CN1723593A - 平面换向器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平面换向器。该平面换向器包括一个支承体(1)、多个导体部件(3)和同样数量的与这些导体部件成形状配合啮合、且导电连接的碳部件(4)。在此平面换向器中，每个碳部件(4)具有一个与该电刷接触面(5)背对布置的环状凸块(13)，该环状凸块的环状端面(15)与相配的导体部件(3)的相应环状接触面(16)相接触。该环状接触面(16)分别被该相关导体部件(3)的一个接触环(24)包围，该接触环与该环状凸块(13)无间隙地接触。在每个导体部件上伸出一个无间隙地压入到该相关碳部件(4)的相配环状凸块(13)的相应孔(14)中的接触销(17)。于是这些碳部件分别经该环状凸块(13)的外周边表面、环状端面(15)和内周边表面导电地连接在导体部件(3)上。

Description

平面换向器
本发明涉及一种平面换向器，包括一个由绝缘胶木制成的支承体、多个均匀地环绕换向器轴布置的导体部件和同样数量的与所述导体部件成形状配合啮合、导电连接、且由单碳制成并形成电刷接触面的碳部件。
由碳部件端面形成其电刷接触面的平面换向器代替带有金属电刷接触面的换向器、尤其在强腐蚀环境中投入了使用。在这方面，本文开始部分所提到的这一类平面换向器在现有技术中可列举出许多不同的结构方式。与此有关的例如参见德国实用新型说明书DE 8908077 U1、欧洲专利说明书EP 583892 B1、EP 1001501 B1、美国专利申请公开说明书US 5175463 A1、德国实用新型说明书DE 9807045 U10、德国专利申请公开说明书DE19752626 A1、美国专利申请公开说明书US 5255426 A1、德国专利申请公开说明书DE 19652840 A1、国际专利申请97/03486、德国专利申请公开说明书DE 19601863 A1、德国专利申请公开说明书DE 4028420 A1、欧洲专利申请公开说明书EP 0667657 A1、美国专利申请公开说明书US 5442849 A1、国际专利申请92/01321、美国专利申请公开说明书US 5637944 A1和德国专利申请公开说明书DE 19713936 A1。其他有关的现有技术有美国专利申请公开说明书US 5629576 A1、德国专利申请公开说明书DE 19903921 A1和欧洲专利申请公开说明书EP 0935331 A1。这些大量致力于带有碳接触面的平面换向器研究的专利权利证明了对这类实践中适用的换向器的需求。同时由大量的出版物中可以得知，还存在着大量迄今尚未有满意的措施来加以解决的共同问题。
此外，这关系到：在公知的上述平面换向器中不同的要求部分彼此冲突；对此尤其要考虑小尺寸、低制造成本以及在特别不利操作条件下换向器的高可靠性和长寿命。例如平面换向器的尺寸与其寿命就是这样相冲突，因为转子绕阻的导线通常焊接在导体部件上，这在特别小的平面换向器中很容易导致因过热而引起的导体部件的导电焊接连接的损坏。这就是例如作出下述建议的背景：利用耐高温硬焊料来连接碳部件与导体部件(参见欧洲专利申请公开说明书EP 0935331 A1)或者使碳部件与导体部件的接触点设置在与转子绕阻连接处相当远的地方(参见德国专利申请公开说明书DE19903921 A1)；然而，前一个所提到的建议导致较大的成本，后一个所提到的建议使导体部件和碳部件之间的接触点减小，这再次导致在碳部件内部出现不利的电流密度分布。