專利名稱：電機的換向器轉(zhuǎn)子及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一方面涉及用于制造電機的轉(zhuǎn)子的方法，所述電機具有轉(zhuǎn)子軸、電樞包、由絕緣的繞組線制成的轉(zhuǎn)子繞組、以及帶有多個圍繞轉(zhuǎn)子軸布置的碳換
向器片的換向單元；本發(fā)明另一方面涉及電機的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子軸、安放在轉(zhuǎn)子軸上的電樞包、安裝在電樞包上的由絕緣繞組線制成的轉(zhuǎn)子繞組、以及帶有圍繞轉(zhuǎn)子軸布置的若干碳換向器片的換向單元，轉(zhuǎn)子繞組的端部直接連接在所述碳換向器片上。
背景技術(shù)：
電機，特別是直流電動馬達和發(fā)動機典型地具有轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子軸、電樞包、由絕緣繞組線制成的包括多個線圈形狀的單個繞組的轉(zhuǎn)子繞組、以及帶有多個圍繞轉(zhuǎn)子軸布置的換向器片的換向單元。換向器片的數(shù)量典型地對應(yīng)于轉(zhuǎn)子繞組的單個繞組的數(shù)量，在此所述換向器片限定出一個通常為圓柱形的或平面的電刷運行表面，電刷在所述電刷運行表面上滑過。
廣泛地使用的電機包括銅制的換向單元的換向器片。錨定在絕緣的支承主體內(nèi)的換向器片在此典型地具有連接鉤，所述連接鉤用于轉(zhuǎn)子繞組在換向單元的換向器片上的導電連接。 一般地，在此將每個預制的換向器安裝在轉(zhuǎn)子軸上，且將轉(zhuǎn)子繞組的端部-即轉(zhuǎn)子繞組的單個繞組的端部-與連接鉤焊接。
在特定的使用中(例如，在用于驅(qū)動燃料泵的直流馬達中)，換向單元的換向器片由于壽命的原因更多地由碳制造，其中在本申請的范圍內(nèi)理解為全部已知的石墨換向器片或碳換向器片一一特別是電工碳(Elektrokohle )或以聚合物粘合的碳——的制造方式。這樣用途的電機的轉(zhuǎn)子的制造典型地以如上文中結(jié)合銅換向器解釋的相應(yīng)的方式進行，帶有如下措施，即使得在預制的碳換向器中，換向單元的換向器片以合適的方式與金屬導體段導電地連接，所述金屬導體段錨定在相關(guān)的換向器的支承主體內(nèi)，且具有用于轉(zhuǎn)子繞組的端部的連接鉤(例如，參考DE 19525584 Al, EP 1075727 Bl, DE 10127784 Al, DE 19956844Al)。作為替換，建議將換向單元的碳換向器片直接錨定在絕緣的支承主體上，
且將具有連接鉤的金屬導體段固定在相關(guān)的換向器的換向器片上(JP 08065966A)。
也已建議(JP 2000208225 A) 了在碳換向器內(nèi)完全省略金屬導體段，且將轉(zhuǎn)子繞組的端部直接連接在錨定在絕緣支承主體上的換向單元的換向器片上，也就是連接在形成于換向器片上的爪的區(qū)域內(nèi)。為制造帶有這樣的換向器的轉(zhuǎn)子，本解釋以相應(yīng)的方式適用。
此外，為制造本文開頭所迷類型的轉(zhuǎn)子，其中(滾子形的)換向單元包括了碳換向器片，已建議在安裝實際的換向單元前且在制造轉(zhuǎn)子繞組前在轉(zhuǎn)子軸上安置帽形或鐘形的安裝元件(參考US 3532913 )。此安裝元件在隨后待安裝的換向單元的形成了電刷運行表面的外部圓周面上包圍了所述隨后待安裝的換向單元，在所述安裝元件上，轉(zhuǎn)子繞組的單個繞組的端部相對于隨后待安裝的換向單元的換向器片位置正確地定位，且通過孔或槽來實現(xiàn)定位。在將預制的換向單元插到安裝元件內(nèi)時，通過機械夾緊觸點產(chǎn)生了轉(zhuǎn)子繞組的端部和換向單元的換向器片之間的導電連接。
也結(jié)合其換向單元具有金屬段的轉(zhuǎn)子建議了 一種類似的構(gòu)思(JP 09009584A和DE 4026025 B4)，其中為避免轉(zhuǎn)子繞組的端部和換向單元的換向器片之間的焊接或釬焊而僅提供了機械夾緊觸點。
最后，建議(US 3551716和DE 1910611 A)使電機的轉(zhuǎn)子裝配有可容易更換的由絕緣支承主體和碳換向器片組成的滾子換向器。在轉(zhuǎn)子軸上為此目的在轉(zhuǎn)子繞組和換向器之間固定了絕緣材料制成的支承盤，所述支承盤帶有安裝在其上的金屬導體段，在金屬導體段的端側(cè)固定了轉(zhuǎn)子繞組的端部。如果換向器插在轉(zhuǎn)子軸上，則導體段的朝向換向器方向穿過支承盤的頭部就在正面?zhèn)冉佑|換向單元的各換向器片，其中通過支承盤(US 3551716 )或?qū)w段(DE 1910611A)的彈性而確保了接觸。

