[发明专利]电机的换向器转子及其制造方法

说明书

技术领域

本发明一方面涉及用于制造电机的转子的方法，所述电机具有转子轴、电枢包、由绝缘的绕组线制成的转子绕组、以及带有多个围绕转子轴布置的碳换向器片的换向单元；本发明另一方面涉及电机的转子，所述转子包括转子轴、安放在转子轴上的电枢包、安装在电枢包上的由绝缘绕组线制成的转子绕组、以及带有围绕转子轴布置的若干碳换向器片的换向单元，转子绕组的端部直接连接在所述碳换向器片上。

背景技术

电机，特别是直流电动马达和发动机典型地具有转子，所述转子具有转子轴、电枢包、由绝缘绕组线制成的包括多个线圈形状的单个绕组的转子绕组、以及带有多个围绕转子轴布置的换向器片的换向单元。换向器片的数量典型地对应于转子绕组的单个绕组的数量，在此所述换向器片限定出一个通常为圆柱形的或平面的电刷运行表面，电刷在所述电刷运行表面上滑过。

广泛地使用的电机包括铜制的换向单元的换向器片。锚定在绝缘的支承主体内的换向器片在此典型地具有连接钩，所述连接钩用于转子绕组在换向单元的换向器片上的导电连接。一般地，在此将每个预制的换向器安装在转子轴上，且将转子绕组的端部-即转子绕组的单个绕组的端部-与连接钩焊接。

在特定的使用中(例如，在用于驱动燃料泵的直流马达中)，换向单元的换向器片由于寿命的原因更多地由碳制造，其中在本申请的范围内理解为全部已知的石墨换向器片或碳换向器片——特别是电工碳(Elektrokohle)或以聚合物粘合的碳——的制造方式。这样用途的电机的转子的制造典型地以如上文中结合铜换向器解释的相应的方式进行，带有如下措施，即使得在预制的碳换向器中，换向单元的换向器片以合适的方式与金属导体段导电地连接，所述金属导体段锚定在相关的换向器的支承主体内，且具有用于转子绕组的端部的连接钩(例如，参考DE 19525584 A1，EP 1075727 B1，DE 10127784 A1，DE 19956844A1)。作为替换，建议将换向单元的碳换向器片直接锚定在绝缘的支承主体上，且将具有连接钩的金属导体段固定在相关的换向器的换向器片上(JP 08065966A)。

也已建议(JP 2000208225 A)了在碳换向器内完全省略金属导体段，且将转子绕组的端部直接连接在锚定在绝缘支承主体上的换向单元的换向器片上，也就是连接在形成于换向器片上的爪的区域内。为制造带有这样的换向器的转子，本解释以相应的方式适用。

此外，为制造本文开头所述类型的转子，其中(滚子形的)换向单元包括了碳换向器片，已建议在安装实际的换向单元前且在制造转子绕组前在转子轴上安置帽形或钟形的安装元件(参考US 3532913)。此安装元件在随后待安装的换向单元的形成了电刷运行表面的外部圆周面上包围了所述随后待安装的换向单元，在所述安装元件上，转子绕组的单个绕组的端部相对于随后待安装的换向单元的换向器片位置正确地定位，且通过孔或槽来实现定位。在将预制的换向单元插到安装元件内时，通过机械夹紧触点产生了转子绕组的端部和换向单元的换向器片之间的导电连接。

也结合其换向单元具有金属段的转子建议了一种类似的构思(JP 09009584A和DE 4026025 B4)，其中为避免转子绕组的端部和换向单元的换向器片之间的焊接或钎焊而仅提供了机械夹紧触点。

而且，JP 60121942 A也涉及一种转子，其中转子绕组的端部与换向单元的换向器片仅通过机械夹紧触点导电地连接。为此，在支承线圈绕组的线圈支承主体的前侧布置盘形插入件。若干凸起沿轴向从所述盘形插入件突伸出，转子绕组的端部围绕所述凸起。在换向单元中，换向器片沿轴向突伸出换向器支承主体。转子绕组与换向单元的换向器片的接触通过将转子绕组的端部在径向外侧邻近盘形插入件的凸起处在固定地压在转子轴上的换向单元的换向器片的前侧和盘形插入件之间夹紧。

最后，建议(US 3551716和DE 1910611 A)使电机的转子装配有可容易更换的由绝缘支承主体和碳换向器片组成的滚子换向器。在转子轴上为此目的在转子绕组和换向器之间固定了绝缘材料制成的支承盘，所述支承盘带有安装在其上的金属导体段，在金属导体段的端侧固定了转子绕组的端部。如果换向器插在转子轴上，则导体段的朝向换向器方向穿过支承盘的头部就在正面侧接触换向单元的各换向器片，其中通过支承盘(US 3551716)或导体段(DE1910611A)的弹性而确保了接触。

发明内容