其他的解决这些问题的建议为减小从接线片到导体部件和碳部件之间接触点的热传递(德国专利申请公开说明书DE19956844 A1)，或者碳部件和相配的导体部件仅仅通过形状配合啮合或者作为对焊接连接的补充通过形状配合啮合而彼此连接。就此意义下，例如公开了本说明书开始部分所述结构类型平面换向器的德国专利申请公开说明书DE 19713936 A和美国专利申请公开说明书2001/0024074 A1分别建议：碳部件在其与电刷接触面背对设置的端侧上具有栓形凸块，该凸块分别嵌入到相配导体部件上的缺口中。按照在很大程度上可比较的欧洲专利说明书EP 1001501 B1在此还补充规定：每个凸块从导体部件上突出的端段通过镦锻使其机械变形，以达到将碳部件尽可能牢固地夹紧在导体部件上。为此，通过将凸块和碳部件中分别与该凸块相邻的区域(不同于与电刷接触面相邻的区域)由含金属的碳构成，使碳部件由两层具有不同材料组成的层构成。此不仅有助于凸块的可变形性，也有助于碳部件内部的电流密度分布。然而制造这样的双层碳部件相当昂贵。在公知的本说明书开始部分的提到的具有由“单碳”制成的碳部件的平面换向器中，不存在此缺点。然而，在此由于碳部件和导体部件仅仅小面积有效接触存在着不利的电流密度分布，这导致接触过载。
本发明要解决的技术问题是提供一种本说明书开始部分提到类型的平面换向器，其能避免前面所提到的缺点。此相应的平面换向器尽管就其可制造性而言具有相当小的尺寸和相当低的费用，且应当在从导体部件转换到碳部件时具有有利的电流密度分布，并具有长的寿命。
按照权利要求1，上述技术问题针对本说明书开始部分的所提到类型的平面换向器借助下述技术特征加以解决：
每个碳部件具有一个与该电刷接触面背对布置的环状凸块，该环状凸块的环状端面与相配的导体部件的相应环状接触面相接触；
该环状接触面分别被该相关导体部件的一个接触环包围，该接触环在与其相配的环状凸块的外周边表面区域与该环状凸块无间隙地接触；
在每个导体部件上伸出一个被所述环状接触面包围的接触销，该接触销这样无间隙地压入到该相关碳部件的相配环状凸块的相应孔中，以致碳部件分别经该环状凸块的外周边表面、环状端面和内周边表面导电地连接在导体部件上；
该接触环用于连接所述碳部件的表面、该环状接触面和该接触销的外周边表面设计成抗氧化和抗腐蚀的。
权利要求19示出了另一种技术方案，其基于与权利要求1相同的基础以一个平面换向器作为要求保护的客体，其与权利要求1技术方案的区别在于导体部件上与碳部件环状凸块外周边区域相接触的部分具有不同的结构：该导体部件分别具有多个彼此间隔设置的接触凸起来代替一个环形封闭的接触环，其中支承体的胶木在每两个彼此相邻的接触凸起之间的缺口区域贴靠在环状凸块的外周边表面上。就下面结合权利要求1所给出的技术方案对本发明所作的说明而言，本发明不限于这种平面换向器；下面所说明的观点连同优选结构的优点也适用于权利要求19的技术方案。
本发明平面换向器的一个技术特征是：前面所说明的、每个碳部件在至少三个表面区域(即环状凸块的外周边表面、环状端面和内周边表面，以及必要时包括碳部件的孔的底面)与相配导体部件相互接触。这一方面允许碳部件与导体部件有一个特别大的表面接触；尽管这作为所谓的“单碳”(即尤其不是多层的，即不是全部也不是部分由一种带有金属颗粒的碳构成)是低成本的，作为结果得到了一个特别有利的从导体部件到碳部件过渡的电流密度分布和在碳部件内部的电流密度分布。另一方面，导体部件上分别嵌入到相配碳部件环状凸块相应孔中的接触销与其余的表征碳部件和导体部件形状配合啮合连接的特征一起共同起到了一种特别有效的、持久的、导电的、以及承受机械负载的机械夹紧作用。