CN1200488C - 钩式换向器 - Google Patents

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Abstract

在现有技术的钩式换向器中，用于连接碳段(13)与换向片(11)的钎焊连接(15)会脱开，因为在用于固定绕组线的热接合过程中产生热。本发明钩式换向器(1)在换向器钩(19)与碳段(13)之间具较小的热传导能力，从而保护钎焊连接(15)避免过热。

Description

钩式换向器
技术领域
本发明涉及一种用于电机电枢的钩式换向器。
背景技术
用于电机电枢的钩式换向器具有换向片，电流通过炭刷传导到这些换向片上。可旋转的电机电枢的绕组线与换向片导电连接。另外，为了制成这种带有钩式换向器的电机电枢，将绕组线绕在该钩式换向器的换向片的各一个换向器钩上。在此，在必需的绕组线与换向器钩连接过程中，重要的是换向器钩与绕组线之间始终具有良好的机械连接质量和电气连接质量。利用热接合(Hot-staking)作为连接工艺。其中，换向器钩变形使绕组线被夹紧，然后施加一个电压，使换向器钩和绕组线受热，这主要是因为在绕组线与换向器钩之间存在接触电阻。在此，绕组线的绝缘层熔化并且在绕组线与换向器钩之间发生扩散焊接。
在换向片上通常还安置一个碳段，如从US-PS 5,925,961中已知的那样。
该碳段例如通过钎焊与换向片连接。
在绕组线与换向器钩之间的连接过程、特别是热焊产生热时，该碳段与换向片之间的钎焊连接会以一种所不希望的方式至少部分地再脱开或者该碳段会移动。这就降低了电气特性、例如碳与换向片之间的接触电阻或者降低了电刷的碳表面的运转特性或电机电枢的寿命。
发明内容
根据本发明，提出一种电机电枢的钩式换向器，其具有至少一个换向片，该换向片在一个轴向端上具有一个换向器钩，并且该换向片在另一个轴向端上具有至少一个碳段，其中，换向片在至少一个位于换向器钩与所述至少一个碳段之间并且具有一个长度的区域内垂直于该长度具有一个横截面积，在该区域内的热传导能力小于换向器钩与该区域之间的热传导能力，并且，换向器钩与该区域之间的间距这样大，使得一个电极可以以其接触面被完全安置在那里。
本发明钩式换向器的优点是，以简单的方式和方法保护碳段与换向片之间的钎焊连接避免过多受热，并且不会对钎焊连接产生不利影响。
通过给出的其它特征可以实现对所述钩式换向器的进一步有利扩展和改进。
有利的是，减小处于换向器钩与碳段之间的横截面积，因为通过减小横截面积使该区域内的热传导能力减小。
此外有利的是，这样改变换向器钩与碳段之间的区域，例如通过改变化学成分或者通过改变换向片的结构，使得热传导能力减小。
对于绕组线与换向器钩之间的连接过程有利的是，换向器钩与具有较小热传导能力的区域之间的间距这样大，使得在那里可以装上一个电极。
附图说明
在附图中简单地示出本发明的一个实施例并且在下面的说明中详细地进行解释。该附图以轴向横剖面示出一个本发明钩式换向器。
具体实施方式
附图以轴向横剖面示出一个在其他方面已知的电机电枢的钩式换向器1。该钩式换向器1具有一个对称轴线3。在电机电枢的转子轴8上例如安置了一个承载体6。在该承载体6上固定了至少一个用导电材料制成的换向片11。这是例如这样进行的：换向片11至少部分地被用塑料注塑包围，该塑料例如形成承载体6的材料。但换向片11也可以通过其他固定方法固定在承载体6上。
换向片11在其一个轴向端12上的一段上承载一个碳段13，该碳段通过钎焊连接15固定在换向片11上。但本发明不局限于碳段13，而是涉及所有与换向片11连接的并且热敏的区段。在换向片11的另一个轴向端17上构成一个换向器钩19。通过该换向器钩19，一个绕组线21与换向片11导电连接。换向片11的材料、例如铜或铜合金具有一个单位热导率λ并且垂直于对称轴线3在换向器钩19和碳段13之间具有一个横截面积A。
在用于连接换向器钩与绕组线的连接过程中，例如在热焊过程中，将两个电极23安置在换向片11上。一个电极被安放在换向器钩19上，另一个电极23例如被安放在换向器钩19与碳段13之间。在连接过程中产生不可避免的热，在现有技术中，该热量会使与换向片11的钎焊连接15至少部分地熔化。
为了避免这种情况，在至少一个位于换向器钩19与碳段13之间的具有一个长度d的区域25内在连接过程期间的热传导被减少。在换向器钩19与碳段13之间可以存在一个或多个这样的区域25。在安置在换向片11上的电极23附近，该区域25位于碳段13和紧靠近的电极23之间。
对于一个给定的温度差，通过区域25传导的热根据系数λ*A/d来确定，也就是说，在该区域25内的热传导能力相应于该系数。通过适当选择这些参数中的至少一个，可以保护钎焊连接15避免过高地受热。
首先，这可以如附图中所示这样实现，即：在径向上和/或垂直于径向减小区域25内的横截面积A。
此外可能的是，减小区域25内的热导率λ。这例如可以通过局部改变化学成分来实现。通过向换向片材料中混合具有较小热导率的颗粒，使换向片11在区域25内的热传导能力减小。
但也可以通过改变换向片11在区域25内的结构使热传导能力减小，例如通过将区域25设置成多孔的。
也可以将区域25的长度d加长，以减小其热传导。
也可以改变系数λ*A/d中的两个或三个参数。
对于连接过程有利的是，换向器钩19与区域25之间的间距这样大，使得能够将一个电极23完全安置在此处而不接触到区域25。
尽管存在这样的可能性，即：首先实施热焊过程，然后借助于钎焊将碳段安置在换向片11上，但这种方法与标准方法相比并且在绕组线21已经触点接触的情况下造成明显的问题。

Claims (3)

1.电机电枢的钩式换向器，其具有至少一个换向片(11)，该换向片在一个轴向端(17)上具有一个换向器钩(19)，并且该换向片在另一个轴向端(12)上具有至少一个碳段(13)，其特征在于，换向片(11)在至少一个位于换向器钩(19)与所述至少一个碳段(13)之间并且具有一个长度(d)的区域(25)内垂直于该长度(d)具有一个横截面积(A)，在该区域(25)内的热传导能力小于换向器钩(19)与该区域(25)之间的热传导能力，并且，换向器钩(19)与该区域(25)之间的间距这样大，使得一个电极(23)可以以其接触面(27)被完全安置在那里。
2.按权利要求1所述的钩式换向器，其特征在于，换向片(11)在区域(25)内的横截面积(A)小于换向器钩(19)与该区域(25)之间的一个横截面积。
3.按权利要求1或2所述的钩式换向器，其特征在于，为了减小位于换向器钩(19)与所述至少一个碳段(13)之间的该区域(25)内的热传导能力，使换向片(11)的材料化学成分或其结构相对于换向器钩(19)与该区域(25)之间的换向片区域被改变，使得系数λ*A/d减小，其中，λ表示该区域(25)内的热导率，A表示该区域(25)内的横截面积，d表示该区域(25)的长度。
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