CN103579880B - 电刷装置、电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电刷装置、特别是用于电机的电刷装置，其带有至少一个电刷架，电刷架具有至少两个电刷通道用于分别容纳一个电刷，其中，电刷可移动地支承在各自的电刷通道中，并且各一个螺旋弹簧分别在各自的电刷通道中以夹紧/预紧的方式布置在其中一个电刷和止挡部之间，并且电刷装置带有至少两个可弹性变形的电导体，电导体分别以一个端部与其中一个电刷连接。规定，各个止挡部至少局部构造成环形且具有通孔，并且各个电导体从各自的电刷起穿过各自的螺旋弹簧和支撑相应螺旋弹簧的止挡部的通孔被引导到在各自电刷通道的端部上的联接部，并且在联接部和止挡部之间形成一个用于在电刷架中的电导体的侧向偏移空间。

Description

电刷装置、电机

技术领域

本发明涉及一种电刷装置、特别是用于电机的电刷装置，该电刷装置具有至少一个电刷架，该电刷架具有至少两个电刷通道用于分别容纳一个电刷，其中，这些电刷可移动地支承在各自的电刷通道中，并且各一个螺旋弹簧分别在各自的电刷通道中以夹紧/预紧的方式布置在所述电刷中的一个电刷和一个止挡部之间，并且该电刷装置具有至少两个可弹性变形的电导体，所述电导体分别以一个端部与电刷中的一个相连接。

此外，本发明还涉及一种带有电刷装置的电机。

背景技术

从现有技术中已知开头提及类型的电刷装置以及电机。在电机中常常设置滑环装置或换向装置，其用于使通过电机的线圈引导的电流换向。该换向装置通常具有至少两个电刷，所述电刷被一个或多个电刷架挤靠在布置在可旋转的轴上的换向器薄片上。为了确保在电刷和换向器薄片之间可靠的接触，电刷在此常常通过弹簧力被加载并且由此挤靠到换向器薄片上。因此，例如已知这样的电刷装置，在其中，在电刷架中设置螺旋弹簧，该螺旋弹簧可夹紧地保持在电刷和由相应的电刷通道的端部形成的止挡部之间。

例如，文献US20070080602公开了一种电刷装置，在该电刷装置中，在电刷架中在每个电刷通道中分别以可移动地支承的方式设置两个电刷，其中，在每个电刷和相应的电刷通道的端部之间分别设置一个螺旋弹簧。为了电地接触电刷，在此为电刷中的每一个设置一个可弹性变形的电导体。在此，每个电导体侧向地固定在其中一个电刷处并且引导到在电刷通道之间的空间中并且从该处引导到联接部，该联接部例如由导体电路形成。在此，该电导体侧向地与相应的电刷相连接，因为不可能在相应的电刷的面对螺旋弹簧的后侧上引出。然而，相应电刷的导体的侧向连接在制造中相对昂贵。

发明内容

根据本发明的电刷装置具有的优点为，各个电导体分别与电刷的后侧相连接，这得到成本优势，并且尽管如此当螺旋弹簧被压缩并且由此电导体至少局部地弯曲时，也不存在其妨碍螺旋弹簧的功能或卡在螺旋弹簧中的风险。为此根据本发明规定，各个止挡部至少局部构造为环形、特别是圆环形且具有通孔，并且各个电导体从各自的电刷起穿过各自的螺旋弹簧和支撑相应螺旋弹簧的止挡部的通孔被引导到在各自电刷通道的端部上的联接部，并且在联接部和止挡部之间形成一个用于在电刷架中的电导体的侧向偏移空间。此外，电刷架由此在每一个电刷通道中还具有被弹簧加载的电刷。然而，每个电刷通道划分成两个区段。在前部的区段中设有如至今为止那样以可沿着一个方向移动的方式支承在电刷通道中的电刷。此外，在前部的部分中还设置向前挤压电刷的螺旋弹簧。前部的区段通过各电刷通道的至少局部呈环形的止挡部与后部的区段分开。现在，在电刷通道的后部区段中不存在螺旋弹簧。代替地，在电刷通道的后部区段中分别构造一个用于电导体的侧向的偏移空间。在各个电刷分别移动时，电导体可通过弹性变形偏移到该偏移空间中，而不损害螺旋弹簧的功能。由此，可省去电导体侧向连接在各自的电刷上。

