用于在电机内传输电流的换向机构制造技术

一种用于将电流传输至电机、尤其是内燃机的起动电机(4)的电枢(16)的换向机构，所述换向机构包括在周向上具有多个薄片(24)的电枢侧的集电器(22)，其特征是，所述集电器(22)的薄片(24)分别具有铝质区段或锌质区段(25)并且在工作面的靠外侧具有与换向机构(17)的电刷接触的铜质区段或黄铜质区段(26)，并且该铝质区段或锌质区段(25)与铜质区段或黄铜质区段(26)相连，其中该铝质区段或锌质区段(25)与电枢绕组(27)电接触。

【技术实现步骤摘要】
用于在电机内传输电流的换向机构
本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的、用于在电机内传输电流的换向机构。
技术介绍
在WO02/16763A1中描述了一种起动电动机，它被用在用于起动内燃机的起动装置中并且以具有永磁体励磁机构的直流电机的形式构成。起动电动机配设有换向机构，用于将电流传输和换向至在起动机内转动地支承的电枢。换向机构包括电枢侧的换向机构转子或者说换向器以及多个抵靠换向器的碳刷，每个碳刷由电刷弹簧径向施力加载到换向器的周面上。换向器具有在圆周上分布的多个薄片，薄片接触电刷并且将电流继续传输至电枢绕组。薄片一般由铜构成。
技术实现思路
本专利技术基于以下目的，在减轻重量的同时以简单的措施、工作可靠地实现一种电机内的换向机构。根据本专利技术，该目的将通过权利要求1的特征来实现。从属权利要求给出有利的改进方案。本专利技术的换向机构被用于电机内，例如在内燃机的起动装置的起动电机中的电流传输和换向。可考虑不仅用在具有永磁激励机构的直流电机中，而且用在具有电激励机构的直流电机中。具有该换向机构的电机尤其以内转子电动机的形式实现。该换向机构具有电枢侧的换向机构转子或换向器，其与电机转子轴相连并且通过转子轴电枢内的转子线圈或电枢线圈来通电。在以具有永磁激励机构的直流电机形式构成的电机中，在起动机内壁上设置多个永磁体，其磁场与在电机轴上的电枢内的电线圈的交变电磁场相互作用。换向器在圆周上具有多个单独薄片，每个薄片与电枢线圈电连接并且受到弹簧力加载的电刷抵靠该薄片。在本专利技术的换向机构中，换向器的薄片由两种不同的配对材料构成，并且一方面具有铝质区段或锌质区段，而另一方面具有铜质区段或黄铜质区段。铜质区段或黄铜质区段位于该换向器上的工作面的靠外侧并且用于与电刷接触。铝质区段或锌质区段与铜质区段或黄铜质区段电连接并且还与电枢绕组电接触。因此，铝质区段或锌质区段用作铜质区段或黄铜质区段与电枢绕组之间的电导体。这种实施方式具有以下优点，换向机构薄片在电刷导轨区域内由铜或黄铜构成，从而就此而言得到在电刷和薄片之间的良好的接触。而铝质区段或锌质区段的优点是，它是与铜或黄铜相比特别轻的材料，由此减小了换向器的质量和惯性力矩，随之而来的是离心力减小或加速度增大。铝质区段或锌质区段可以完全由铝或锌构成，或是具有一定量的铝或锌。按照相应方式，铜质区段或黄铜质区段可以完全由铜或黄铜构成，或是具有一定量的铜或黄铜。各材料，即铝或锌或者铜或黄铜的含量有利地为至少50％。有利地在薄片的靠外侧实现在电刷和换向器之间的滑动接触；铜质区段或黄铜质区段构成径向靠外的工作面，而铝质区段或锌质区段径向靠内。但还可能的是以轴向换向器的形式构成，其中该铜质区段或黄铜质区段抵靠轴向端侧并且受到电刷加载，而铝质区段或锌质区段与端侧轴向间隔开。铝质区段或锌质区段是薄片的组成部分并且与换向器固定连接。根据一个有利的实施方式而规定，铝质区段或锌质区段是铜质区段或黄铜质区段的载体，尤其是这样的，铝质区段或锌质区段构成在工作面上径向靠内的铝芯或锌芯，铝芯或锌芯在工作面的径向靠外侧具有铜质区段或黄铜质区段。在此实施方式中，铝芯或锌芯将铜质区段或黄铜质区段与换向器连接。根据另一个实施方式，铝质区段或锌质区段也可以布置在铜质区段或黄铜质区段的轴向端侧上。在此实施方式中，铜质区段或黄铜质区段有利地直接与换向器相连，铝质区段或锌质区段也与换向器相连。铝质区段或锌质区段例如可以作为径向超出该铜质区段或黄铜质区段在工作面上靠外的周面的区段的形式构成，该区段与电枢绕组的接线片连接。铝质区段或锌质区段与铜质区段或黄铜质区段之间的连接可以通过不同的方式实现。根据优选实施方式，这些区段形状配合地相互连接和/或材料配合地相互连接。在形状配合连接时，这些区段例如相互填密，在材料配合连接时，这些区段例如可以利用摩擦焊连接。为了制造薄片，考虑采用不同的做法。例如铜质区段或黄铜质区段在初始状态下呈管状，管的端侧上固定有由铝或锌构成的盘形板，随后为了制造换向机构薄片而实现分离，此时通过径向分隔所述管而产生若干区段。根据另一个实施方式而规定，由铜或黄铜和铝或锌构成的单独薄板尤其在端侧相互连接。另外，也可以通过滚压包层将铜薄板或黄铜薄板与铝薄板或锌薄板连接在一起。在此情况下，薄板尤其是在径向上相继地彼此连接。最后也考虑分别由铝或锌以及铜或黄铜构成的管状区段相互套合；此时一个铜管或黄铜管套在直径较小的铝管或锌管上并且连接，随后进行分离。该连接例如通过电磁脉冲焊、摩擦焊接或者含扩散的滚压包层来实现。尤其是在铝质区段或锌质区段构成用于铜质区段或黄铜质区段的承载芯的实施方式中可能有利的是，在端侧区域内径向弯曲该铝芯或锌芯，以获得换向器接线片，经由该换向器接线片实现与电枢绕组的电连接。还可能有利的是，该铜质区段或黄铜质区段以层的形式实施，其被施加到铝质区段或锌质区段上。与此相应，铜层或黄铜层只具有极小的径向厚度。根据另一个合适的实施方式，薄片的至少一个区段容纳在该换向器的电绝缘的换向器主体中。换向器主体例如以容纳薄片区段的模压塑料形式构成，其中，在铝质区段或锌质区段与铜质区段或黄铜质区段之间的分隔部位有利地被换向器主体径向搭接。可能有利的是，尤其是与位于铝质区段或锌质区段和铜质区段或黄铜质区段之间的过渡部相邻的薄片的一个或多个侧面配设有表面结构化部，模压塑料可抓持在该表面结构化部中，由此获得与模压塑料更好的附着和连接。另外，表面结构化部是防潮的阻漏结构，由此获得耐蚀保护。也可以在该薄片质区段的侧面中也设置突出的边缘或者槽或凹空部，用于改善与模压塑料的连接并且形成附加的阻漏结构。该换向器主体径向搭接铝质区段或锌质区段与铜质区段或黄铜质区段之间的分隔部位的径向超出长度有利地等于换向器直径的至少1％。还有利的是，该径向超出长度最多是铜质区段或黄铜质区段的径向厚度的2/3，从而铜质区段或黄铜质区段充分地径向露出以便与电刷表面接触。附图说明从其它权利要求、附图说明和附图中得到其它优点以及合适的实施方式。附图中示出：图1是用于内燃机的起动装置的纵剖视图，图2是起动装置的起动电机的换向机构的换向器的穿过薄片的纵剖视图，薄片径向靠内地具有铝质区段且径向靠外地具有铜质区段，图3-5示出了具有靠内的铝质区段和靠外的铜质区段的薄片的不同实施方式变型，图6是铜管和铝盘的纵剖视图，铝盘在端侧焊接在铜管上，其中该铜管和铝盘随后分离形成薄片，图7是其薄片根据图6构成的换向器的纵剖视图，图8是横向于换向器纵轴线的剖视图，换向器薄片的侧壁具有用于改进在换向器的模压塑料内的容纳的槽，图9以单独的透视图示出了具有用于改善与换向器模压塑料的连接的侧向表面结构化部的薄片，图10是包括另一个实施例的薄片的换向器的纵向剖视图。具体实施方式在这些附图中，相同的零部件带有相同的附图标记。在图1中示出了用于内燃机的起动装置1，它在具有靠前的轴承端盖3的壳体2中容纳起动电机。起动电机4的电机轴5通过行星齿轮变速机构6驱动主动轴11，在该主动轴上可轴向移动但在转动方向上与主动轴11相关联地安置有自由轮机构7的带动件8。带动件8通过支撑滚子9支撑在与起动小齿轮12一体构成的滚子轴环10上。在轴向进给运动中，起动小齿轮12从回撤的停工位置进入与内燃机齿圈接合的前推的接合位置。起动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将电流传输至电机、尤其是内燃机的起动电机(4)的电枢(16)的换向机构，所述换向机构包括在周向上具有多个薄片(24)的电枢侧的集电器(22)，其特征是，所述集电器(22)的薄片(24)分别具有铝质区段或锌质区段(25)并且在工作面的靠外侧具有与换向机构(17)的电刷接触的铜质区段或黄铜质区段(26)，并且该铝质区段或锌质区段(25)与铜质区段或黄铜质区段(26)相连，其中该铝质区段或锌质区段(25)与电枢绕组(27)电接触。