發(fā)明內(nèi)容
與以上解釋的現(xiàn)有技術(shù)不同，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種根據(jù)本文開頭所述類型的用于制造電機的實用轉(zhuǎn)子的方法，以及根據(jù)本文開頭所述類型的電機的實用轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子的特征在于特別經(jīng)濟、可靠和耐用，且允許了特別緊湊的外部尺寸。包括轉(zhuǎn)子軸、電樞包、由絕緣的繞組線制成的包括多個線圏形狀的單個繞組的轉(zhuǎn)子繞組、以及帶有多個圍繞轉(zhuǎn)子軸布置的碳制換向器片的換向單元，所述方
法包括如下步驟
-將電樞包安放在轉(zhuǎn)子軸上；
-將由絕緣材料制成的插入件安放在轉(zhuǎn)子軸上，所述插入件具有多個凸緣，凸緣的數(shù)量對應(yīng)于換向單元的換向器片的數(shù)量；
-將轉(zhuǎn)子繞組設(shè)置在電樞包上，將轉(zhuǎn)子繞組的單個繞組的端部固定在插入件的凸緣上，這通過將轉(zhuǎn)子繞組的每個單個繞組的端部圍繞各自對應(yīng)的插入件凸緣進行纏繞而實現(xiàn)，且在轉(zhuǎn)子繞組的單個繞組的端部上去除繞組線的絕緣；
-將導電的粘合劑涂敷在轉(zhuǎn)子繞組的單個繞組的圍繞凸緣纏繞的磨光的端部上，和/或涂敷在包括換向單元的各換向器片的換向部件的前表面上；
-將換向部件安放在轉(zhuǎn)子軸和/或插入件上，使得插入件的凸緣分別緊鄰換向單元的各換向器片的前表面部分地布置，其中在換向單元的換向器片的前表面部分的范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)子繞組的單個繞組的圍繞凸緣纏繞的端部直接導電地與換向單元的各自對應(yīng)的換向器片接觸。
前述類型的根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的轉(zhuǎn)子的特征在于安放在轉(zhuǎn)子軸上的軸向地布置在電樞包和換向單元之間的由絕緣材料制成的插入件，插入件具有凸緣，凸緣的數(shù)量對應(yīng)于換向單元的換向器片的數(shù)量，凸緣分別緊鄰換向單元的換向器片的前表面部分布置，且所述凸緣上固定了轉(zhuǎn)子繞組的單個繞組的磨光的端部，這通過將所述端部分別圍繞對應(yīng)的凸緣纏繞來實現(xiàn)，其中在換向單元的換向器片的前表面部分的范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)子繞組的單個繞組的圍繞凸緣纏繞的端部通接觸。
本發(fā)明的中心特征在于，轉(zhuǎn)子繞組的單個繞組的端部和換向單元的換向器片之間的導電連接分別在換向單元的換向器片的(特別是軸向)前表面部分內(nèi)形成。為此，由絕緣材料形成的安放在轉(zhuǎn)子軸上的插入件具有多個凸緣，所述凸緣的數(shù)量對應(yīng)于換向單元的換向器片的數(shù)量，所述凸緣在進一步的安裝時-即在將換向單元沿軸向安放在轉(zhuǎn)子軸上和/或插入件上時_分別緊鄰換向單元的換向器片的前表面部分布置。在插入件的通常為臂形的凸緣上(所述凸緣的徑向延伸小于換向部件的半徑且因此并不在徑向上從換向部件或由換向部件伸出的換向單元突伸出)，轉(zhuǎn)子繞組的端部通過纏繞凸緣而被固定，使得在將換向單元沿軸向安放在轉(zhuǎn)子軸和/或插入件上時，所述凸緣在換向單元的換向器片的(軸向)前表面部分的范圍內(nèi)直接導電地與前表面部分接觸，也就是通過使用導電粘合劑(釬焊、膠等)的固定連接來實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，不提供作為轉(zhuǎn)子繞組的端部和碳換向器片之間的導電的中間器件的金屬導體段。轉(zhuǎn)子繞組端部與換向單元的換向器片的接觸-在轉(zhuǎn)子繞組直接接觸碳換向器片上的情況下是特別推薦的-在使用本發(fā)明時可相對靠近轉(zhuǎn)子軸地布置，使得在接觸的單個元件上僅作用了相當小的離心力。另外，通常限制在所述前表面部分上的接觸可受到保護，且必要時甚至可與電樞包和轉(zhuǎn)子繞組一起以塑料或電木包封或壓力注塑。也考慮到轉(zhuǎn)子的盡可能小的尺寸，則本發(fā)明是有利的。并且，僅在制造了轉(zhuǎn)子繞組且將轉(zhuǎn)子繞組的端部固定在插入件的凸緣上之后才進行換向單元的安裝這一事實防止了在處理轉(zhuǎn)子毛坯期間對敏感的碳換向器片的損壞。