优选地，各个电导体分别以一个端部与各自电刷的背离各自电刷的电刷接触面的后侧相连接。特别地规定，电导体以形状配合连接和传力连接的方式、特别是以压入的方式在电刷的后侧上与该电刷相连接，从而确保了可靠的连接。

根据本发明的一个有利的改进方案规定，电刷通道的各个止挡部分别被构造成各自电刷通道的横截面缩小部。在制造电刷架时，由此可以简单的方式将用于螺旋弹簧的止挡部设置在电刷通道中的期望的部位上。特别是当电刷架由塑料制成时，可以简单的方式确定止挡部的位置。通过横截面缩小部，此外还自动地留有通孔，电导体通过该通孔被引导到电刷通道的位于后部的区段中。

优选地，每个电刷通道分配有一个自身的侧向偏移空间。由此，电刷架具有两个偏移空间用于两个电刷，一个电导体分别在电刷移动时在弹性变形下可偏移到该偏移空间中。

根据本发明的一个有利的改进方案规定，所述偏移空间的横截面分别构造成L形。在横截面上看，所述偏移空间优选地不是布置在中心，而是具有偏心地从电刷侧向延伸离开的臂(Schenkel)。电导体可相应地偏移到该臂中。

特别优选地，所述偏移空间(在横截面上看)接合到彼此中。优选地，所述L形的偏移空间沿两个轴线呈镜像对称或者说相对于假想的电刷架中心呈点对称。偏移空间可通过L形相互结合，使得优化地利用在电刷架中存在的空间并且为每个偏移空间提供足够的宽度。在此，该宽度确定各个电导体的可能的最大偏移。在此，偏移空间的高度(在横截面上看)不必构造成比电导体的宽度大很多，以避免电导体卡在该偏移空间中。

根据本发明的一个有利的改进方案规定，电刷架的联接部(各个电导体的另一端部分别与该联接部相连接、特别是相焊接)被构造为导体电路或由导体电路形成。那么，通过该导体电路可从外部以简单的方式电地接触各个电刷。例如可规定，该导体电路过渡到可从外部触及的插接触点中。

特别优选地规定，两个偏移空间由电刷架的一个(在横截面上看)基本上呈S形的隔离壁相互分隔。通过该隔离壁的S形，自动地形成相互对置的偏移空间的L形，其中，通过该S形，隔离壁获得柔和的棱边、确切地说所述L形设有圆角，所述圆角简化了电刷架的制造并且使电刷架的高负荷能力成为可能。

根据本发明的一个优选的实施方式规定，电刷架被构造为塑料注塑件。在此，在各个电刷通道中的止挡部的位置可以简单的方式由不同大小的或被推入程度不同的型芯/滑块规定或者说确定。由此，电刷架可以简单的且成本适宜的方式匹配各种不同的要求。

根据本发明的电机的特征在于一种电刷装置，该电刷装置如以上描述的那样构造。由此，该电机同样具有以上阐述的优点。

附图说明

下面根据附图详细解释本发明。附图中：

图1以侧视图示出了电刷装置，

图2以横向剖视图示出了电刷装置，

图3以第一纵向剖视图示出了电刷装置，以及

图4以第二纵向剖视图示出了电刷装置。

具体实施方式

图1以简化图示出了用于在此未详细示出的、特别是机动车的电机的电刷装置1的侧视图。该电刷装置1在此例如可为电机的换向器或滑环***的组成部分。该电刷装置1具有由塑料制成的电刷架2。特别地，该电刷架2通过塑料注塑方法制成。该电刷架2构造成壳体形式并且具有支撑区段3、接触区段4以及连接区段5。将根据示出电刷装置1的剖视图的图2至图4详细解释更具体的内容。