对持久地使碳部件和导体部件相夹紧作贡献的是：在将一个包括那些(仍)彼此连接导体部件的导体坯件和一个包括那些(仍)彼此连接碳部件的碳环盘进行组装时，该碳部件的环状凸块在其外周边表面和内周边表面区域塑性变形，此外在该环状凸块内部形成弹性的预应力，这导致产生大的夹紧力和可靠的接触。此时，该碳部件环状凸块的塑性变形尤其会使该导体部件的接触环及接触销的边缘区域侵入到环状凸块的固有外形中，此时该碳部件可能被金属化的表面层被接触环和接触刮除掉，从而碳材料和各自的接触环和接触销可直接接触。该弹性预加应力利用了该碳部件的预变形和预硬化环状凸块的已***碳的弹性模量。为产生预紧，起决定性作用的是在制造换向器时将碳部件的凸块以端侧对着该导体部件的相配接触面压入；因为由此可以在该环状凸块内部形成所描述的弹性预应力，该弹性预应力即使在温度变化情况(-40℃至120℃)还能起到使碳部件和导体部件可靠接触的作用。在实践中，所涉及的预加应力在此分两步完成：即一方面在组装导体部件和碳部件时、然后在压注支承体之前，向有关模具施加完全的封闭力。由上述组装而可能产生的、将碳部件的凸块预加应力以使碳材料无间隙、导电地贴靠在导体部件的接触环和接触销相邻表面上的夹紧力甚至超过碳材料的强度，从而将凸块从导体部件拉出是不可能的。
按照本发明的一种优选结构，碳部件具有未对表面进行金属化的表面，于是通过该凸块的弹性变形(参见前面所述)还可以在该凸块的端面区域在碳部件的碳材料和各自的导体部件之间形成无间隙的、预加应力的直接接触。这种使碳部件凸块的端面与相配的导体部件接触面无间隙地接触理所当然可具有特别的意义。在这种情况下，在本发明权利要求1的平面换向器中，已证明特别有利的是，碳部件与导体部件在凸块端面区域的接触还特别有助于对以扩散方式穿过支承体胶木的腐蚀介质起保护作用；因为在不考虑可能的细长胶木槽情况(参见下面所述)，所涉及的接触是分别在各侧通过该导体部件贴靠在环状凸块的外表面的接触或侵入到该凸块内的接触而与支承体相隔开。
由于本发明可以使碳部件的凸块与导体部件实现机械持久、完全无间隙的预紧和导电地夹紧，可以取消碳部件和导体部件的焊接。这样一来，由稍晚时刻将转子绕阻焊接在换向器上而对所涉及连接产生的所有影响被排除了。由于省去焊接，允许低成本地制造本发明的换向器。
鉴于在特别成问题的使用条件下(例如在与含有甲醇和乙醇的燃料相接触时)对换向器提出了高可靠性要求，导体部件和各个相配碳部件的接触表面的抗氧化和抗腐蚀结构是意义重大的。鉴于此而优选的本发明平面换向器的结构具有下述特征：导体部件的接触环上用于连接碳部件的表面、其环状接触面以及接触销的外周边表面和必要时的端面涂覆有一层如银、锡和类似物的抗氧化和抗腐蚀金属。在此，可以采用公知的和通过试验确定的涂覆方法。然而同样可以使用其他的实现有关表面抗氧化和抗腐蚀的可能方式。
按照本发明另一种优选结构规定，环状凸块的端面以及碳部件环绕环状凸块的表面具有一彼此连接的金属化层，优选为电镀金属化层。这样一种金属化层尤其可以设计成双层的，带有一铜基层(例如4至12μm)和一锡覆盖层(例如2至6μm)。通过使该金属化层分别在碳部件环绕环状凸块的表面上延伸，在碳部件中形成大面积导送电流，从而在碳部件内部形成特别有利的电流分布。