轉(zhuǎn)子繞組的端部、即轉(zhuǎn)子繞組的單個繞組的端部通過纏繞而固定在插入件
在一個工件上，每兩個單個繞組之間必須分開。相反，單個繞組的端部可在其固定在相關(guān)的插入件凸緣的范圍內(nèi)無中斷地過渡到相鄰的隨后纏繞的單個繞組
的端部內(nèi)。正是在此情況中，本發(fā)明的優(yōu)點特別地明顯；因為在纏繞了轉(zhuǎn)子繞
組的單個繞組后，在開始纏繞相鄰的單個繞組之前，繞組線僅需要圍繞插入件的凸緣一 次或在必要時圍繞數(shù)次。
在轉(zhuǎn)子繞組的端部區(qū)域內(nèi)去除繞組線的絕緣可以根據(jù)給出的特征在制造轉(zhuǎn)子繞組期間或在制造結(jié)束后進行。在制造轉(zhuǎn)子繞組期間去除絕緣，即在每纏繞兩個相繼的單個繞組之間去除絕緣所具有的優(yōu)點是轉(zhuǎn)子繞組的端部可大面積
地被去除絕緣，這有利于形成與碳換向器片的良好接觸；不過，在此情況中，轉(zhuǎn)子繞組的制造相應(yīng)地需要更多時間。在將轉(zhuǎn)子繞組的繞組連接后去除絕緣導致了實用的結(jié)果且具有如下優(yōu)點，即轉(zhuǎn)子繞組的制造不受延遲。這對于經(jīng)濟性方面是特別地有利的。以何種方式(機械、化學、熱學或其他方式)在轉(zhuǎn)子繞組的端部范圍內(nèi)實現(xiàn)繞組線的絕緣將根據(jù)具體情況下的條件，且例如取決于絕緣的類型。
雖然本發(fā)明在原理上可與電刷運行表面的幾何形狀(平面的，圓柱形的或其他方式)無關(guān)地應(yīng)用，但如從如下的解釋顯見，與帶有平的電刷運行表面的
換向單元相結(jié)合時，即在其中曾使用或使用了碳平面換向器(Plan-kommutatoren )的應(yīng)用中，本發(fā)明被證明是特別地有利的。
根據(jù)本發(fā)明的有利擴展，轉(zhuǎn)子繞組的端部為固定在插入件的凸緣上而多次圍繞凸緣纏繞，和/或引入到提供在凸緣上的凹槽內(nèi)，轉(zhuǎn)子繞組的線夾緊在所述凹槽內(nèi)。這提供了成本低廉的可制造的可靠的轉(zhuǎn)子繞組端部在插入件凸緣上的固定。所述的凹槽尤其優(yōu)選地不完全圍繞凸緣延伸，而是僅延伸過凸緣的一定的范圍，所述范圍不直接地與用于制造與轉(zhuǎn)子繞組的導電連接的換向單元的換向器片的前表面部分對置。即在此處轉(zhuǎn)子繞組的端部應(yīng)盡可能大地露出，以實現(xiàn)對于與換向器片的耐久導電連接的最佳前提條件。
與如下可能性相關(guān)，即在安放換向部件時直接地實現(xiàn)轉(zhuǎn)子繞組的端部和換向單元的換向器片之間的導電連接，被證明特別地有利的是每個導電連接通過導電粘性物質(zhì)形成、固定和支持。這是特別地有利的，因為在此情況中不需要任何對于換向單元的換向器片的表面金屬化。在安放換向部件前，將導電粘合劑涂敷在凸緣上以及固定于該處的(磨光的)轉(zhuǎn)子繞組的端部和/或換向器片的前表面部分上。然而，如果為形成、固定和支持轉(zhuǎn)子繞組的端部與換向單元的換向器片之間的導電連接使用了不同于所述已知方法(例如，釬焊)的其他方法，那么值得推薦的是將換向單元的換向器片首先以這樣的已知的方式(部分地)進行表面金屬化。合適的是在安放換向部件前將焊劑作為膏涂敷在凸緣上以及固定于該處的轉(zhuǎn)子繞組的端部和/或換向器片的前表面部分上，且在安裝換向部件后將換向單元加熱到焊劑的軟化溫度以上的溫度。
根據(jù)本發(fā)明的再另一個擴展，在多種方面特別地有利的是使待安裝的換向部件包括環(huán)形或套筒形的碳毛坯，其中，僅在形成了換向單元的換向器片與轉(zhuǎn)子繞組的導電連接后才將換向單元的各換向器片相互分開。在此方面，特別地優(yōu)點是換向部件僅由環(huán)形或套筒形的碳毛坯形成，所述碳毛坯安放在插入件上且在換向單元的各換向器片分離前至少部分地與插入件、電樞包和轉(zhuǎn)子繞組一