在此，图2示出了沿着图1中的线A-A剖开的电刷装置1的横向剖视图。电刷架2具有两个电刷通道6和7，这两个电刷通道在电刷架2中沿着支撑区段3彼此平行地延伸。

图3和图4分别示出了沿着在图2中绘出的线B-B(图3)和C-C(图4)剖开的电刷装置1的纵向剖视图。如特别是可从图3和图4看出的那样，电刷通道6和7分别分成前部区段8和后部区段9。

在电刷通道6和7各自的前部区段8中分别可移动地支承有一个电刷10或11，使得电刷10和11的自由的(电刷)接触面12、13超过电刷架2伸出，以例如接触在转子轴上的换向器薄片。电刷10和11的与接触面12相对的后侧分别与螺旋弹簧14或15共同作用，螺旋弹簧14和15两者都构造成压力弹簧并且以可夹紧的方式保持在电刷10和11的后侧和相应的电刷通道6的止挡部16或17之间。

止挡部16和17分别由电刷通道6和7的横截面缩小部形成，使得各个电刷通道6、7的前部区段8具有比位于之后的区段9更大的横截面。优选地，止挡部16和17构造成环形，使得各个螺旋弹簧14、15均匀地被支撑。通过止挡部16、17构造成环形，保留从前部区段引导到后部区段9中的通孔18或19。后部区段9的长度在这里且优选地分别基本上相应于前部区段8的长度。在此，止挡部16、17的环形可设计成圆形、椭圆形、正方形或也可设计成矩形。特别地并非强制性必需的是，所述环形相应于螺旋弹簧14、15的横截面。为了实现大的通孔18、19，优选地规定，各个螺旋弹簧14、15仅仅局部地位于相应的止挡部16、17上。换句话说，止挡部的与螺旋弹簧共同作用的区域可小于总地形成通孔的区域。

为了电地接触电刷10和11，设有电导体20、21，所述电导体构造成可弹性变形并且在本实施例中作为所谓的绞合线存在。电导体20、21分别与电刷10、11中的一个的后侧相连接。

特别地，绞合线或者说电导体20、21被局部地压入到电刷(碳刷)10、11中以固定。电导体20、21从电刷10、11的后侧分别被引导到一个联接孔22、23，所述联接孔与电刷10、11对置地构造在相应的电刷通道6、7的端部上。为了简化装配，在电刷通道6、7中分别设置至少一个斜面30，所述斜面分别将各个电导体从电刷通道6、7引导到位于之后的联接孔中。因此，斜面30用作电导体20、21的导入斜面。特别优选地，在各个电刷通道6、7中分别设置漏斗形的斜面30，以确保电导体20、21可靠地穿入相应的联接孔中。优选地，在联接孔22、23中分别伸入一个用于电地接触电导体20、21的汇流排。根据本实施例，汇流排从电刷架2起通到连接区段5中，在该处汇流排优选地与电导体20、21焊接在一起。此外，汇流排优选地通到接触区段4中，在该处可从外部电地接触汇流排。

如在图3和图4中示出的那样，电刷架2的自由端部在连接区段5中通过保护罩24覆盖，该保护罩保护示例性地示出的导体电路或汇流排以及各个焊接部位25。

在后部区段9中，电刷通道6和7中的每一个分别在侧面被分配了一个偏移空间26、27。如可从图2最佳得出的那样，偏移空间26、27具有L形的横截面，其中，偏移空间26、27被电刷架2的S形隔离壁28相互分隔。在此，偏移空间26、27相对彼此的布置或取向使得分别从相应的电刷通道6、7侧向延伸离开的臂朝向对置的电刷通道7、6延伸，由此，偏移空间26、27接合到彼此中、或者说在侧视图中根据箭头29重叠地布置。