本发明平面换向器的再一种优选结构具有这样的特征：每个接触环在其用于与相配碳部件的凸块相接的表面至少具有一胶木槽，该槽终止在由该接触环的相关表面和环状接触面形成的棱的区域。在压注支承体时胶木通过该胶木槽到达所提到的棱的区域，并填充了必要时在导体部件和碳部件环状凸块之间形成的空腔内。此外，在那些碳环盘的碳部件在环状凸块区域和环绕该环状凸块的区域的表面被金属化的平面换向器中，在组装碳环盘和导体坯件时保持该金属化层不受损坏；这样一来，在胶木槽区域，来自金属化层的导流带被保留下来，该导流带分别将环状凸块端面处的金属化层与碳部件环绕凸块的表面上的金属化层连接起来。由此得到的结果是导体部件与碳部件形成功能特别可靠的双重接触。其第一重接触通过接触环的内表面以及在将碳环盘和导体坯件组装时进入环状凸块的碳块中的接触销的外表面来实现；在那里碳部件的金属化层被侵入的接触环或接触销刮除掉。第二重接触通过碳部件环状凸块上经一导电中间层与导体部件的接触面相连接的端面来实现，其中电流从这里经前面所描述的导流带和碳部件上环绕凸块区域的金属化层大面积地导入到碳部件。
按照上面已说明的改进结构，在本发明的范围内规定，在碳部件环状凸块的金属化端面和导体部件的相配接触面之间设置了一个导电中间层。该中间层的作用尤其在于使碳部件凸块端面及导体部件接触面的表面粗糙度变平整，这样一来还在实践所允许的碳部件和导体部件制造公差情况下有利于该碳部件(在其表面金属化区域不会变形)与导体部件大面积端侧接触。此外，经中间层在碳部件环状凸块的金属化端面和导体部件的相配接触面之间建立钎焊连接。所提到的中间层通过使上述两平面的表面粗糙度变平整而阻止胶木在压注支承体期间进入有关接触区。鉴于导电中间层这一功能，此中间层优选由一种最初为粉状或膏状的、而在将碳环盘和导体坯件组装时被压实的、尤其以一种这样被压实的如锌那样的金属粉形式出现的导电材料、一种压实的石墨粉、一种压实的金属和石墨混合粉或者一种时效硬化的焊膏制成。中间层的厚度在本发明的常规应用情况尤其可以在0.03-0.1mm之间。从制造技术角度看，此时特别有利的是，成为稍后中间层的材料例如借助一种填塞法(Tampon)敷设到碳部件环状凸块的端面上。
按照本发明的再一种优选结构，规定将碳部件与导体部件导电连接的连接区分别被一层设置在该碳部件和该导体部件之间的环形胶木层环绕。每个环形胶木层将碳部件的接触区与在其外部的导体部件隔开，从而该层防止与腐蚀介质直接接触。此外，已证明在成问题的环境中使用换向器时这种结构是特别有利的。
本发明平面换向器再一种优选结构具有这样的特征：导体部件具有一个与环形接触面相背对的、且嵌入到支承体中的环形凸起。这不仅有利于换向器的制造，也有利于其应用。就制造而言，在这种改进结构的换向器中，导体部件的环状接触面可以通过下述方式低成本且高效地生产：在导体部件还彼此连接成一导体坯件期间将导体部件的材料沿轴向挤出，使得在对置侧形成所述的环形凸起。此后，每个环形凸起在进一步的的过程中嵌入到支承体的胶木中，这有利于将导体部件特别牢固地机械锚定在支承体中，这样一来就有利于该换向器的寿命。
按照本发明的再一种改进结构，环状凸块具有一个基本上成梯形的基本形状，其中那些径向外边界具有基本为弧形曲线的凸块就属于这一种。由此特别有利地在特别显著连接强度条件下利用了用来使碳部件和导体部件进行机械连接和导电接触的表面。
在本发明的范围内，完全可以利用不同设计结构的环状凸块和与之相接触的导体部件表面，其中此结构设计具体说来例如可以与换向器的大小以及利用来制造碳部件、尤其相应环状凸块的材料的精确成分有关。于是，例如该接触环用于连接碳部件的表面可以设计成锥状的，尤其沿着环状接触面的方向收缩；然而，优选其设计成圆柱形的。碳部件的环状凸块优选具有一个平截头圆锥体的外形；然而其也可以设计成圆柱形的。接触销可以优选具有一个基本为圆形的横截面；但是也可考虑其他的横截面形状，尤其在环状凹处的外边界表面特别偏离圆形时。接触销优选为圆柱形的；然而这不是强制性的。