起以塑料或電木包封或壓力注塑。設(shè)在插入件上的定心凸起在此能夠保證插入件和碳毛坯位置正確且相互對齊地布置。如果轉(zhuǎn)子軸-特別是在帶有平的電刷運行表面的換向單元中-阻礙了換向單元的各換向器片的分離，則必要時可以在換向單元的各換向器片分離前軸向移動轉(zhuǎn)子軸。這不僅適用于隨后與運行軸交換的其上制造有轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸是純的安裝軸的情況，而且如果轉(zhuǎn)子從開始即制成在運行軸上，則轉(zhuǎn)子軸可以臨時地軸向地被移動，以能夠?qū)⑹紫扰c封閉的環(huán)或封閉的套筒相互連接換向單元的換向器片分離。不過以上示出的構(gòu)造特征當然不是強制的。本發(fā)明的用于一定的應(yīng)用情況
定在此支承主體內(nèi)的已分離和相互絕緣的換向單元的換向器片。在此情況中，換向單元-連同其絕緣的支承主體-可以安裝在轉(zhuǎn)子軸自身上。在任何情況中，插入件不強制地用于將換向部件或換向單元的換向器片定心的目的，而這與在以上描述的無支承件的換向部件中不同。換向部件的支承主體在此情況中具有露出了換向器片的(軸向)前表面部分的空隙或窗，所述前表面部分用于在轉(zhuǎn)子繞組的端部和換向單元的換向器片之間形成導電連接。因為在應(yīng)用本發(fā)明時，轉(zhuǎn)子繞組的端部不通過焊接連接在換向單元上，所以換向部件的支承主體可以成本低廉地由熱塑性材料制造。
根據(jù)本發(fā)明的再另一個擴展建議，使插入件具有在換向單元的方向上基本上錐形地擴展的用于轉(zhuǎn)子繞組的外部安放表面。插入件可以以此方式限制且限定為制造轉(zhuǎn)子繞組所提供的空間并支承轉(zhuǎn)子繞組，這對于緊湊的結(jié)構(gòu)形式是特別地有利的。插入件、電樞包和轉(zhuǎn)子繞組可以以此方式形成緊湊的固定的單元，該單元在需要時甚至可無軸地使用。
雖然在上文中解釋的且也從如下的


中顯見的本發(fā)明的具有特征的優(yōu)點特別地表現(xiàn)在其換向單元包括碳換向器片的轉(zhuǎn)子中，但原理上不排除將相應(yīng)的構(gòu)造特征適用于具有帶金屬段的換向單元的轉(zhuǎn)子。因此，本申請人在此以合適的方式(例如通過部分申請或要求本申請的優(yōu)先權(quán))也要求保護一種通

下文將根據(jù)在圖中示出的四個優(yōu)選的實施例進一步解釋本發(fā)明。各圖為
圖1示出了通過使用本發(fā)明制造的直流電動馬達的轉(zhuǎn)子的第 一 實施例的軸
截面，所述轉(zhuǎn)子帶有平面的電刷運行表面；
圖2示出了在另一個平面內(nèi)通過在圖1中示出的轉(zhuǎn)子的另外的軸截面；圖3示出了根據(jù)圖1和圖2的轉(zhuǎn)子的前側(cè)俯視圖4在透視圖中示出了用于制造根據(jù)圖1至圖3的轉(zhuǎn)子所使用的插入件；
和
圖5從另 一個透視圖中示出了根據(jù)圖4的插入件；
圖6解釋了按照多個步驟制造4艮據(jù)圖1至圖3的轉(zhuǎn)子的流程；此外圖7示出了通過使用本發(fā)明制造的直流電動馬達的轉(zhuǎn)子的第二實施例的軸
截面，所述轉(zhuǎn)子帶有平面的電刷運行表面；
圖8在透視圖中示出了用于制造根據(jù)圖7的轉(zhuǎn)子的換向部件；
圖9從另外的透視圖中示出了根據(jù)圖8的換向部件；
圖IO在透視圖中示出了用于制造根據(jù)圖7的轉(zhuǎn)子的插入件；
圖ll從另一個透視圖中示出了根據(jù)圖IO的插入件；
圖12在透視圖中示出了在安裝換向部件前的轉(zhuǎn)子毛坯；和
圖13從另外的透視圖中示出了在換向部件安裝后的根據(jù)圖12的轉(zhuǎn)子毛
坯；此外
圖14示出了穿過使用本發(fā)明制造的直流電動馬達的轉(zhuǎn)子的第三實施例的 軸截面，所述轉(zhuǎn)子帶有平面的電刷運行表面； —
圖15在另一個平面內(nèi)示出了通過根據(jù)圖14示出的轉(zhuǎn)子的另一軸截面；和
圖16在透視圖中示出了用于制造根據(jù)圖14和圖15的轉(zhuǎn)子的插入件和安 放在該插入件上的換向部件；最后
圖17示出了穿過使用本發(fā)明制造的直流電動馬達的轉(zhuǎn)子的第四實施例的 軸截面，所述轉(zhuǎn)子帶有平面的電刷運行表面；和
圖18從另一個透視圖中示出了根據(jù)圖17的轉(zhuǎn)子。
具體實施例方式
