專利名稱：電動機的換向器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動機的換向器，它具有設(shè)置在電動機電樞軸上的集流器(Kollektor)及接觸裝置，當集流器轉(zhuǎn)動時該接觸裝置總是與集流器上設(shè)有的多個接觸片中的兩個接觸片相接觸及由此在相應(yīng)的接觸片及外部電流端子之間建立電連接。
背景技術(shù)：
其中由碳刷在集流器的片上滑動(研磨)及由此將直流電流輸送到電樞繞組中的這類換向器例如已由DE 197 52 626 A1公開。這種設(shè)有碳刷的換向器通常用于直流電動機或交直流兩用電動機。這種換向器具有其缺點，即它非常易磨損，由此顯著地降低了電動機的使用壽命-如果碳刷不被更換的話。碳刷的可更換性需要相對高的結(jié)構(gòu)成本。作為對這種易磨損的機械換向器的替代方案使用了純電換向的電機。用于電換向所需的電子電路相對昂貴及由此成本高。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的任務(wù)在于，提出開始部分所述類型的用于電動機的換向器，它純機械地工作，但卻幾乎無磨損。
發(fā)明內(nèi)容所述任務(wù)將通過以下方案來解決。即，在此，電動機的集流器具有接觸裝置，當集流器轉(zhuǎn)動時這些接觸裝置總是至少與集流器上設(shè)有的多個接觸片中的兩個片相接觸及由此在相應(yīng)的接觸片及外部電流端子之間建立電連接。根據(jù)本發(fā)明，這些接觸裝置由至少兩個在集流器的軸向上彼此前后布置的導電圓筒件組成，它們的縱向軸線平行于集流器的縱向軸線。該至少兩個圓筒件相對集流器這樣安置及具有這樣的直徑，即當集流器轉(zhuǎn)動時該集流器在該至少兩個圓筒件的內(nèi)表面或外表面上碾滾，及在此，每個設(shè)有的圓筒件總是僅被集流器的一個片接觸。通過集流器用其片在圓筒件上碾滾及在這兩者之間無研磨接觸，使屬于集流器的部件經(jīng)受極小的磨損。在一個設(shè)有這種換向器的電動機上，在其整個使用壽命期間不需要更換部件，而對于具有碳刷的換向器則需要更換部件。此外，在根據(jù)本發(fā)明的機械換向器上其故障率比電子換向的電動機的故障率更小，因為換向電路的電元件具有一定的故障率。
本發(fā)明的有利構(gòu)型及實施形式可由以下措施中得到。
導電圓筒件的一個有利構(gòu)型在于，它們相對集流器的縱向軸線偏心地被支承。
在第一實施形式中，導電圓筒件被構(gòu)造成各具有一個內(nèi)環(huán)及一個外環(huán)的滾動軸承。這些滾動軸承包圍著集流器，及集流器在其上碾滾的滾動軸承的內(nèi)環(huán)可轉(zhuǎn)動地被支承及外環(huán)被固定。在第二實施形式中，導電圓筒件也被構(gòu)造成各具有一個內(nèi)環(huán)及一個外環(huán)的滾動軸承。但這里滾動軸承被設(shè)置在集流器的內(nèi)部；及集流器在其上碾滾的滾動軸承的外環(huán)可轉(zhuǎn)動地被支承及內(nèi)環(huán)被固定。
設(shè)有在滾動軸承的固定內(nèi)環(huán)或外環(huán)與外部電流端子之間建立電連接的裝置。在此，用于在滾動軸承的固定外環(huán)或內(nèi)環(huán)與外部電流端子之間建立電連接的這些裝置由銷構(gòu)成，它們可從外部被旋入穿過固定外環(huán)或內(nèi)環(huán)的一個或多個接收部分，由此使銷端部壓在外環(huán)或內(nèi)環(huán)上。
導電圓筒件在徑向上相對它們的縱向軸線被彈性地支承，可使基于集流器加工公差的不對稱性以簡單的方式方法得到補償。
有利的是，設(shè)有將導電圓筒件壓在集流器上的裝置。
有利的是，壓在導電圓筒件的外環(huán)或內(nèi)環(huán)上的、建立電接觸的銷將圓筒件壓在集流器上，由此該銷同時實現(xiàn)了電的及機械的功能。


以下將借助在附圖中所示的多個實施例來詳細描述本發(fā)明。附圖為圖1一個具有兩個包圍集流器的圓筒件的換向器的縱剖視圖，圖2一個正視圖，及圖3圖1中所示換向器的后視圖，及圖4具有兩個設(shè)在集流器內(nèi)部的圓筒件的換向器的正視圖。