不考虑由前面所说明的特点而产生的变型，本发明制造平面换向器所采用的方法与由现有技术(例如德国专利公开说明书DE19956844 A1)所公知的方法相当。在此，起决定作用的方法步骤是专门制造一个在其最终结构中彼此相连接且带有接触环、环状接触面和接触销的导体坯件和一个具有前面所说明的环状凸块的碳环盘。然后将导体坯件和碳环盘进行轴向组装，其中碳环盘的环状凸块作为一方、而导体坯件的导体部件的接触环和接触销作为另一方，彼此以机械方式相嵌入，且为建立一个持续的连接沿轴向彼此牢固地压合(参见前面)。接着将此单元用一个形成支承体的胶木块进行挤压包封。最后，通过机械加工将碳环盘分成各个碳部件和将该导体坯件的各个导体部件的连接处断开。
由前面对本发明的说明可以得知：为解决所说明的要解决的技术问题尤其要取决于碳部件的凸块与相配导体部件的接触面的端侧接触，因为此端侧接触不仅对于良好的电接触(尤其是更前面说明的双重功能接触)、而且对于所描述的相对于碳部件的机械固定是重要的凸块内部应力形成具有意义。就这一点而言，至少在合适的应用情况(例如特别小尺寸的换向器)，所提出的要解决的技术问题无论如何在很大的范围内还借助那些对如权利要求1和19那样的结构仅省掉接触销而其余结构特征保持一致的换向器结构来解决。申请人保留针对这样设计的平面换向器提出申请的保护权，尤其是分案申请的途径。
下面结合三个在附图中示出的本发明平面换向器的优选实施方式对本发明作详细说明：
图1示出了本发明平面换向器的第一种实施方式的轴剖图；
图2示出了如图1所示平面换向器中一个碳部件和一个导体部件之间连接区域的放大视图；
图3以沿III-III线、垂直于换向器轴的横截面图示出了如图1和图2所示平面换向器中一个碳部件和一个导体部件之间连接区域；
图4以轴剖图示出了为制造如图1所示平面换向器而采用的碳环盘。
图5还以垂直于换向器轴的横截面图示出了本发明平面换向器第二种实施方式中一个碳部件和一个导体部件的连接区域；
图6示出了沿VI-VI线通过图5所示换向器的连接区域的断面图；
图7示出了沿VII-VII线通过图5和图6所示换向器的连接区域的断面图；
图8最后以垂直于换向器轴的横截面图示出了本发明平面换向器第三种实施方式中一个碳部件和一个导体部件的连接区域。
在附图1至4中显示的平面换向器包括一个由绝缘胶木制成的支承体1、八个均匀地环绕轴2布置的导体部件3和八个碳部件4，八个碳部件中的每一个分别与一个导体部件3成导电连接。这些碳部件4共同形成一个与换向器轴2相垂直的电刷接触面5。支承体1具有一个中心孔6。
由铜制成的导体部件3从一个共同的导体坯件制得。其分别包括一个连接区7和一个接触区8。在连接区7处分别布置了一个接触凸肩9，此接触凸肩用于使一转子绕阻的绕组线与相关的导体部件3成导电连接。为改善该导体部件3在支承件1上的固紧状态，由每个导体部件3的连接区7向内倾斜地伸出一个夹持爪10。
碳部件4在其径向外周边表面分别被该支承体1的胶木壳11覆盖。在这种情况下，通过碳部件4径向外周边表面的台阶状结构与各自的胶木壳11形成形状啮合的连接。支承体1的胶木还以各自胶木环套12的形状覆盖该碳部件4径向内周边表面。由于碳部件4径向内周边表面的台阶状结构，在此处也形成形状啮合连接。碳部件4在其径向内周边表面和外周边表面区域与支承体1成形状啮合连接确保该碳部件持久地固定在该支承体1上。
在这方面，平面换向器相应于如现有技术(例如德国专利申请公开说明书DE 19956844 A1)中附图所示情况，因而不需要对其基本结构作详细说明。
