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CN1033881C - 平面碳精块换向器及其制法 - Google Patents

平面碳精块换向器及其制法 Download PDF

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Abstract

一种平面碳精块换向器，它具有带接线柱31的接触件4，该接触件利用与设在基件的孔内的锚件6形成一体，从上面模制碳精块5的方法固定到绝缘基件1的前表面2上。每一个孔有一位于第一部分后部，其横截面比第一部分更大的第二部分8，设置在孔内的锚件有一占满孔的第二部分的锁紧部分10，由此防止锚件从孔中脱出。接触件被嵌入碳精块中并具有充满碳精块材料的孔22，以增加接触件和碳精块之间的互锁。

Description

平面碳精块换向器及其制法
本发明涉及一种平面或平板换向器及其制造方法，其中接触电刷轴向靠在换向器的平接触面上，而不是象圆柱形换向器那样径向压靠，而且接触面由多个通常呈环形布置的扇形块提供，这些扇形块上具有与接触电刷接触的碳外层。
一种已知的平面碳精块换向器公开在德国碳股份公司和RobertBosch股份有限公司联名公布的德国实用新型G8907045.3的说明书中，这种换向器包括一个绝缘材料制成的基件，该基件有一条回转轴线，一个至少部分地横向于回转轴延伸的前表面，和多个从前表面向后伸出的孔；多个安装在前表面上周向隔开的接触件；和多个分别形成在接触件上并周向隔开，从上面模制的碳精块，每个碳精块都有向后伸入所述孔中的整体锚固装置。
虽然上述锚固装置为安装在接触件上的碳精块提供了一些抵抗离心力的径向支承，和一些防止碳精块从接触件上轴向脱出的支承，但这种支承取决于锚固装置中碳的剪切强度和锚固装置与它们伸进的孔之间的摩擦连接。所以，为了保证接触件和碳精块的足够的径向和轴向支承，接触件必须设有镶嵌模制进入基件前表面的向后伸出部分和容纳从上面模制的碳精块的整个后部的下切槽。这就涉及相当复杂和费时的加工和预装配工作。而且，所得的最终产品并不特别坚固。
本发明的目的是提供一种至少在一定程度上克服了现有技术中存在的缺点，并使换向器中的碳精块更牢固地固定到基件上以及有助于连接换向器的其它部件的平面碳精块换向器及其制法。
为实现上述目的，本发明提出的换向器中，每个碳精块至少与一个孔对准；与一个碳精块对准的至少一个孔设有一个第一部分，并在第一部分的后部设有带从第一部分侧向偏置的联接表面的第二部分；以及伸入所述一个孔内的锚固装置具有置于孔的第二部分内并与联接表面连接的锁紧装置，以防止锚固装置从孔内轴向脱出。
因此，按照本发明，为电动机提供了一种平面碳精块换向器，它包括一个由绝缘材料制成具有一旋转轴线的基件，一个至少部分地横向旋转轴线延伸的前表面，和多个从前表面向后延伸的孔，每个孔都设有一个第一部分，并在该第一部分的后部设有带一从第一部分侧向偏置的联接表面的第二部分；多个安装在前表面上、周向间隔开的接触件；和多个分别形成在接触件上周向隔开从上面模制的碳精块，每个碳精块至少与一个孔相对准，并具有整体的锚固装置，该装置向后伸进所述孔内并具有设置在该孔的第二部分内并与联接表面连接的锁紧装置，以防止锚固装置从孔内轴向脱出。