具體實施例方式
圖1表示一個電動機的換向器的縱剖視圖，該電動機例如是一個直流電動機或交直流兩用電動機。該換向器具有一個集流器1，該集流器可繞一個縱向軸線2轉(zhuǎn)動地被支承著，該縱向軸線與圖中未示出的、容納了多個電樞繞組的電動機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線相重疊。集流器1以公知的方式在其外圓周上具有多個片3，這些片與電樞繞組電連接及通過它們向電樞繞組輸送電流。借助集流器1的一個或多個片3的這些裝置輸入電流及由集流器1的一個或多個另外的片3再導出電流，這在以下的描述中再說明。
在圖1所示的換向器的剖視圖中可看出輸入電流及導出電流的接觸裝置，其中這些接觸裝置的結(jié)構(gòu)也可通過圖2中所示的換向器的正視圖A及圖3中所示的換向器的后視圖B清楚地看出。
這些接觸裝置由兩個在集流器1的軸向上彼此前后布置的導電圓筒件4及5構(gòu)成。導電圓筒件4可繞一個縱軸線6轉(zhuǎn)動地被支承，及導電圓筒件5可繞一個縱軸線7轉(zhuǎn)動地被支承，其中兩個圓筒件4及5的兩個縱向軸線5及6相對集流器1的縱向軸線2偏心地布置。兩個導電圓筒件4及5的兩個縱向軸線6及7相對集流器1的縱向軸線2錯開相同的距離。
導電圓筒件4被構(gòu)造成具有一個內(nèi)環(huán)8及一個外環(huán)9的滾動軸承，及在內(nèi)環(huán)8與外環(huán)9之間具有滾珠、滾柱或滾針10，它們允許內(nèi)環(huán)8和外環(huán)9繞其公共軸線6相對轉(zhuǎn)動。導電圓筒件5以與導電圓筒件4相同的方式構(gòu)成。它也由一個內(nèi)環(huán)11、一個外環(huán)12及支承在這兩者之間的滾珠、滾柱或滾針13組成。
這兩個在軸向上彼此前后布置的圓筒件4及5由一個同心地包圍集流器1的殼體14保持。該殼體14最好由一種電絕緣材料構(gòu)成。兩個導電圓筒件4及5的外環(huán)9及12被固定在殼體14中。這兩個導電圓筒件4及5在徑向上相對它們的縱軸線6及7彈性地支承在殼體14中。這兩個導電圓筒件4及5的彈性支承例如可借助接合在導電圓筒件4或5的外環(huán)9或12與殼體14的內(nèi)壁之間的橡膠環(huán)15或16來實現(xiàn)。彈性的環(huán)15或16也可由其它的彈性材料取代橡膠來構(gòu)成。最好在導電圓筒件4或5的各外環(huán)9或12與包圍它的橡膠環(huán)15或16之間還接合有一個接觸環(huán)17或18，接觸環(huán)由一種導電材料構(gòu)成。
如上所述，放置在兩個導電圓筒件4及5的外環(huán)9及12上的接觸環(huán)17及18用于使輸入及導出電流的接觸銷19及20與圓筒件4及5形成電連接。接觸銷19與導電圓筒件4的縱軸線6垂直地被從外部旋入到殼體4中。它的由殼體14中伸出的端部構(gòu)成接觸凸起21，由此一個電源的導線可連接在該接觸凸起上。接觸銷19的向著殼體14的內(nèi)部的端部具有一個變細的前段23，該前段穿過接觸環(huán)17及壓在圓筒件4的外環(huán)9上。因此電流可通過接觸銷19，外環(huán)9，滾珠、滾柱或滾針10流到圓筒件4的內(nèi)環(huán)8。另一接觸銷20以與上述接觸銷19相同的方式構(gòu)成。接觸銷20在它的由殼體14中伸出的端部上設(shè)有一個接觸凸起22，及在它的伸入殼體14內(nèi)的端部上具有一個變細的前段24，該前段穿過接觸環(huán)18及壓在圓筒件5的外環(huán)12上。