每个碳部件4以与其电刷接触面5相背对的方式具有一个带有孔14的环状凸块13。每个凸块13以其环状端面15贴靠在相配的导体部件3的相应环状接触面16上。此时，导体部件3上的由环状接触面16所环绕的圆柱形接触销17啮合在相关碳部件4上环状凸块13的孔14中，其中在接触销17的周边表面18区域形成与环状凸块13内周边表面19的导电连接，在接触销17的端表面20区域形成与孔14底表面21的导电连接。此外，该接触面16分别由一封闭的接触环24包围，该接触环导电地贴靠在相配的环状凸块13的外周边表面23上或者局部地压入到该外周边表面上。
该环状凸块13和与此相应的接触环24(参见图3)分别具有一个总体上成梯形的基本形状。由于在制造换向器时在环状凸块13上建立了应力，每个碳部件4经四个面(即经外周边表面23、环状端面15、环状凸块的内周边表面19以及孔14中与接触销端面20相接触的底表面21)与相配的导体部件3形成无间隙的导电连接。
导体部件3上所提到的四个用于与碳部件相接触的表面涂覆了一层抗氧化和抗腐蚀的金属涂层，如锡、银或类似的涂层。
那些分别使碳部件4与导体部件3成导电连接的连接区域26分别被一层布置在碳部件和导体部件之间的环形胶木层27包围。同样那些分别在由接触环24内表面29和环形接触面16形成的棱30的区域处在该导体部件3与该碳部件4上被倒圆的(参见图4)凸块13之间形成的空腔28内充填胶木。为此，导体部件3接触环24的内表面29在其径向外面部段31分别具有(参见图3)两条各自终止在棱28区域处的胶木槽32。
导体部件3在其各自背向所相配碳部件4的一侧具有一个与环形接触面16相背对的、且与该环形接触面相应的环形凸起33。这些分别通过为制造相配的环形接触面16而被挤压的材料作轴向移动所生成的环形凸起33嵌入到支承体1中。
同样在图中示出了那些在制造平面换向器时中被用来将一最初为整块的碳环盘35(参见图4)分成各碳部件4的径向切口34。
图4最后还说明：该碳环盘35的环状凸块13的外周边表面23在其与导体坯料组装之前是这样倾斜的，使该凸块向着端面15略有收缩。将这幅表示碳环盘35与导体料坯组装前的附图与表示制成的平面换向器的附图(尤其是图2)进行比较可知，接触环24在环状凸块外周边表面23区域局部压入到环状凸块13上，且由此引起相关凸块在该区域出现塑性变形。该接触销17也稍稍压入到环绕孔14的碳材料中。
图5至7中示出的平面换向器第二种实施方式就起决定作用的结构特点而言与图1至4的实施方式相一致。为避免重复，关于这方面可参见前面所作的说明。其不同之处主要在下述三个方面：
于是，碳部件4分别具有表面电镀金属层37。在将碳环盘与导体坯料组装之前，该金属层分别在孔14的底表面21、环状凸块13的整个表面以及相关碳部件上与凸块13相邻表面上延伸。该金属层设计成带有一铜基层和一锡表面层的双层结构。当然，在将碳环盘与导体坯料组装时，接触环和接触销分别刮除掉金属层，压入到未金属化的碳材料中。然而，在胶木槽32的区域，碳部件4的金属层37完整地保留，因而该金属层37位于凸块13外部的区域39经行进在胶木槽32内部的、由在那里被保留的金属层构成的导电带40连接到端面15区域的金属层37上。于是，因接触环24局部压入到凸块13而造成的金属层中断鉴于碳部件内部的电流分布未产生消极作用。
此外，在图6和7中以尺寸放大的厚度方式示出了分别布置在碳部件4凸块13的端面15和导体部件3之间的导电中间层38，该导电中间层由于平整两相关表面的表面粗糙度而用于在碳部件4和导体部件3之间产生大的表面接触而不会将空气和/或胶木封入到接触区。
