持片46的轴向部分46a局部地在径向上围绕刷30的支撑件32并且与所述支撑件32的轴向部分32a径向接触。

如图2和图3所示，轴向保持片46绕着主体42的圆周规则地分布并且在周向上彼此间隔开。

作为一个变型，可以提供，轴向保持片46绕着主体42的圆周不规则地分布。

如图所示，轴向保持片46位于两个相邻的安装段44之间。

如图所示，轴向保持片46的数量等于八个。作为一个变型，可以提供不同数量的轴向保持片46，例如大于或等于三个。

如图所示，轴向保持片46的数量与安装段44的数量相同。作为一个变型，可以提供数量与安装段44的数量不同的轴向保持片46。

在示出的示例中，安装板40具有波状连续外表面。

安装板40通过冲压制成。

安装板40由诸如铝、不锈钢、青铜、铜或其他材料的导电材料制成。

图6中示出的实施方式(其中相同的元件具有相同的附图标记)与前述实施方式的不同之处在于，轴向保持片46的数量与安装段44的数量不同。

如图6所示，安装段44的数量等于八个，轴向保持片46的数量等于四个。

轴向保持片46绕着安装板40的圆周规则地分布。

图7中示出的实施方式(其中相同的元件具有相同的附图标记)与图2至图5中示出的实施方式的不同之处在于，安装段44的数量等于三个。

如图7所示，一个安装段44相对于其他安装段在角度上错开。

作为一个变型，可以提供安装段配置为彼此相距120°。

如图7所示，轴向保持片46的数量等于三个，每个片配置在两个相邻的安装段44之间。

这种接地刷组件易于通过冲压(stamping)生产，能够适应电动马达中使用的轴和座的直径的变化，同时适用于在座与旋转轴之间具有小径向空间的电动马达。

Claims (10)

1.一种接地刷组件(20)，包括接地刷(30)和被构造为在径向上和在轴向上保持所述刷(30)的刷安装板(40)，所述刷(30)包括支撑件(32)和安装在所述支撑件(32)中的多根导电独立纤维(31)，所述安装板(40)包括径向主体(42)和多个舌(46)，所述径向主体(42)在轴向上由第一正面(41a)和第二正面(41b)界定，所述多个舌(46)用于在轴向上和在径向上保持所述刷(30)，所述舌(46)绕着所述安装板(40)的主体(42)在周向上分布并且从所述主体(42)的第二正面(41b)在轴向上延伸，其特征在于，所述刷安装板(40)包括从所述主体(42)的外表面(42b)径向向外延伸的至少三个安装段(44)，所述安装段(44)绕着所述安装板(40)的主体(42)在周向上分布，所述段(44)中的每个段局部地围绕所述接地刷(30)的支撑件(32)，同时保持与所述支撑件(32)在径向上分开。

2.根据权利要求1所述的接地刷组件(20)，其特征在于，所述接地刷(30)的支撑件(32)在轴向上支承抵靠所述安装板(40)的主体(42)的第二正面(41b)。

3.根据权利要求1或2所述的接地刷组件(20)，其特征在于，所述安装段(44)绕着所述主体(42)规则地分布并且在周向上彼此间隔开。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的接地刷组件(20)，其特征在于，保持舌(46)的数量与安装段(44)的数量相同，每个舌配置在两个相邻的段之间。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的接地刷组件(20)，其特征在于，保持舌(46)的数量与安装段(44)的数量不同。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的接地刷组件(20)，其特征在于，每个安装段(44)包括从所述主体(42)的第二正面(41b)在轴向上延伸的外轴向支承表面(44a)，所述外轴向支承表面(44a)在径向上与所述接地刷(30)的支撑件(32)间隔开非零径向距离(d)。

7.根据权利要求6所述的接地刷组件(20)，其特征在于，每个安装段(44)包括将所述外支承表面(44a)连接到所述主体(42)的外表面(42b)的两个连接部分(44b)。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的接地刷组件(20)，其特征在于，所述接地刷(30)采用开口环或闭合环的形式。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的接地刷组件(20)，其特征在于，所述保持板(40)通过冲压由导电材料形成。

10.一种电机(10)，包括座(12)、轴(14)和至少一个根据前述权利要求中的任一项所述的接地刷组件(20)，所述接地刷组件(20)在径向上安装在所述座(12)与所述轴(14)之间并且与所述轴径向接触。

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