由在圖2及3中所示出的換向器的方向A上及方向B上的兩個視圖可看出兩個圓筒件4及5的內(nèi)環(huán)8及11的直徑相對集流器1的直徑這樣地選擇，以使得圓筒件4或5的內(nèi)環(huán)8或11分別僅與集流器1的一個片相接觸。并且兩個圓筒件4及5的內(nèi)環(huán)8及11各與集流器1的位于直徑上相反端的片相接觸。通過兩個圓筒件4或5中的一個對集流器1的一個片3輸入電流，及通過兩個圓筒件4或5中的另一個由集流器1的另一個片導出電流。借助上述的接觸銷19及20可通過它們旋入殼體14中或大些或小些的深度使導電圓筒件4及5抵抗由橡膠環(huán)15及16產(chǎn)生的彈性力壓在集流器的片3上。當與電動機轉(zhuǎn)子相連接的集流器繞其縱軸線2轉(zhuǎn)動時，片3在兩個偏心設(shè)置的圓筒件4及5的導流內(nèi)環(huán)8及11上滾動。通過兩個圓筒件4及5的內(nèi)環(huán)8及11相對外環(huán)9及12繞縱軸線6及7的轉(zhuǎn)動可導致所述集流器1的片3在內(nèi)環(huán)8及11上的所述滾動運動，由此形成了與滑動接觸(如碳刷接觸的情況)相比顯著低并且?guī)缀鯚o磨損的滾動接觸。
雖然在上述實施例中每次僅是集流器1的兩個片被圓筒件4及5接觸-一個片用于饋入電流及另一片用于導出電流，但也可設(shè)置多于兩個彼此前后布置的導電圓筒件，這時設(shè)有多個集流器片用于輸入及導出電流。
在圖1，2及3所示的集流器實施例中，集流器1在兩個圓筒件4及5的內(nèi)環(huán)8及11上滾動，即兩個圓筒件4及5具有比集流器1大的直徑，由此兩個圓筒件4及5包圍著集流器1。如圖4中看到的，可與上述例子相反地，集流器25包圍著導電圓筒件26及27。圖4表示具有兩個設(shè)在集流器25內(nèi)部的導電圓筒件26及27的集流器25的正視圖，這些圓筒件的縱向軸線28及29平行于集流器25的縱向軸線30及相對后者偏心錯開地延伸。為清楚起見在圖4中未示出該換向器的殼體及用于兩個導電圓筒件26及27的支承和接觸裝置。與上述實施例相同地，導電圓筒件26由一個內(nèi)環(huán)31、一個外環(huán)32及支承在它們之間的滾珠、滾柱或滾針33組成，及導電圓筒件27由一個內(nèi)環(huán)34、一個外環(huán)35及支承在它們之間的滾珠、滾柱或滾針36組成。兩個導電圓筒件26及27的各內(nèi)環(huán)31及34是固定的，而外環(huán)32及35相對內(nèi)環(huán)31及34可繞導電圓筒件26及27的軸線28及29轉(zhuǎn)動。在該換向器的實施例中，集流器25的片37在兩個導電圓筒件26及27的外環(huán)32及35上滾動。電流饋入及導出兩個導電圓筒件26及27也借助接觸銷來實現(xiàn)，這些銷在圖4中未示出，它們與導電圓筒件26及27的固定內(nèi)環(huán)31及34形成連接。
通過更換輸入或輸出這兩個導電圓筒件4及5或26及27的電流方向，可使電動機的轉(zhuǎn)向在向左轉(zhuǎn)動與向右轉(zhuǎn)動之間轉(zhuǎn)換。此外具有導電圓筒件4及5或26及27的電動機能以簡單的方式制動，即其中在集流器1或25的片3或37上輸出的外環(huán)9，12或內(nèi)環(huán)31，34被制動或在不同方向上轉(zhuǎn)動。
權(quán)利要求
1.用于電動機的換向器，它具有設(shè)置在電動機電樞軸上的圓筒形集流器(1，25)及接觸裝置(4，5，26，27)，當集流器(1，25)轉(zhuǎn)動時這些接觸裝置總是至少與集流器(1，25)上設(shè)有的多個接觸片(3，37)中的兩個片相接觸及由此在相應(yīng)的接觸片(3，37)與外部電流端子(21，22)之間建立電連接，其特征在于這些接觸裝置由至少兩個在集流器(1，25)的軸向上彼此前后布置的導電圓筒件(4，5，26，27)組成，它們的縱向軸線(6，7，28，29)平行于集流器(1，25)的縱向軸線(2，30)；并且該至少兩個圓筒件(4，5，26，27)相對集流器(1，25)的安置及它們的直徑，使得當集流器(1，25)轉(zhuǎn)動時該集流器在該至少兩個圓筒件(4，5，26，27)的內(nèi)表面(8，11)或外表面(9，12)上滾動，并且在此，所設(shè)的圓筒件(4，5，26，27)的每個總是僅被集流器(1，25)的一個片(3，37)接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的換向器，其特征在于導電圓筒件(4，5，26，27)相對集流器(1，25)的縱向軸線(2，30)偏心地被支承。