最后，在如图5至7所示的平面换向器中为每个环状凸块13共配设五个胶木槽32，它们布置在径向外部、径向内部以及在该接触环24上两个各自平行于径向切口34行进的表面上。这与在那里延伸的导流带40(见前面)的功能有关。
图8示出的平面换向器第三种实施方式与图5至7所示的不同之处主要在于：导体部件3′具有四个接触凸起22来代替接触环。这四个接触凸起环绕着环状凸块13′，在该环状凸块13′的外周边表面23′区域导电地压入到碳材料中，且彼此间被缺口36分开。位于所述两彼此相邻接触凸起22之间缺口36区域中的是在相配的碳部件4′环状凸块13′的金属化外周边表面23′处的支承体1的胶木。在这里，如同在两胶木槽32′区域一样保留的金属层再次形成了导电带40′。

Claims (21)

1.一种平面换向器，它包括一个由绝缘胶木制成的支承体(1)、多个均匀地环绕换向器轴(2)布置的导体部件(3)和同样数量的与所述导体部件成形状配合啮合、导电连接、且由单碳制成并形成电刷接触面(5)的碳部件(4)，其特征在于：
每个碳部件(4)具有一个与该电刷接触面(5)背对布置的环状凸块(13)，该环状凸块的环状端面(15)与相配的导体部件(3)的相应环状接触面(16)相接触；
所述环状接触面(16)分别被该相关导体部件(3)的一个接触环(24)包围，该接触环在与其相配的环状凸块(13)的外周边表面(23)区域与该环状凸块(13)无间隙地接触；
在每个导体部件上伸出一个被所述环状接触面包围的接触销(17)，该接触销这样无间隙地压入到该相关碳部件(4)的相配环状凸块(13)的相应孔(14)中，以致碳部件分别经该环状凸块(13)的外周边表面(23)、环状端面(15)和内周边表面(19)导电地连接在所述导体部件(3)上；
该接触环用于连接所述碳部件(4)的表面、该环状接触面(16)和该接触销(17)的外周边表面(18)设计成抗氧化和抗腐蚀的。
2.按照权利要求1所述的平面换向器，其特征在于：所述碳部件(4)具有预成形和预硬化的环状凸块(13)，利用被硬化的碳的弹性模量将该环状凸块弹性预加应力，以使其贴靠在所述接触销(17)的外周边表面(18)和所述接触环(24)的内周边表面上。
3.按照权利要求1或2所述的平面换向器，其特征在于：所述碳部件(4)的环状凸块(13)具有未对表面进行金属化的表面，利用被硬化的碳的弹性模量将该环状凸块(13)端面(15)弹性预加应力从而使其无间隙地贴靠在所述导体部件(3)的接触面(16)上。
4.按照权利要求3所述的平面换向器，其特征在于：所述碳部件还经过所述孔(14)中与该接触销(17)的端面(20)相接触的底面(21)导电地连接在所述导体部件(3)上。
5.按照权利要求1或2所述的平面换向器，其特征在于：所述碳部件(4)的环状凸块(13)端面(15)和环绕环状凸块的表面具有一金属化层。
6.按照权利要求5所述的平面换向器，其特征在于：所述金属化层设计成电镀金属层。
7.按照权利要求5或6所述的平面换向器，其特征在于：在所述碳部件(4)环状凸块(13)的金属化端面(15)和所述导体部件(3)的相配接触面(16)之间设置了一个导电中间层(38)。
8.按照权利要求7所述的平面换向器，其特征在于：所述中间层(38)在所述碳部件(4)环状凸块(13)的金属化端面(15)和所述导体部件(3)的相配接触面(16)之间形成钎焊连接。
9.按照权利要求8所述的平面换向器，其特征在于：所述中间层(38)由压实的金属粉、压实的石墨粉或压实的金属和石墨混合粉或时效硬化的焊膏构成。
10.按照权利要求7至9中任一项所述的平面换向器，其特征在于：所述中间层(38)的厚度界于0.03和0.1mm之间。
