用于電機(jī)的換向器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于電機(jī)的換向器，所述換向器具有電樞側(cè)的集流器以及電刷，所述集流器具有分布在圓周上的薄片，所述電刷為了傳輸電流貼靠在電樞上滑動接觸。在所述集流器上設(shè)有能夠熱變形的短接元件作為熱過載保護(hù)裝置，該短接元件具有導(dǎo)電的接觸橋，該接觸橋在超出極限溫度的情況下能轉(zhuǎn)變到將在所述集流器上的至少兩個薄片短接的短接位置。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種按照獨(dú)立權(quán)利要求I的前序部分所述的用于電機(jī)的換向器，特別是用于內(nèi)燃機(jī)的起動機(jī)的換向器。
技術(shù)介紹
換向器已知在電機(jī)中用于在電樞繞組上的電流換向和傳 輸電流，該換向器與轉(zhuǎn)子共同旋轉(zhuǎn)。所述換向器包括電樞側(cè)的、具有在圓周上分布的薄片的圓柱形集流器，用于傳輸電流的碳刷滑動接觸地貼靠在所述薄片上。作為過載保護(hù)可以使用熱開關(guān)或尺寸相對較小的電刷絞合線，通過該絞合線給碳刷供以電流。在熱量輸入增大的情況下，絞合線熔斷，其中在同一極的碳刷絞合線中剩余的橫截面在短暫的作用時間后由于橫截面減小同樣斷開，由此阻止電流流過。然而卻存在在電機(jī)的馬達(dá)殼體外部的絞合線發(fā)熱的危險。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于，通過簡單的結(jié)構(gòu)措施在電機(jī)中提供有效的過載保護(hù)，其中同時應(yīng)能更好地針對部件在發(fā)動機(jī)殼體外部發(fā)熱進(jìn)行保護(hù)。所述目的根據(jù)本專利技術(shù)通過權(quán)利要求I的特征得以解決。從屬權(quán)利要求給出有利的改進(jìn)方案。根據(jù)本專利技術(shù)的換向器在電機(jī)中用于到電樞側(cè)的繞組的電流傳輸和電流換向，所述繞組與轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。特別地，所述電機(jī)為用于起動內(nèi)燃機(jī)的起動電動機(jī)。換向器具有電樞側(cè)的集流器，該集流器帶有在圓周上分布的薄片，電樞繞組的繞組端部通過這些薄片電連接。集流器的區(qū)段形式相鄰構(gòu)造的薄片相互電隔開。電刷(通常是碳刷)貼靠在集流器的外周面上，所述電刷與集流器處于滑動接觸，并且通過所述電刷實(shí)現(xiàn)電流的傳輸。電樞側(cè)的集流器和電刷共同構(gòu)成用于電機(jī)的換向器。在集流器上設(shè)置在正常工作中電絕緣的、可熱變形的短接元件作為熱過載保護(hù)裝置，該短接元件設(shè)有導(dǎo)電的接觸橋。在超出極限溫度的情況下，在短接元件上的接觸橋轉(zhuǎn)變到將集流器上的至少兩個薄片短接的短接位置。這種實(shí)施方式具有如下優(yōu)點(diǎn)短接元件的觸發(fā)與電樞的溫度有關(guān)，而與其他的熱源和熱容量(例如電刷)或者用于給電刷供電的絞合線無關(guān)。另一優(yōu)點(diǎn)在于短接元件的緊挨在集流器上的定位，使得避免了部件在發(fā)動機(jī)殼體外部的發(fā)熱。短接通過短接元件的接觸橋通常直接在集流器的相鄰薄片之間進(jìn)行，緊接著，電刷絞合線由于在短時間內(nèi)出現(xiàn)的短接電流被可靠地破壞，起動機(jī)電流被中斷。電流中斷的觸發(fā)通過多個換向器薄片的短接實(shí)現(xiàn)，因此顯著的電流增大通過電刷絞合線的非常快速的熔斷而通過集流器上的附加元件進(jìn)行傳輸。因?yàn)殡娝⒔g合線本身不具有用于過載保護(hù)的觸發(fā)功能，所以該電刷絞合線可以具有較大的橫截面，由此提高電機(jī)的功率，并且電刷由于絞合線中的損耗而變熱的程度較低。