圖1至圖6中所示的電機轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子軸1、安放在此轉(zhuǎn)子軸1上的電樞 包2、設(shè)置在電樞包上的轉(zhuǎn)子繞組3和換向單元4。換向單元4包括八個由碳制 成的圍繞轉(zhuǎn)子軸5布置的換向器片6，換向器片6限定了一個垂直于轉(zhuǎn)子軸5 布置的平面的電刷運行表面。由絕緣的繞組線制成的轉(zhuǎn)子繞組相應(yīng)地包括八個 線圈形的單個繞組。在此范圍內(nèi)，圖示的轉(zhuǎn)子對應(yīng)于充分已知的現(xiàn)有技術(shù)，因 而無需進一步的解釋。
為將轉(zhuǎn)子繞組3的單個繞組的端部8直接連接到換向單元4的換向器片6, 在轉(zhuǎn)子軸1上安放了由絕緣材料制成的帶有軸孔10的插入件9。插入件9以其 正面11抵靠在電樞包2上。插入件9具有在換向單元4的方向上基本上錐形展 寬的用于轉(zhuǎn)子繞組3的外部安放表面12。另外，插入件9具有八個具有徑向指 向的臂形突出的形狀的凸緣13,凸緣13徑向向外突伸出芯14且相對于芯l4 沿軸向向換向單元4的換向器片6的方向偏置。凸緣l3具有肋狀件l5形狀的徑向向內(nèi)走向的延長，肋狀件15從插入件9的芯14的正面?zhèn)?8突出。肋狀件
15每個具有用于相應(yīng)的換向單元4的換向器片6的安放表面16，其中八個安放 表面16》t置在共同的平行于電刷運行表面的平面內(nèi)。定心凸起17在徑向內(nèi)側(cè) 從肋狀件凸起，換向單元4的換向器片6分別以其徑向內(nèi)邊緣抵靠在各定心凸 起17上。
為將轉(zhuǎn)子繞組的端部8固定在插入件9的凸緣13上，凸緣13具有凹槽19, 凹槽19的凈寬度這樣地與要用于制造轉(zhuǎn)子繞組的繞組線的直徑相協(xié)調(diào)一致，使 得繞組線在轉(zhuǎn)子繞組的端部8的范圍內(nèi)多次圍繞凸緣13纏繞，且引入到凹槽 19內(nèi)并夾緊在凹槽19內(nèi)。凹槽19僅在凸緣13的背對換向單元4的換向器片6 的范圍顯現(xiàn)。相反地，凸緣13在朝向換向器片6處具有瓶口形的凹陷20,所 述凹陷20相對于安放表面16縮入大約用于制造轉(zhuǎn)子繞組的線的粗細，且用于 接收多個沿徑向并排布置的轉(zhuǎn)子繞組的端部8的線圈。
換向單元4的換向器片6與轉(zhuǎn)子繞組3的端部8的接觸在換向器片6的前 表面部分21的范圍內(nèi)進行。在此，在不將換向器片的相應(yīng)的表面金屬化的情況 下，通過使用導電粘合劑將去除了絕緣的圍繞凸緣13纏繞的轉(zhuǎn)子繞組端部8 連接在換向器片6上。
在徑向外側(cè)和徑向內(nèi)側(cè)將在此處相應(yīng)地成形的換向單元4的換向器片6由 塑料22包圍，電樞包2和轉(zhuǎn)子繞組3也嵌入到所述塑料22內(nèi)。塑料22也在換 向器片6不抵靠凸緣13之處包圍凸緣13,且以此方式另外地有助于轉(zhuǎn)子繞組3 的端部8固定在凸緣13上。
對于圖1至圖3中示出的轉(zhuǎn)子的制造的特征在于，使安放在插入件9上的 換向部件23僅由碳制環(huán)形盤24形成。圖6在步驟6.3中示出了碳制環(huán)形盤24 在插入件9上的安放，安放通過以以上所述的方式形成到轉(zhuǎn)子繞組的端部的導 電連接實現(xiàn)。然后，如在步驟6.4中示出，將包括電樞包2、轉(zhuǎn)子繞組3、插入 件9和碳制環(huán)形盤24的組件以塑料22包封，其中塑料根據(jù)肋狀件l5在插入件 9的芯14上方的升起也抵靠在換向器片6的下側(cè)上且錨定各換向器片，并僅使 電刷運行表面7保持棵露。在塑料22中澆注有與插入件9相對地安放在轉(zhuǎn)子軸 l上的套筒25;該套筒25防止了在將轉(zhuǎn)子軸1壓出時對塑料22的損壞。在去 除轉(zhuǎn)子軸1后，碳制環(huán)形盤14通過徑向切割被鋸開，以將換向單元的各換向器 片6相互分離且相互絕緣(步驟6.5)。然后，安裝了作為最終的轉(zhuǎn)子軸1的運 行軸(步驟6.6)。為在壓入運行軸時不損壞換向單元4，由塑料22制成的主體具有肩部26，在壓入運行軸時，所述主體支承在所述肩部26上。
根據(jù)圖7至圖13示出的實施例與上文中根據(jù)圖1至圖6解釋的實施例相 比的特征在于，待安裝的換向部件27具有絕緣的支承主體28和錨定在所述支 承主體28上的已經(jīng)分開且相互絕緣的換向單元4的各換向器片6。換向部件27 被直接安裝在轉(zhuǎn)子軸1上，為此目的支承主體28具有軸孔29。另外，換向部 件的支承主體具有窗30,該窗30使換向單元4的換向器片6的軸向前表面部 分21露出，且以此方式實現(xiàn)了在轉(zhuǎn)子繞組的各端部和各換向器片之間的在每個 軸向前表面部分21的區(qū)域內(nèi)的導電連接。