11.按照权利要求1至10中任一项所述的平面换向器，其特征在于：每个接触环(24)在其用于与相配碳部件(4)的凸块(13)相连接的表面区域内具有至少一个胶木槽(32)，该槽终止在由该接触环(24)的相关表面和所述环状接触面(16)形成的棱(30)的区域。
12.按照权利要求5和11所述的平面换向器，其特征在于：沿着所述胶木槽(32)分别延伸着一条由金属化层(37)构成的导电带(40)，该导电带将所述环状凸块(13)的端面(15)处的金属化层与所述碳部件(4)环绕该凸块的表面上的金属化层(39)相连接。
13.按照权利要求1至12中任一项所述的平面换向器，其特征在于：将所述碳部件(4)与所述导体部件(3)导电连接的连接区(26)分别被一层设置在该碳部件(4)和该导体部件(3)之间的环形胶木层(27)环绕。
14.按照权利要求1至13中任一项所述的平面换向器，其特征在于：所述接触环(24)用于连接所述碳部件(4)的表面、所述环状接触面(16)以及所述接触销(17)的外周边表面(18)外涂覆有一层抗氧化和抗腐蚀的金属。
15.按照权利要求14所述的平面换向器，其特征在于：所述接触销(17)的端面(20)涂覆有一层抗氧化和抗腐蚀的金属。
16.按照权利要求1至15中任一项所述的平面换向器，其特征在于：所述环状凸块(13)具有一个基本上成梯形的基本形状。
17.按照权利要求1至16中任一项所述的平面换向器，其特征在于：所述接触环(24)用于连接所述碳部件(4)的表面设计成圆柱形。
18.按照权利要求1至17中任一项所述的平面换向器，其特征在于：所述接触销(17)具有一个基本为圆形的横截面。
19.按照权利要求1至18中任一项所述的平面换向器，其特征在于：所述接触销(17)设计成圆柱形。
20.按照权利要求1至19中任一项所述的平面换向器，其特征在于：所述导体部件(3)具有与所述环状接触面(16)相背对设置的、嵌入到所述支承体(1)中的环形凸起(33)。
21.一种平面换向器，它包括一个由绝缘胶木制成的支承体(1′)、多个均匀地环绕换向器轴(2)布置的导体部件(3′)和同样数量的与所述导体部件成形状配合啮合、导电连接、且由单碳制成并形成电刷接触面(5)的碳部件(4)，其特征在于：
每个碳部件(4)具有一个与该电刷接触面(5)背对布置的环状凸块(13′)，该环状凸块的环状端面与相配的导体部件(3′)的相应环状接触面相接触；
所述环状接触面分别被该相关导体部件(3′)的多个间隔布置的接触凸起(22)包围，这些接触凸起在与其相配的环状凸块(13′)的外周边表面(23′)区域与该环状凸块(13′)、即直接与碳材料无间隙地接触；
在每个导体部件上伸出一个被所述环状接触面包围的接触销(17′)，该接触销这样无间隙地压入到该相关碳部件的相配环状凸块(13′)的相应孔中，以致碳部件分别经该环状凸块(13′)的外周边表面(23′)、环状端面和内周边表面导电地连接在所述导体部件(3′)上；
位于所述每两个彼此相邻接触凸起(22)之间形成的缺口(36)区域的是所述碳部件环状凸块(13′)外周边表面(23′)处的支承体(1′)的胶木；
所述导体部件的接触凸起(22)上用于连接所述碳部件的表面、环状接触面和所述接触销(17′)的外周边表面设计成抗氧化和抗腐蚀的；
所述碳部件环状凸块(13′)的端面以及环绕该环状凸块的表面具有一金属化层；
在所述碳部件环状凸块(13′)的金属化端面和所述导体部件(3′)的相配接触面之间设置一导电的中间层。
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