本发明也提供了一种制造用于电动机的平面碳精块换向器的方法，该方法包括下列步骤：提供一个由绝缘材料制成的基件，该基件具有回转轴线和一个至少部分地横向于回转轴线延伸的前表面；在基件上形成多个向后延伸的孔，至少包括一个与一个碳精块对准并设有第一部分和在第一部分的后部带有从第一部分侧向偏置的联接表面的第二部分；在前表面上安装多个周向隔开的接触件；和分别在接触件上从上面模制出多个周向隔开的碳精块，使每个碳精块都有向后伸进所述孔内的整体锚固装置，并包括伸入具有第一和第二部分的孔内的锚固装置，该锚固装置设有置于第二部分内并与联接表面连接的锁紧装置，以防止锚固装置从孔中轴向脱出。
最好在基件的前表面上模制整层的碳层，然后通过该碳层进入基件切割出多条径向槽，将其分成所述的碳精块。
因此，当将接触件安装在基件上时，将一个模具安装到基件上，将这些孔的后端封闭，并将碳粉和载体材料的可模制混合物注入到基件和模具之间的空间。这就保证了可模制的混合物填满孔中没有被接触件占据的那些部分。任何一种已知的载体材料，如酚醛树脂可以与碳粉一起使用形成可模制的混合物，但载体材料的选择和随后的一些热处理将取决于不同换向器的工作要求，这部分已知技术不属于本发明的内容。
在两个锚固装置从一个碳精块向后伸出之处，如果这两个锚固装置沿不平行的轴延伸，则每个锚固装置可以具有相同的横截面。甚至当两个锚固装置中的第一个装置沿一条与基件回转轴平行的轴延伸时，第二个不平行的锚固装置会伸入一个均匀截面的孔内，该孔具有一个第一部分，一个在第一部分后部的第二部分以及一个从第一部分侧向偏置的联接表面，并且第二锚固装置具有设于该孔的第二部分内，与由这个孔的第二部分提供的联接表面连接的锁紧装置，由此防止碳精块从基件内轴向脱出。同样，因为锚固装置的第一部分平行于基件的回转轴延伸，使这个第一锚固装置防止了碳精块从基件上的非轴向分离。
当两个锚固装置沿着不平行轴线向后延伸时也可获得类似的锁紧效果。所述的不平行轴线也不平行于基件的回转轴。
然而，在本发明的优选实施例中，至少一个形成在基件上的孔(为易于制造，最好每一个孔)有一个横截面比它的第一部分更大的第二部分，并且，至少与一个从上面横制的碳精块(为易于制造，最好每一个)成整体的锚固装置包括一个伸入这些凹孔中的一个凹孔内的单个锚件。孔和锚件都平行于旋转轴线延伸。
每一个这样的凹孔可以是截头圆锥形，其中，孔的内表面的后端提供有该孔的第二部分的联接表面。然而，按照本发明换向器的一种较佳的形状，每个形成有第一和第二部分的凹孔有一围绕该孔的圆周延伸的内界面；所述孔界面的至少一部分形成一个周向延伸的突出部分；并且伸进孔内的锚件的锁紧装置可以包括一个锁紧部分，该锁紧部分有一个相对周向延伸部分向后设置并与周向延伸部分轴向邻接的侧边。这就为每个碳精块和接触件相对于基件提供了更正确的轴向连接。
为了保证接触件与基件平行，最好使基件具有侧面和后面，每个接触件具有一个径向外部和至少一个夹紧部分，每个夹紧部分具有一个沿基件的侧面，从接触件的径向外部向后伸出的第一部分，和一个沿基件的后表面，从第一部分向内径向伸出的第二部分。此外，每一个接触件可以有两个位于从接触件的径向外部伸出的接线栓的相对两侧的这种夹紧部分。
为了使接触件相对于基件定位的另一种装置，在从上面模制之前，基件形成有多条轴向凹槽，每一个接触件至少有一个向后伸的定位部分，该定位部分分别置于所述轴向凹槽内。而且，定位部分可形成有与轴向凹槽的内表面连接的倒钩，由此防止该定位部分从该轴向凹槽内轴向脱出。这不仅有助于在最后的装配中将接触件固定到基件上，而且也保证了在从上面模制的过程中当碳粉和载体材料的可模制混合物被加到基件和接触件时，将接触件牢固地定位在基件上。
每一个接触件最好至少有一个背朝回转轴并与接触件上形成的碳精块连接的联接表面，以防止接触件的径向向外运动，并且在方便的情况下，每一个接触件至少形成有一个带有一内界面的孔，所述界面的一部分构成联接表面。