待安裝在轉(zhuǎn)子軸1上的插入件31為此目的與換向部件27的具體設(shè)計匹配。 凸緣32設(shè)計為能進入到換向部件27的支承主體28的窗30內(nèi)。插入件31和換 向部件27的方向相互對齊通過相互對應(yīng)的具有基本上錐形形狀的匹配表面33 、 34來支持。
此外，圖7至圖13所示的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)特征及其制造方法體現(xiàn)了對于圖1 至圖6的解釋，因此為避免重復而引用了后者。
圖14至圖16說明了根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的轉(zhuǎn)子，其換向單元4具有圓柱形電 刷運行表面35。要在制造過程中安裝在插入件36上的換向部件37僅由碳套筒 38形成，碳套筒38的內(nèi)周表面形成為波形，以形成用于換向器片40的側(cè)凹的 電樞部分39。為將碳套筒38在插入件36上定心，該插入件36不僅具有在徑 向內(nèi)側(cè)從肋狀件41沿軸向凸出的定心凸起42，而且還具有定心突頭43，所述 定心突頭43各自成對地在其間接收電樞部分39,且因此保證了碳套筒38和插 入件3 6之間的嚴格的角度對齊。
在以塑料44將包括轉(zhuǎn)子軸1、電樞包2、轉(zhuǎn)子繞組3、插入件36和換向部 件37的預先安裝的單元澆注后，將碳套筒38通過鋸痕45分開，從而將各換向 器片40相互分離且相互絕緣。塑料44在換向單元4的軸向前側(cè)上形成了封閉 盤46，封閉盤46同樣地機械地保護了換向器片40且額外地將其固定。
由于換向部件37的無支承件的設(shè)計具有與圖1至圖6所示的實施形式的 明顯的結(jié)構(gòu)共性，因而為避免重復，參考這些附圖的前述解釋。
與圖14至圖16所示的實施形式中不同，在根據(jù)圖17和圖18的轉(zhuǎn)子中， 待直接安裝在轉(zhuǎn)子軸1上的換向部件47具有絕緣的支承主體48和錨定在其內(nèi) 的相互分開的各碳換向器片49。支承主體48具有空隙50，該空隙50使換向器 片49的軸向前表面部分21露出，以實現(xiàn)在轉(zhuǎn)子繞組3的端部8和各換向器片49之間的在每個軸向前表面部分21的范圍內(nèi)的導電連4妻。待安裝在轉(zhuǎn)子軸1 上的插入件51為此目的與換向部件47的具體設(shè)計匹配。凸緣52設(shè)計為使得它 能進入換向部件47的支承主體48的空隙50內(nèi)。此外，根據(jù)圖17和圖18的轉(zhuǎn) 子的結(jié)構(gòu)和制造上特有的重點從已描述的實施形式的前述解釋中得出。
權(quán)利要求
1. 一種用于制造電機轉(zhuǎn)子的方法，所述電機具有轉(zhuǎn)子軸(1)、電樞包(2)、由絕緣的繞組線制成的包括多個線圈形狀的單個繞組的轉(zhuǎn)子繞組(3)、以及帶有多個圍繞所述轉(zhuǎn)子軸(5)布置的碳制換向器片(6，40，49)的換向單元(4)，所述方法包括如下步驟-將所述電樞包(2)安放在所述轉(zhuǎn)子軸(1)上；-將由絕緣材料制成的插入件(9，31，36，51)安放在所述轉(zhuǎn)子軸上，所述插入件(9，31，36，51)具有多個凸緣(13，32，52)，所述凸緣的數(shù)量對應(yīng)于所述換向單元的換向器片的數(shù)量；-將所述轉(zhuǎn)子繞組(3)設(shè)置在所述電樞包上，將所述轉(zhuǎn)子繞組的單個繞組的端部(8)固定在所述插入件的凸緣上，這通過將所述轉(zhuǎn)子繞組的各單個繞組的端部圍繞所述插入件的各個對應(yīng)凸緣纏繞而實現(xiàn)，且在所述轉(zhuǎn)子繞組的單個繞組的端部去除所述繞組線的絕緣；-將導電的粘合劑涂敷在所述轉(zhuǎn)子繞組的單個繞組的圍繞所述凸緣纏繞的磨光的端部上，和/或涂敷在一個包括所述換向單元的各換向器片的換向部件(23，27，37，47)的前表面上；-將所述換向部件(23，27，37，47)這樣地安放在所述轉(zhuǎn)子軸和/或所述插入件上，使得所述插入件的凸緣分別緊鄰所述換向單元的各換向器片的前表面部分(21)，其中在所述換向單元的換向器片的前表面部分的范圍內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子繞組的單個繞組的圍繞凸緣纏繞的端部通過使用粘合劑形成固定連接而與所述換向單元的各個對應(yīng)的換向器片直接導電地接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述轉(zhuǎn)子繞組(3)的單個 