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的換向器，其特征在于導電圓筒件(4，5)被構(gòu)造成各具有一個內(nèi)環(huán)(8，11)及一個外環(huán)(9，12)的滾動軸承；這些圓筒件(4，5)包圍著所述集流器(1)；并且圓筒件(4，5)的被集流器(1)在其上滾動的內(nèi)環(huán)(8，11)可轉(zhuǎn)動地被支承及外環(huán)(9，12)被固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的換向器，其特征在于導電圓筒件(26，27)被構(gòu)造成各具有一個內(nèi)環(huán)(31，34)及一個外環(huán)(32，35)的滾動軸承；這些圓筒件(26，27)被設(shè)置在集流器(25)的內(nèi)部；并且圓筒件(26，27)的被集流器(25)在其上滾動的外環(huán)(32，35)可轉(zhuǎn)動地被支承及內(nèi)環(huán)(31，34)被固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的換向器，其特征在于設(shè)有裝置(19，20)，它們在圓筒件(4，5，26，27)的固定內(nèi)環(huán)(31，34)或外環(huán)(9，12)與外部電流端子(21，22)之間建立電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的換向器，其特征在于用于在圓筒件(4，5)的固定外環(huán)或內(nèi)環(huán)(9，12)與外部電流端子(21，22)之間建立電連接的裝置由銷(19，20)構(gòu)成，它們可從外部被旋入穿過固定外環(huán)或內(nèi)環(huán)(9，12)的一個或多個接收部分(14，17，18)，這樣，銷端部(23，24)壓在外環(huán)或內(nèi)環(huán)(9，12)上。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的換向器，其特征在于導電圓筒件(4，5)在徑向上相對它們的縱向軸線(6，7)被彈性地支承。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的換向器，其特征在于設(shè)有裝置(19，20)，它們將導電圓筒件(4，5)壓在集流器(1)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或8的換向器，其特征在于壓在導電圓筒件(4，5)的外環(huán)或內(nèi)環(huán)(9，12)上的、建立電接觸的銷(19，20)將圓筒件(4，5)壓在集流器(1)上。
全文摘要
電動機的換向器，它具有設(shè)置在電動機電樞軸上的圓筒形集流器(1)及接觸裝置(4，5)，當集流器轉(zhuǎn)動時這些接觸裝置總是至少與集流器上設(shè)有的多個接觸片(3)中的兩個片相接觸及由此在相應(yīng)的接觸片及外部電流端子(21，22)之間建立電連接，接觸裝置由至少兩個在集流器的軸向上彼此前后布置的導電圓筒件(4，5)組成，它們的縱向軸線(6，7)平行于集流器的縱向軸線(2)；及該至少兩個圓筒件相對集流器的位置及它們的直徑，使得當集流器轉(zhuǎn)動時該集流器在該至少兩個圓筒件的內(nèi)表面(8)或外表面上滾動，及在此，每個設(shè)有的圓筒件總是僅被集流器的一個片(3)接觸。該換向器幾乎無磨損。
文檔編號H02K13/00GK1537348SQ03800735
公開日2004年10月13日 申請日期2003年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月25日
發(fā)明者米夏埃多·哈貝利茨, 米夏埃多 哈貝利茨 申請人:羅伯特·博施有限公司, 羅伯特 博施有限公司