在这种情况下，每一个孔最好有一个位于第一部分前面，其横截面完全覆盖在接触件上形成的各个孔的第三部分，所述的接触件与具有伸入孔内的锚件的碳精块连接。这就保证了从上面模制的碳和接触件之间的最大径向互锁。
下面通过举例的方式并参考附图说明本发明的一个实施例及其制造方法。
图1和图2分别是构成本发明的平面碳精块换向器部件的基件和接触件的立体图。
图3是图1所示的基件与多个图2所示的接触件相配合的部件立体图。
图4是图3所示部件的立体图，该部件上提供有形成碳精块结构外层，整体模制的碳。
图5和图6是本发明的平面碳精块换向器的立体图，分别显示该换向器的前面和后面。
图7是图5和图6所示换向器的剖视侧视图。
如图1、3和7所示，圆形基件1有一条回转轴线和一个前表面，该前表面包括垂直于回转轴线的一个中心圆环27，多条径向条2和支承面28。径向条2设置在周向隔开的孔3之间，每一个孔包括一个位于中心的第一部分7和分别位于第一部分7的后部和前部的第二部分8和第三部分24。
如图1和图7所示，每个孔3具有形成一向内延伸的突出部分12的界面11，突出部分12保证每个孔3的第二和第三部分8和24具有比第一部分7更大的横截面积。
如图3所示，构成基件前表面一部分的支承表面28围绕着孔3设置，用于支撑接触件4。如图2所示，在基件1上形成有轴向凹槽19，用于容纳每个接触件4的径向内端的定位部分20。定位部分20上的倒钩29与轴向凹槽19的内表面30啮合，以防止定位部分20从轴向凹槽19中脱出。
从每个接触件4的径向外缘16伸出的接线柱31用于连接电枢引线。在接线柱31的相对两则，从各个接触件4的径向外缘16伸出两个形成夹紧部分的卡齿，用于将接触件4轴向固定到基件1上。如图6所示，每个夹紧部分都有一个沿基件1的侧表面14，从接触件4的径向外缘16向后伸出的第一部分17，和一个沿基件1的后表面15，从第一部分17径向向内伸出的第二部分18。
如图3所示，当所有接触件4都在基件1上安装就位时，便将该部件放置在一个围绕中心环27形成一个环形模腔的模具(未示出)内，并使基件1上的孔3的第二部分8在基件1的后侧被封闭。然后将碳粉和载体材料，如酚醛树脂的可模制的混合物注入环形模腔。这些注入的材料流过接触件4上形成的孔22，并充满基件1上的孔3，以形成整体的锚件6。
如图7所示，每个锚件6的最后端形成一个位于孔3的第二部分8内的锁紧部分10，锚件6设于孔3内并有一个侧面13，该侧面相对周向伸出的突出部分12提供的支撑面9向后朝内设置并与其径向接触，由此保证锚件6不会从孔3中轴向脱出。
如图3和7所示，每个接触件4都形成有带有内界面23的三个孔22。所以，每一个界面23的径向内面部分都背向旋转轴线并作为一个与封闭接触件4的碳精块5接触的接触面21，由此防止接触件4相对于碳精块5径向向外运动。同样地，由于每个接触件4都连接到基件上，例如利用定位部分20连接到基件1上，使每个孔22的界面23的径向外部靠在封住基件1形成碳精块5的碳上，由此防止碳精块相对于接触件4径向向外运动。
碳与接触件4的这种互锁是通过保证每个孔3的第三部分24的横截面足够地大，以便完全包围相邻接触件4上的孔22来加强的。
因此，基件1和接触件4是分别形成的，然后再装配在一起，并利用从上面模制的方法锁在一起，在从上面模制的方法中作为碳精块5的碳层25与锚件形成一体，从而保持碳层25在基件1上就位。然后通过切割径向槽26，将碳层26分离成碳精块5，径向槽26垂直通过碳层25进入下层基件1。如图5所示，这些径向槽26也通过中心环27并进入径向条2。所以碳精块沿周向分开并彼此绝缘。