繞組的各端部(8)為固定在所述插入件(9, 31, 36， 51)的凸緣(13， 32, 52)上而被引入到設(shè)在所述凸緣內(nèi)的各凹槽(19)內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述轉(zhuǎn)子繞組(3)的 單個繞組的端部(8)為固定在所述插入件(9, 31, 36, 51)的凸緣(13, 32， 52)上而多次圍繞所述凸緣纏繞。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于在安放所述換 向部件(23， 27， 37， 48)時，直接地形成所述轉(zhuǎn)子繞組(3)的單個繞組的端部(8)與所述換向單元(4)的換向器片(6， 40, 49)之間的導電連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述轉(zhuǎn)子繞組(3)的單個 繞組的端部(8)與所述換向單元(4)的換向器片(6， 40, 49)的導電連接通 過導電的粘性物質(zhì)形成和固定。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述換向單元(4)的換向 器片(6, 40， 49)不具有表面金屬化。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于所述轉(zhuǎn)子繞組 (3)的單個繞組的端部(8)與所述換向單元(4)的換向器片(6, 40, 49)之間的導電連接通過釬焊形成，其中至少將用于形成與所述轉(zhuǎn)子繞組的單個繞 組的端部的連接的所述換向單元的換向器片的軸向前表面部分首先表面金屬 化。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于所述換向部件 包括環(huán)形或套筒形的碳毛坯(24, 38),其中所述換向單元(4)的各換向器片(6, 40)僅在所述換向單元的換向器片與所述轉(zhuǎn)子繞組(3)的導電連接形成 后才相互分開。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述換向部件僅由環(huán)形或套 筒形碳毛坯(24, 38 )形成，所述碳毛坯(24， 38)安放在所述插入件(9， 36) 上且在所述換向單元(4)的各換向器片(6, 40)分開前至少部分地與所述插 入件、所述電樞包(2)和所述轉(zhuǎn)子繞組(3) —起以塑料(22, 44)或電木包 封或壓力注塑。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于所述轉(zhuǎn)子軸(1 )在所 述環(huán)形碳毛坯(24)的換向單元(4)的各換向器片(6)分開前被軸向地移動。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于所迷換向單 元(27)具有絕緣的支承主體(28)和錨定在所述支承主體(28)內(nèi)的分開的 相互絕緣的所述換向單元的換向器片(6)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的方法，其特征在于所述轉(zhuǎn)子軸 (l)是純安裝軸，該安裝軸隨后由運行軸替換。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的方法，其特征在于在纏繞所述 轉(zhuǎn)子繞組期間，在所述轉(zhuǎn)子繞組(3)的單個繞組的端部(8)去除所述繞組線 的絕緣。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的方法，其特征在于在纏繞所述轉(zhuǎn)子繞組后，在所述轉(zhuǎn)子繞組(3)的單個繞組的端部(8)去除所述繞組線的 絕緣。