短接元件在正常情況下處于非作用位置，而在過載情況下熱變形，緊接著，在短接元件上的導(dǎo)電的接觸橋轉(zhuǎn)變到短接位置，在該短接位置處至少兩個在集流器上的薄片短接。短接通常通過接觸橋和相鄰薄片之間的直接接觸實(shí)現(xiàn)。但例如通過使接觸橋貼靠在電樞繞組的對應(yīng)于不同薄片的繞組端部上，也可以經(jīng)由接觸橋在薄片之間實(shí)現(xiàn)間接地接觸。根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式規(guī)定，短接元件被構(gòu)造為雙金屬元件或者包括雙金屬元件。隨著超過極限溫度，雙金屬元件變形，由此達(dá)到接觸橋的短接位置。這可能伴隨著所謂的Knackfrosch效應(yīng)(Knackfrosch-Effekt),其中雙金屬元件隨著極限溫度的超過突然地從非作用位置轉(zhuǎn)變到短接位置。不僅整個短接元件被實(shí)施為雙金屬元件的實(shí)施方式是可行的，而且僅短接元件的一部分被實(shí)施為雙金屬元件的實(shí)施方式也是可行的。在所述的后一情況下，接觸橋例如由雙金屬元件構(gòu)成。但也可行的是，并非是將接觸橋?qū)嵤殡p金屬元件，而是將接觸橋例如以該接觸橋的端部與雙金屬元件連接，其中通過雙金屬元件熱觸發(fā)的變形而使接觸橋轉(zhuǎn)變到短接位置。 但原則上也可以考慮其他的熱變形的材料，只要其適合在超出極限溫度時對接觸橋施加負(fù)荷使其進(jìn)入短接位置。例如可行的是，在塑料的短接元件中設(shè)置處于預(yù)應(yīng)力下的由金屬制成的接觸橋，其中，塑料在超出極限溫度時變軟并且熔化，使得接觸橋由于其預(yù)應(yīng)力而轉(zhuǎn)移到短接位置。根據(jù)有利的實(shí)施方式，接觸橋被構(gòu)造為圓環(huán)段，該圓環(huán)段在短接位置將集流器上的至少兩個相鄰的薄片，必要時也可以是更多個薄片連接。也可以將接觸橋?qū)嵤榄h(huán)繞的、導(dǎo)電的環(huán)。集流器有利地具有徑向加寬的換向器凸緣，電樞繞組的繞組端部被容納在該換向器凸緣上。為此，凸緣例如具有徑向延伸的容納槽，繞阻端部被插入到所述容納槽中。短接元件的設(shè)置使得接觸橋在短接位置貼靠在集流器的凸緣的端面上。集流器的分段部在凸緣中延伸，從而貼靠在端面上的接觸橋在短接位置處將兩個段或者說薄片相互連接并短接。短接元件特別地在集流器具有徑向加寬的凸緣的實(shí)施方式中有利地與電樞繞組的繞組端部直接相鄰地設(shè)置，特別是以短接元件被構(gòu)造為環(huán)形部件的方式設(shè)置，該環(huán)形部件被推到集流器的圓柱形換向器凸緣上直到凸緣的端面。短接元件構(gòu)成蓋件并且沿徑向包住繞組端部，使得短接元件除了其過載功能外還承擔(dān)固定繞組端部防止沿徑向甩出的功倉泛。為了避免在非作用位置處短接，短接元件例如通過相應(yīng)的涂層在其內(nèi)側(cè)面上有利地被實(shí)施為電絕緣的。僅接觸橋被構(gòu)造為導(dǎo)電的；但該接觸橋在非作用位置與集流器上的薄片相間隔并且只在短接位置處與薄片相接觸。根據(jù)一種有利的實(shí)施方式，短接元件具有支撐區(qū)段，該支撐區(qū)段支撐在集流器上。在集流器具有徑向擴(kuò)展的凸緣的實(shí)施方式中，支撐區(qū)段有利地位于凸緣的環(huán)繞的、位于徑向外側(cè)的端面棱邊上，并且實(shí)現(xiàn)了接觸橋的與薄片或者說段在凸緣端面上相間隔的非作用位置。附圖說明其他的優(yōu)點(diǎn)和有利的實(shí)施方式由權(quán)利要求附圖說明和示圖得出。附圖中圖I以側(cè)視圖示出了電機(jī)，該電機(jī)具有換向器以及可熱變形的短接元件，所述換向器包括電樞側(cè)的集流器和用于傳輸電流的電刷，所述短接元件的形式為推到集流器上的蓋件；圖2示出了電機(jī)的與圖I相應(yīng)的示圖，但具有替代實(shí)施方式的短接元件。在附圖中相同的部件設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。