【技术特征摘要】
2012.10.15 DE 102012218708.11.一种用于将电流传输至电机的电枢(16)的换向机构，所述换向机构包括在周向上具有多个薄片(24)的电枢侧的换向器(22)，其特征是，所述换向器(22)的薄片(24)分别具有铝质区段或锌质区段(25)并且在工作面的靠外侧具有与换向机构(17)的电刷接触的铜质区段或黄铜质区段(26)，并且该铝质区段或锌质区段(25)与铜质区段或黄铜质区段(26)相连，其中该铝质区段或锌质区段(25)与电枢绕组(27)电接触。2.根据权利要求1所述的换向机构，其特征是，铝质区段或锌质区段(25)构成在工作面上径向靠内的铝芯或锌芯，该铝芯或锌芯在径向靠外侧是铜质区段或黄铜质区段(26)的载体。3.根据权利要求1或2所述的换向机构，其特征是，铝质区段或锌质区段(25)安置在铜质区段或黄铜质区段(26)的轴向端侧上。4.根据权利要求1或2所述的换向机构，其特征是，铝质区段或锌质区段(25)和铜质区段或黄铜质区段(26)形状配合地相互连接。5.根据权利要求1或2所述的换向机构，其特征是，铝质区段或锌质区段(25)和铜质区段或黄铜质区段(26)材料配合地相互连接。6.根据权利要求1或2所述的换向机构，其特征是，铜质区段或黄铜质区段(26)为铜层或黄铜层，该铜层或黄铜层被施加到铝质区段或锌质区段(25)上。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·海因奥，J·温克勒，V·亨里希斯，M·拜尔，R·拉姆塞尔，HD·西姆斯，S·哈特曼，N·韦勒，R·皮尔施，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：