[发明专利]电机转子用的集电环组件、配有集电环组件的电机及集电环组件的制造方法

说明书

技术现状

本发明涉及：用于电机转子的一种集电环组件，配有本发明提出的集电环组件的一种电机以及集电环组件的一种制造方法。这类已知的集电环组件一般都是由两个集电环组成的，这两个集电环由一个用绝缘材料做成的支架支承着。这两个集电环各自与一条电连接导体相连，经过电连接导体的端部，可分别固定转子的一个励磁线圈的一端。这种集电环组件例如在德国公开的专利文献DE 38 38 436 A1中公开。

然而在采用这种或类似的集电环组件时，结合由汽车制造厂家所改变的传动装置材料例如用于多键楔传动带的新型材料，会给为其配置了这种集电环组件的三相交流发电机带来迄今尚不认识的问题。

这方面的一个现象是，在转子进行旋转运动时，会形成很高的静电压，这些静电压在超过一个未确定的限度时会突然放电，从而使电气部件例如用于励磁线圈的调节器受到损害，甚至被毁坏。这种电压发生的作用原理是与已知的：Van-de-Graaf-发电机相符的。

为了解决这种问题，已经做出了种种努力。例如德国专利文献DE101 18 004 A1提出一种系统，在该系统上，例如通过用绝缘材料做成的支架的导电性涂层，使能将静电压从电磁性铁质部分经过负极集电环而导引到电机的电气材料上。按该专利文献中所公开的解决方案，其缺点在于：励磁线圈的正常功能在安装之后和在集电环组件接线之后，不能再可靠地甚至根本不能再加以测试。其后果是，因之未检查过的更确切地说不能检查的转子可能是不可知道地有毛病的，从而得继续在成本高的制造过程中进行加工处理，尽管它们早就算是废品了。

发明内容

本发明提出的集电环组件具有主项权利要求中所述特征，其优点在于：通过继续成型的导体(该导体形成从第一连接导线至集电环组件的表面的一种直接电连接)从而可进行转子的励磁线圈的高压检查。这种高压检查既可用于制造过程中，也可用于在试验后检查线圈绕组，关于所谓的转子材料，即关于转子的磁性部分的短路。

通过在各项从属权利要求中提出的措施，能实现按主项权利要求所述的集电环组件的有利改进。现设定：另外成型的导体作为分开的构件被安置在至少一个第一连接导体上，与之相连系的预加工则具有如下优点：可以预加工出一个具体的、尺寸准确的部件，从该部件出发不会有大的容差波动，从而使该分开的部件形成一个从第一连接导体至集电环组件的表面的一种可靠而准确的电连接。如果通过在至少一个第一连接导体上的成形形成另外成型的导体，从而可通过这一另外成型的导体的喷射生产出一个精确的另外成型的导体来，其质量高和精密。

如果另外成型的导体具有这样一个材料部位，该材料部位形成一个侧凹，并啮合到连接导体的一个侧凹中，从而特别在作为分开的部件的实施形式中达到一个可靠的径向位置。

为了使另外成型的导体不致引起励磁绕组的短路，兹提出如下设定：该另外成型的导体具有的电导率为1E5Ωcm至大约1E12Ωcm。该导体允许实现通过足够高的电流，借以避免静电充电。与此同时，对励磁电流的影响可达最小程度。

如果将另外成型的导体安置在第一集电环和连接导体的背向第一集电环的端部之间，就能在安装后的状态中使成型的导体与滚动轴承的一个内环相接触，从而将静电荷从磁性部件经过它们的轴、轴承的内环、成型的导体和连接导体导走。这种装置也考虑到了一般的紧凑发电机的装置(双流式转子)，如在文首的现有技术中所述及的。如果第一集电环安置在连接导体的背向第一集电环的端部和另外成型的导体之间的话，那么，利用上述装置可应对于紧凑发电机结构的另一个变型方案，其中，集电环可安装在支持轴承或滚动轴承和转子的磁性部分之间。在这里也可以经过成型的导体将静电荷引到滚动轴承的一个内环上。

如果另外成型的导体所具有的比电阻高于连接导体但当然其所具有的比电阻小于绝缘材料，于是便得出一条明确的路径或途径以用于静电荷的引出。

如果为成型的导体用的材料选择一种聚合的复合材料，该材料最好是由聚合的绝缘性材料和导电性材料组成的混合物，从而获得这样一种成型的导体，该导体可利用一种压铸法制造，从而就其形状而言，可以相当自由地进行设计。因此，可以特别良好地配合当地的现实情况。此外，还有一个可能性，就是将这种成型的导体喷注到集电环组件的绝缘材料上，该集电环组件例如是用相似的材料制成的，这样，成型的导体就能与埋置或保持的绝缘材料实现良好的机械性连接。从而排除了在装配到电机上之前所成型的导体有滑落或松脱的现象。