具體實(shí)施例方式電機(jī)的在圖I中所示的電樞是用于內(nèi) 燃機(jī)的起動電動機(jī)I的一部分，并且在未示出的發(fā)動機(jī)殼體中具有可旋轉(zhuǎn)地支承的電樞軸3，帶有電樞導(dǎo)線9的電樞鐵心2被推到所述電樞軸上。電樞繞組的導(dǎo)線通過換向裝置4被供給電流，該換向裝置包括電樞側(cè)的集流器5以及電刷6，電刷與圓柱形集流器5的外周面處于滑動接觸。集流器5在其圓周上具有多個薄片7，其中相鄰的薄片7相互電絕緣。此外，集流器5還在電樞側(cè)具有沿徑向突出的凸緣8,該凸緣具有像薄片7 —樣的分段部(Segmentierung),并且在其徑向外側(cè)面上設(shè)有沿軸向延伸的用來容納電樞導(dǎo)線端部9的槽，這些電樞導(dǎo)線端部與所述薄片處于電接觸。此外，還設(shè)有被推到集流器5上的環(huán)形的蓋件形式的短接元件10，其中短接元件10以圓柱形的區(qū)段11搭接集流器的凸緣8的徑向外側(cè)面，由此將電樞導(dǎo)線端部9固定在凸緣的容納槽中防止被甩出。短接元件10的被實(shí)施為環(huán)形盤的、沿徑向延伸的部分具有雙金屬元件12，圓環(huán)段形式的接觸橋13與該雙金屬元件連接，其中接觸橋13由導(dǎo)電的材料制成并且在正常工作中與凸緣8的端面相間隔。這個位置是短接元件10的非作用位置，在該位置避免在相鄰薄片之間的短接。雙金屬元件12和接觸橋13被實(shí)施為單件式部件。在由電樞的熱傳遞而引起雙金屬元件升溫時，雙金屬元件12變形并且對接觸橋13施加負(fù)荷使其進(jìn)入與凸緣8的端面相接觸的短接位置，在該短接位置中至少兩個相鄰的、區(qū)段形式的薄片電接觸并且由此短接。在位于徑向外側(cè)的圓柱形區(qū)段11和短接元件的沿徑向延伸的、環(huán)形盤狀的區(qū)段之本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于電機(jī)的換向器，特別是用于內(nèi)燃機(jī)起動機(jī)的換向器，所述換向器具有電樞側(cè)的集流器(5)，該集流器具有分布在圓周上的薄片(7)，用于傳輸電流的電刷以滑動接觸的方式貼靠在所述薄片上，其特征在于，在所述集流器(5)上設(shè)有能夠熱變形的短接元件(10)作為熱過載保護(hù)裝置，該短接元件具有導(dǎo)電的接觸橋(13)，該接觸橋在超出極限溫度的情況下能轉(zhuǎn)變到將在所述集流器(5)上的至少兩個薄片(7)短接的短接位置。

【技術(shù)特征摘要】
2011.04.26 DE 102011017532.61.一種用于電機(jī)的換向器，特別是用于內(nèi)燃機(jī)起動機(jī)的換向器，所述換向器具有電樞側(cè)的集流器(5)，該集流器具有分布在圓周上的薄片(7)，用于傳輸電流的電刷以滑動接觸的方式貼靠在所述薄片上，其特征在于，在所述集流器(5)上設(shè)有能夠熱變形的短接元件(10)作為熱過載保護(hù)裝置，該短接元件具有導(dǎo)電的接觸橋(13)，該接觸橋在超出極限溫度的情況下能轉(zhuǎn)變到將在所述集流器(5)上的至少兩個薄片(7)短接的短接位置。2.按照權(quán)利要求I所述的換向器，其特征在于，所述短接元件(10)為雙金屬元件(12)或者包括雙金屬元件。3.按照權(quán)利要求I或2所述的換向器，其特征在于，所述接觸橋(13)為圓環(huán)段，該圓環(huán)段在短接位置貼靠在所述集流器(5)的至少兩個薄片(7)上。4.按照權(quán)利要求I或2所述的換向器，其特征在于，所述接觸橋(13)為導(dǎo)電的環(huán)，該環(huán)在短接位置貼靠在所述集流器(5)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：S·舒斯特科，
申請(專利權(quán))人：羅伯特·博世有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：