在运行中，当电刷10、11借助于电刷架2被压靠到旋转的转子轴的换向器薄片上时，电导体20、21在电刷10、11移动时向后部区段9的方向弹性地变形，其中，电导体20、21可在后部区段9中侧向地从电刷通道6、7移动到有利的偏移空间26、27中。该有利的构造方案实现了，可使用后面带有绞合线端口(Litzenabgang)的电刷10、11。通过各个电刷通道6、7分成其具有不同横截面的两个区段8、9，通过各个电刷通道6、7直接形成用于螺旋弹簧14、15和各自的止挡部16、17的支承面。根据所应用的电刷长度，止挡部16、17处于不同的位置上，可以简单的方式在注塑过程中借助于不同的滑块/型芯确定该位置。优选地，在此滑块被引导穿过弹簧空间、即穿过各自电刷通道6、7的区段8。在后部区段9中的侧向偏移空间26、27实现了，绞合线、确切地说电导体20、21在螺旋弹簧14、15被压缩时不在螺旋弹簧14、15之内变形。代替地，现在绞合线20、21在螺旋弹簧之外、即在各自的电刷通道的后部区段9中变形。由于有利的偏移空间，各个导体20、21可以相对大的半径偏移。由此避免了由于在螺旋弹簧14、15的多个弹簧圈上的摩擦或由于在螺旋弹簧14、15之内窄的弯曲半径而损坏绞合线20、21。由此减小了绞合线断裂的风险。在已安装的状态中，在螺旋弹簧14、15变形最大或者说压缩在一起时，各个电导体20、21具有足够的空间，以在偏移空间26、27中任意地变形。为了将各个偏移空间26、27设计得尽可能大，如以上描述的那样设置，并且各个通孔18、19局部地构造成比止挡部16、17各自与螺旋弹簧14、15共同作用的区域更大。

例如，所示出的电刷装置1可用于在增压再生***范围内的混合动力驱动装置的电机。

Claims (10)

1.一种电刷装置(1)，所述电刷装置具有至少一个电刷架(2)，所述电刷架(2)具有至少两个电刷通道(6、7)用于分别容纳一个电刷(10、11)，其中，所述电刷(10、11)以能移动的方式支承在各自的电刷通道(6、7)中，并且各一个螺旋弹簧(14、15)分别在各自的电刷通道(6、7)中以夹紧/预紧的方式布置在所述电刷(10、11)中的一个电刷和一个止挡部(16、17)之间，并且所述电刷装置(1)具有至少两个能弹性变形的电导体(20、21)，所述电导体(20、21)分别以一个端部与所述电刷(10、11)中的一个电刷相连接，其特征在于，各个止挡部(16、17)至少局部构造成环形且具有通孔(18、19)，并且各个电导体(20、21)从各自的电刷(10、11)起穿过各自的螺旋弹簧(14、15)和支撑相应螺旋弹簧(14、15)的止挡部(16、17)的通孔(18、19)被引导到在各自的电刷通道(6、7)的端部上的联接部(22、23)，并且在所述联接部(22、23)和所述止挡部(16、17)之间形成用于在所述电刷架(2)中的电导体(20、21)的侧向偏移空间(26、27)，每个电刷通道(6、7)分配有一个自身的侧向偏移空间(26、27)，其中，在横截面上看，所述偏移空间(26、27)接合到彼此中。

2.按照权利要求1所述的电刷装置，其特征在于，各个电导体(20、21)以一个端部与背离各自电刷(10、11)的电刷接触面(12、13)的后侧相连接。

3.按照上述权利要求中任一项所述的电刷装置，其特征在于，各个止挡部(16、17)构造成各自电刷通道(6、7)的横截面缩小部。

4.按照权利要求1所述的电刷装置，其特征在于，所述偏移空间(26、27)的横截面分别构造成L形。

5.按照权利要求1所述的电刷装置，其特征在于，所述联接部(22、23)为导体电路或由导体电路形成。

6.按照权利要求1所述的电刷装置，其特征在于，两个偏移空间(26、27)由电刷架(2)的一个在横截面上看呈S形的隔离壁(28)相互分隔。

7.按照权利要求1所述的电刷装置，其特征在于，所述电刷架(2)为塑料注塑件。

8.按照权利要求1所述的电刷装置，其特征在于，所述电刷装置(1)用于电机。

9.一种电机，其特征在于，具有按照上述权利要求中任一项或多项所述的至少一个电刷装置(1)。

10.按照权利要求9所述的电机，其特征在于，所述电机用于机动车。