Claims (10)

1、一种用于电动机的平面碳精块换向器，它包括：
一个由绝缘材料制成的基件，该基件具有一条回转轴线，至少部分横向于该回转轴线延伸的前表面(2)和多个从前表面(2)向后延伸的孔(3)；
多个周向隔开安装在前表面(2)上的接触件(4)；
和多个分别形成在接触件(4)上周向隔开从上面模制的碳精块(5)，每个碳精块(5)都有向后伸进所述孔(3)内的整体锚固装置(6)；
其特征在于：
每一个碳精块(5)至少与一个孔(3)对准；
至少与一个碳精块(5)对准的一个孔(3)设有第一部分(7)，和在第一部分(7)后部、具有从第一部分(7)侧向偏置的联接表面的第二部分(8)；
以及伸入所述一个孔(3)内的锚固装置(6)具有设于该孔(3)的第二部分(8)内并与联接表面(9)连接的锁紧装置(10)，由此防止锚固装置(6)从孔(3)中轴向脱出。
2、如权利要求1所述的换向器，其特征在于：具有第一和第二部分(7和8)的所述孔(3)中的至少一个孔平行于回转轴延伸，并具有横截面积比它的第一部分(7)更大的第二部分(8)；
以及至少与一个从上面模制的碳精块(5)一体的锚固装置(6)是一个整体锚件，每一个所述的锚固装置(6)经向伸入平行回转轴延伸的所述孔(3)的一个孔内。
3、如权利要求2所述的换向器，其特征在于：
具有第一和第二部分(7和8)的每一个孔(3)都有一围绕孔(3)的周向伸展的内界面(11)；
至少所述界面(11)的一部分形成一向内周向伸出的突出部分(12)；
以及伸入所述孔(3)内的锚固装置(6)的锁紧装置(10)有一设于周向伸出的突出部分(12)的后面并与该突出部分(12)轴向连接的侧面(13)。
4、如权利要求2所述的换向器，其特征在于：
基件(1)具有侧面和后表面(14和15)；
每一个接触件(4)有一经向外缘(16)和至少一个夹紧部分(17、18)；
以及每一个夹紧部分(17、18)都有一沿基件(1)的侧表面(14)，从接触件(4)的径向外缘(16)向后伸出的第一部分(17)和沿基件(1)的后表面，从第一部分(17)径向向内伸出的第二部分(18)，以便将接触件(4)轴向固定到基件(1)上。
5、按照权利要求1所述的换向器，其特征在于：
基件(1)上形成有多个轴向凹槽(19)；
每一个接触件(4)至少有一向后延伸的定位部分(20)；
以及定位部分(20)分别位于所述的轴向凹槽(19)内。
6、按照上述权利要求中任一项所述的换向器，其特征在于，每一个接触件(4)至少有一背朝回转轴并与接触件(4)上形成的碳精块(5)连接的联接表面(21)，以防止接触件(4)径向向外运动。
7、按照权利要求6所述的换向器，其特征在于，每一个接触件(4)至少有一个具有一内界面(23)的孔(22)，并且，所述界面(23)的一部分构成联接表面(21)。
8、按照权利要求7所述的换向器，其特征在于：每一个孔(3)有一个位于第一部分(7)前部的第三部分(24)，其横截面完全覆盖与接触碳精块(5)连接的接触件(4)上形成的每一个孔(22)，所述的碳精块(5)具有伸入孔(3)内的锚固装置(6)。
9、一种制造用于电动机的平面碳精块换向器的方法，它包括下步骤：
提供一个由绝缘材料制成的基件(1)，该基件(1)具有回转轴线和至少部分地横向于回转轴延伸的一个前表面(2)；
在基件(1)上形成多个向后延伸的孔(3)，
在前表面(2)上安装多个周向隔开的接触件(4)；
和分别在接触件(4)上从上面模制出多个周向隔开的碳精块(5)，使每个碳精块(5)具有向后伸入所述孔(3)内的整体锚固装置(6)；
其特征在于；
至少使一个孔(3)与一个碳精块(5)对准，并设有第一部分(7)和在第一部分(7)后面、具有从第一部分(7)侧向偏置的联接表面(9)的第二部分(8)；
以及使锚固装置(6)包括伸入设有第一和第二部分(7和8)的孔内部分，并设有位于第二部分(8)内、与联接表面(9)连接的锁紧装置(10)，由此防止锚固装置(6)从孔(3)中轴向脱出。
10、按照权利要求9所述的方法，其特征在于：它还包括在基件(1)的前表面(2)上，从上面模制出一整体碳层25，然后通过由整体碳层(25)进入基件(1)切割出径向槽(26)，将其分成所述的碳精块(5)的步骤。
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