CN1263204C - 平面碳段转换器 - Google Patents

Abstract

一种平面碳段转换器包括由绝缘材料构成的转换器底座(10)。该底座具有旋转轴和至少部分横向延伸到旋转轴的前、后表面。多个孔(16)延伸穿过底座。转换器还包括多个转换器引线端(20)，每个引线端包括引线端部(21)和接触部(22)。每一个引线端的多个接触部(22)延伸穿过相应孔(16)并弯曲靠在或靠紧底座(10)的前表面。每个引线端的引线端部具有用于切断绕组接头部上绝缘层的切断刃和在使用中跨在所述接头部上并抓紧所述接头部的狭槽。转换器还包括多个形成在底座前表面上并分别在引线端(20)的接触部(22)之上的碳段(30)、以及包括具有多个壳体凹槽的壳体，用于分别容纳引线端的引线端部(21)。

Description

平面碳段转换器

技术领域

本发明涉及与电刷一起使用的平面碳段(carbon segment)转换器，该电刷轴向压靠着转换器的平面接触面，而不是象在圆柱形转换器中那样进行径向压靠。

背景技术

例如EP0583892中公开了一种平面转换器，其中将多个转换器引线端安装在转换器底座上并与碳段过模压。但是，这些已知平面转换器的引线端中每一个引线端均具有尖突起部，电机的电枢绕组连接在该尖突起部上。

现在有几种实现这样的连接的公知方法在广泛使用。在绕组由低温线构成的情况下，通常采用软焊料和焊剂方法。另外，为了实现连接，采用在已剥去绝缘层的线上的冷卷边(crimp)。当处理高温线时，有必要施加热量，并且在可能的情况下施加流体，以将绝缘涂层从线的端部去除。

但是，存在几个与所有上述方法有关的内在问题和麻烦的副作用。

热量使得用于多数电枢绕组的铜线脆化并促进其迅速氧化。采用热量还要求坚固的结构来支撑转换器，以使得塑料变得最小。这通常要求使用高温压缩级模压材料。在通常为自动完成的电枢绕组中，另一个共同的问题是由偶然的绝缘层脱落引起的。当线经过转换器的金属上方时，会引起线绝缘层损伤，并且这样的损伤经常象短路绕组一样显著。此外，在加速下由于离心力和惯性力，在绕组线中总是有松弛的危险，这会引起磨损。

发明内容

根据本发明，提供一种平面碳段转换器，包括：一个由绝缘材料构成的转换器底座，底座具有旋转轴和至少部分横向延伸到旋转轴的前、后表面；延伸穿过该底座的多个第一孔，每一个这些第一孔都包括引线端部和接触部，每个引线端的接触部都延伸穿过底座中相应的第一孔并弯曲靠在或靠紧底座的前表面，并且每个引线端的引线端部具有用于切断绕组接头部上绝缘层的切断刃和在使用中跨在所述接头部上并抓紧所述接头部的狭槽；以及多个形成在底座前表面上并分别在引线端的接触部之上的碳段。

作为一种优选方式，转换器包括具有多个壳体凹槽的壳体，这些凹槽用于容纳各个引线端的引线端部。

作为一种优选方式，每个壳体凹槽与用于相对于每一个凹槽、底座、引线端和壳体而将绕组的相应接头部相对于每个凹槽定位的装置对应，从而通过底座相对于壳体的单独平移，使得引线端部进入壳体凹槽，切断刃由绕组的接头部上剥离绝缘层，并且通过绝缘层位移，狭槽建立并保持与绕组的接头部的电连接。

作为一种优选方式，底座具有向着底座后表面的后部延伸以容纳壳体的圆柱套筒。

作为一种优选方式，底座的前表面具有多个凹槽，每个接触部放置在相应凹槽之上并具有至少一个孔，构成相应转换器碳段的材料延伸穿过所述孔进入凹槽以协助将碳段固定到引线端上。

作为一种优选方式，底座具有与凹槽相连的多个第二孔，构成转换器碳段的材料延伸穿过第二孔以协助将碳段固定到底座上。

作为一种优选方式，底座具有多个第三孔，构成转换器碳段的材料延伸穿过该第三孔以协助将转换器碳段固定到底座上。

附图说明

现在参照附图通过实施例更详细地说明本发明，其中：

图1是根据本发明第一方面的平面转换器一个实施例的转换器座的前视立体图；

图2是图1所示转换器座的后视立体图；

图3是组装后的转换器的平面图；

图4是组装后的转换器的底视平面图；

图5是图3中沿A-A线的剖视图；

图6是沿图4的B-B线的剖视图；

图7是放大的转换器端部的立体图；

图8是图7所示端部的展开图；

图9是端部壳体的立体图；以及

图10是图9壳体部的部分剖视图。

具体实施方式

图中所示转换器与小电机特别是永磁直流电机一起使用。

首先参照图1和图2，这里所示的转换器底座10由模压材料构成并包括圆形前壁11和从前壁11向后延伸的圆柱套筒12。底座10还具有中心轴套13，通过该中心轴套可以将底座10固定到电枢轴上(未示)。