15. —種電機轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子軸(1 )、設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子軸(1 )上的電樞 包(2)、設(shè)置在所述電樞包(2)上的由絕緣的繞組線制成的包括多個線圈形狀 的單個繞組的轉(zhuǎn)子繞組(3)、以及帶有若干個圍繞所述轉(zhuǎn)子軸(5)布置的碳制 換向器片(6, 40, 49)的換向單元(4)，所述轉(zhuǎn)子繞組的端部(8)直接連接 在所述碳制換向器片(6, 40， 49)上，其特征在于安放在所述轉(zhuǎn)子軸上的沿軸 向布置在所述電樞包和所述換向單元之間的由絕緣材料制成的插入件(9, 31, 36, 51),所述插入件(9， 31, 36, 51 )具有多個凸緣(13， 32, 52 )，所述凸 緣(13， 32, 52 )的數(shù)量對應(yīng)于所述換向單元的換向器片的數(shù)量，所述凸緣(13, 32， 52)分別緊鄰所迷換向單元的各換向器片的前表面部分(21)布置，且在 所述凸緣(13， 32, 52)上固定了所述轉(zhuǎn)子繞組的單個繞組的磨光的端部，這 通過使所述轉(zhuǎn)子繞組的單個繞組分別圍繞對應(yīng)的凸緣纏繞來實現(xiàn)，其中在所述 換向單元的換向器片的前表面部分的區(qū)域內(nèi)通過使用粘合劑的牢固連接而將圍 繞所述凸緣纏繞的所述轉(zhuǎn)子繞組的單個繞組的端部與所述換向單元的各對應(yīng)換 向器片直接導電地接觸。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述插入件(9， 31， 36, 51 )具有向所述換向單元(4 )的方向基本上錐形地擴展的用于所述轉(zhuǎn)子繞組(3 ) 的外部安方文表面(12)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述轉(zhuǎn)子繞組(3) 的單個繞組的端部(8)為固定在所述插入件(9, 31， 36， 51)的凸緣(l3, 32, 52 )上而被引入到設(shè)在所述凸緣內(nèi)的凹槽(19)內(nèi)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述轉(zhuǎn)子 繞組(3)的單個繞組的端部(8)為固定在所述插入件(9， 31， 36, 51)的凸 緣(13, 32， 52)上而多次圍繞所述凸緣纏繞。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15至18中任一項所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述轉(zhuǎn)子 繞組(3)的單個繞組的端部(8)與所述換向單元(4)的換向器片(6， 40， 49)的導電連接借助一種導電的粘性物質(zhì)形成。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15至19中任一項所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述轉(zhuǎn)子 繞組(3)的單個繞組的端部(8)與所述換向單元(4)的換向器片之間的導電 連接通過釬焊形成。
21.根據(jù)權(quán)利要求15至20中任一項所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述換向 單元(4)的換向器片(6, 40)通過所述插入件(9， 36)的定心凸起(17, 42) 定心且錨定在塑料(22, 44)或電木內(nèi)，也以所述塑料(22, 44)或電木將所 述插入件、所述電樞包(3)和所述轉(zhuǎn)子繞組(3)包封或壓力注塑。
全文摘要
轉(zhuǎn)子具有碳制換向器(4)。為制造轉(zhuǎn)子將絕緣的支承件(9)安放在轉(zhuǎn)子軸(1)上。支承件(9)具有凸緣(13)，轉(zhuǎn)子線圈(3)的繞組端(8)圍繞該凸緣(13)纏繞，在去除絕緣后為繞組端(8)設(shè)置導電粘合劑。然后將換向器(4)安放在帶有繞組端(8)的凸緣(13)上。通過此過程，將繞組端(8)直接機械連接且電連接到相應(yīng)的換向器片(6)。
文檔編號H01R39/32GK101490912SQ200780026327
公開日2009年7月22日 申請日期2007年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月10日
發(fā)明者路德維克·庫瑪, 德爾莫塔 馬詹· 申請人:科萊克特集團公司