多个沿圆周间隔的轴向延伸肋部14设置在套筒12的内表面上，后面会对其目的进行说明。

前壁11具有与轴套13成直线排列的中心孔45、八个等角度间隔的径向伸长凹槽15和与每个凹槽15径向成直线排列的伸长狭长形孔16。

每个凹槽15的径向内端与孔17相连。

每个凹槽15还与两个孔18相连，一个孔在相应凹槽15的一侧上并靠近其径向外端。

前壁11还具有由成角度间隔开的槽19构成的外环。

图7和8所示的转换器引线端20包括引线端部21和接触部22。接触部22是具有三个孔23、24和25的指状部。引线端部21是矩形(所示为展开视图)，其较小轴与接触部22的长轴重合。引线端部21具有中心切除部26，中心切除部26相对于引线端部21的主轴和较小轴对称。切除部26的宽度从其位于引线端部21中心的最大宽度处向两个槽27逐渐减小。两切断刀28伸进每个槽27一短距离。这些切断刀28形成尖利切断刃，这些切断刃用于切断电枢绕组的接头部上的切断绝缘层。引线端部21还具有两个倒刺29，下面会明白其作用。

为将引线端20装配到底座10上，指状部22挤压穿过底座10上的各个孔，然后在相应凹槽15上指状部22被弯曲以径向向内伸出。

然后在指状部22上方的转换器底座10前壁11上形成碳转换器碳段30。可以通过在前壁11上热压绿石墨材料盘然后将该盘切成八个单独的碳段30来实现。绿石墨材料是使粘合材料凝固的烧结或热处理过程前的石墨混合物。在热压中，粘合剂软化(可以是液化)，使得混合物在压力作用下流过指状部22中的孔23、24和25而进入凹槽15、进入狭槽19并穿过孔17和18，最好见图5和6，以便将盘固定到底座10上。粘合剂，作为热固材料如酚醛树脂，一旦熔化并冷却变成抗热物，产生转换器的稳定接触表面。作为另外一种方式，可以采用过模制过程代替热压过程。在过模制过程中，转换器底座10和引线端20放置在模子内，并在关闭模子后将石墨材料注射到模子内。热压或模制过程产生与指状部22的良好电连接，

现在参照图9和10，其中显示了引线端20的引线端部21的壳体35。壳体35是冠状的并具有用于安装电枢轴的中心凸台36和围绕凸台36的圆周等距离隔开的8个径向向外伸出伸出壳体部37。每个伸出壳体部37形成壳体凹槽38并用于电枢绕组的相应部和一个引线端20的引线端部21之间的有效连接。每个壳体部37具有侧壁39、端壁40和盖41。侧壁39与凸台36的纵轴平行。

一个根部(stump)42由端壁40的内表面中部沿着中心伸出并在伸出壳体部37内延伸大约侧壁39的一半长度。根部42与凸台36的纵轴平行延伸并只通过端壁40连接到壳体35上。每个侧壁39具有平行于凸台36纵轴的狭槽43，该狭槽的延伸长度为由壳体35的转换器端部到根部42自由端的水平面。电枢绕组的部分可以穿过狭槽43，以便将绕组部设置在根部的端部上。

在电机电枢的组装中，将壳体35设置在电枢轴上。通过将线的端部放置在侧壁39中所具有的狭槽43中，将电枢绕组的引线插入伸出壳体部37之一。将线抽回到伸出壳体部37内，直到其靠在根部42上。从此开始，卷绕第一电枢线圈。在第一线圈绕组的端部，对电枢进行标引(indexed)并将线以相同方式放置在下一个伸出壳体部37内而不破坏线的连续性。重复该过程直到卷绕所有线圈，然后将绕组的尾端放置在第一伸出壳体部37的狭槽43内并将其推回直到靠近引线端，该引线端在绕组操作开始时靠在根部42上。然后将线切断并将电枢从绕组机中取出。

壳体35现在具有包括放置在每个伸出壳体部37中的绝缘线的绕组部。每个绕组部被张紧并被拉紧靠着相应根部42。然后，转换器底座10与引线端20和转换器碳段一起沿电枢绕组滑动，使得引线端的引线端部21进入相应伸出壳体部37，壳体部位于肋部14之间。当每个引线端部21到达固定在伸出壳体部37内的绕组部时，狭槽27在线上移动。切断刀28割断线上的绝缘层，当狭槽在线上移动时该线会变形，。由此在线和引线端部20之间提供良好的金属与金属接触。倒刺29抓住壳体35的盖41，因此使引线端部21保持在壳体35内。

转换器的这种制造方法适于自动过程。不需要采用热量，因此避免了壳体35的变形。不引起绕组线的脆化，而且避免了氧化问题。不使用焊剂，因此没有由连接导致的化学反应或随后发生的腐蚀。电枢绕组可以是单独连续绕组，可以避免通过断开绕组以影响对每个线圈的连接而形成空隙的危险。

仅通过举例而给出上述实施例，对于本领域的技术人员来说，显然由各种变型而不背离由附加权利要求限定的本发明范围。

Claims (14)

1、一种平面碳段转换器，包括：

一个由绝缘材料构成的转换器底座(10)，底座(10)具有旋转轴和至少部分横向延伸到旋转轴的前后表面；

多个转换器引线端(20)，每个引线端包括引线端部(21)和接触部(22)；以及

多个在底座(10)的前表面(11)上和引线端的相应接触部(22)上方形成的碳段(30)，

其特征在于，每个引线端(20)的接触部(22)延伸穿过底座(10)的第一孔(16)并弯曲靠在或靠紧底座的前表面(11)，每个引线端(20)的引线端部(21)具有用于切断绕组接头部上绝缘层的切断刃(28)和在使用中跨在所述接头部上并抓紧所述接头部的狭槽(27)。

2、如权利要求1所述的转换器，其特征在于，还包括：一壳体(35)具有多个壳体凹槽(38)，用于分别容纳引线端(20)的引线端部(21)。

3、如权利要求2所述的转换器，其特征在于，每个壳体凹槽(38)具有部件(42、43)，用于相对于每一个凹槽(38)、底座(10)、引线端(20)和壳体(35)定位绕组的相应接头部，从而使得底座(10)相对于壳体(35)单独平移，引线端部(21)进入壳体凹槽(38)，切断刃(28)由绕组的接头部上剥离绝缘层，和通过绝缘层位移，狭槽(27)建立并保持与绕组的接头部的电连接。

4、如权利要求2所述的转换器，其特征在于，底座(10)具有一个向着底座后表面的后部延伸以容纳壳体(35)的圆柱套筒(12)。

5、如权利要求1所述的转换器，其特征在于，底座(10)的前表面(11)具有多个凹槽(15)，每个接触部(22)放置在相应凹槽(15)之上并具有至少一个孔(23)，构成相应转换器碳段(30)的材料延伸穿过所述孔进入凹槽(15)以协助将碳段(30)固定到引线端(20)上。

6、如权利要求5所述的转换器，其特征在于，底座(10)具有与相应凹槽(15)相连的多个第二孔(17)，构成转换器碳段(30)的材料延伸穿过第二孔以协助将碳段(30)固定到底座(10)上。

7、如权利要求5所述的转换器，其特征在于，凹槽(15)是细长的，并在底座(10)的径向上延伸。

8、如权利要求5所述的转换器，其特征在于第一孔(16)分别与凹槽(15)径向成一直线并设置在凹槽(15)的外部。

9、如权利要求5至8中任一权利要求所述的转换器，其特征在于，底座具有与凹槽(15)隔开的多个第三孔(18)，构成转换器碳段(30)的材料延伸穿过第三孔(18)以协助将转换器碳段(30)固定到底座(10)上。

10、如权利要求9所述的转换器，其特征在于，有两个与每个凹槽(15)相关的第三孔(18)，一个第三孔在相应凹槽的任一侧上。

11、如权利要求1至4中任一权利要求所述的转换器，其特征在于，底座(10)具有多个第三孔(18)，构成转换器碳段(30)的材料延伸穿过所述第三孔以协助将转换器碳段(30)固定到底座(10)上。

12、如权利要求1所述的转换器，其特征在于，底座(10)具有用于安装电枢轴的中心凸台(13)，该凸台(13)具有一个中央孔。

13、如权利要求2所述的转换器，其特征在于，底座(10)具有用于安装电枢轴的中心凸台(13)。

14、如权利要求13所述的转换器，其特征在于，壳体(35)还具有中心凸台(36)，所述中心凸台(36)与用于安装电枢轴的底座(10)的中心凸台(13)同轴。

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