專利名稱：用于電機的碳刷的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種按權利要求1前序部分所述的用于電機的碳刷。這種碳刷可回轉地支承在電機的刷架上。不過碳刷支承在一個由塑料制成的零件中，該零件本身可回轉地支承在刷架上。在溫度波動較大時，碳刷與整流器間的支承區的位置由于塑料溫度系數而劇烈變化。如果使用由金屬制成的零件，重量和成本都會增加。
另一種可以回轉的碳刷是錘刷(Hammerbuerste)，其中碳刷固定在一個板簧上，通過絞合線或直接通過與碳刷焊接在一起的板簧實現供電。由于制造公差可能導致在碳刷與整流器上的理想接觸高度之間產生高度偏差。由此不能避免產生噪音。
發明內容
具有權利要求1所述特征的電機碳刷的優點在于，即使溫度波動很大，碳刷相對于整流器的位置也不會劇烈變化。另外可以很好地將碳刷在刷架中進行定位，從而保證對整流器進行精確配合。為此使電機碳刷可回轉地支承在電機的刷架上，其中在碳刷本身上構造一個軸承區段用于可回轉地支承碳刷。
在碳刷的軸承區段上連接一個擺臂，一個支承區段從該擺臂上橫向伸出用于支承在整流電機的整流器上或者發電機的集電環上，由此簡單地實現了該碳刷。
如果擺臂的長度與整流器或集電環的半徑基本相符，那么可以在平行于電機的軸延伸的刷架上安裝碳刷。
軸承區段簡單的構造可以由此實現，即將軸承區段構造成圓柱形的區段以用于容納在軸瓦中，或者軸承區段具有一個用于容納軸承銷的孔。
優選在擺臂或支承區段上固定絞合連接電線，因為這樣可以實現有利的電連接。
如果使彈簧作用在擺臂或者支承區段上以便在支承區段上施加壓力，則可以產生良好的杠桿比，由此彈簧不必太強。優選將彈簧固定在擺臂上，并且彈簧通過一個弧形區段過渡到彈簧臂中，該彈簧臂基本沿著擺臂朝軸承區段的方向延伸。
具有用于可回轉地支承碳刷的軸承以及具有這種碳刷的刷架是成本低廉的，其中在所述碳刷本身上面構造了軸承區段，該軸承區段容納在軸承中。刷架具有軸瓦或者銷釘，碳刷就支承在軸瓦或者銷釘上，這也實現了一種成本低廉的支承。
固定在碳刷上的彈簧優選支撐在刷架上，這樣形成一種緊湊的結構。當在刷架上構造彈簧臂，并且彈簧臂作用在碳刷的凹腔中時，就實現了將彈簧簡單地整合在刷架中。如果設置扭轉彈簧，并且扭轉彈簧設置在軸承或者碳刷本身上，并且具有支腳，并且這些支腳在碳刷上施加壓緊力，則同樣獲得一種簡單的結構。
具有所述碳刷或所述刷架的電機在結構上是成本低廉的，并且噪音狀況良好。
本發明其它優點和有利的改進方案由從屬權利要求以及下面的說明中獲得。
在附圖中示出了本發明的實施例，并在后面的說明中進一步加以解釋。附圖示出圖1示出了電動機的縱向剖面；圖2示出了電動機的第一整流機構；圖3示出了第二整流機構；圖4示出了第三整流機構。
具體實施例方式
圖1簡要示出了電動機10的縱向剖面，該電動機也可以是一種發電機。電動機10可以在汽車中使用，例如在車窗玻璃升降器、雨刷驅動機構、風扇等中。電動機10包括一個外殼12和一個設置在該外殼12里面的電樞14。電樞14具有一根軸16和一個電樞鐵芯17，電樞鐵芯17具有一個未詳細示出的電樞繞組。電樞繞組通過導線18與整流器20連接。兩個在徑向對置的兩側的碳刷22在外圓周上對整流器20加載。碳刷22設置在刷架24上。整流器20、碳刷22和刷架24構成整流機構26。
根據圖1示出的縱向剖面，圖2示出了整流機構26的左視圖。刷架24最好由塑料制成，它基本上平行于軸16延伸，圖2中未詳細示出軸16。但是刷架24也可垂直于軸16延伸。刷架24具有兩個銷釘28形式的、平行于整流器軸線延伸的軸承用于可回轉地支承碳刷22。銷釘28之間的距離最好至少與整流器20的直徑一樣大，銷釘28與整流器軸線的距離是整流器半徑的至少1.5倍。這樣，不會使碳刷20過早磨損。
在碳刷22本身上形成孔30的形式的軸承區段，上述銷釘28插入這些孔30內。換一種說法就是，軸承區段與碳刷22一體構成或者說整體地在碳刷22上構成。
在軸承區段或者說孔30上分別連接一個擺臂32，擺臂32的長度最好大致相應于整流器20的半徑。擺臂32的長度使得兩個碳刷22與整流器20接觸的支承區34在整流器20上徑向對置。相應的支承區34橫向于擺臂32或與其成對角伸出，并且支承區34長度小于擺臂32的長度。碳刷22的橫截面呈矩形，最好呈正方形。
在碳刷上支承區域內構造兩個與孔30垂直的凹槽36或凹腔。在凹槽36內設置了彈簧臂38。彈簧臂38作用于碳刷22，使得碳刷22在整流器20上壓緊。為了進行圖解，所示的碳刷22處于一個當整流器20不存在時由碳刷22所占據的位置。彈簧臂38最好一體式地成形在刷架24上，且由塑料制成，并且位于一個平面中。有利的是這些彈簧臂相互面向指向。由此獲得的布置結構比彈簧臂反向指向布置節省空間。
最后為了進行電接觸在碳刷22上還分別固定了絞合線40。絞合線40優選與擺臂32焊接在一起，尤其是電氣焊接在一起。
為了裝配整流機構26，將碳刷22套在銷釘28上。同時將彈簧臂38插入凹槽36，這樣，碳刷22的角度位置就固定了，并且在必要時可以進行一種中間支承。為了裝配，將整流機構26的碳刷22事先朝整流器20壓緊。由此將碳刷22相互壓開，直到整流機構26到達其最終位置。
在圖3中示出了兩個略微不同的碳刷22.1和22.2。這兩個碳刷22.1和22.2具有一種共同的支承，這種支承和前面所述的有所不同。碳刷22.1和22.2沒有使用孔30作為軸承區段，而是具有圓柱形的區段42作為軸承區段用于容納在軸瓦44中，其中，該軸承區段與碳刷22.1、22.2一件式構成，或者說與碳刷22.1和22.2整體構成。圓柱形區段42的縱軸線與整流器軸線平行。軸瓦44是這樣構造的一方面可以通過卡槽連接或者彈簧卡腳連接裝配碳刷22.1和22.2；另一方面，碳刷22.1和22.2能夠得以充分旋轉。同樣，碳刷22.1和22.2具有一個擺臂32和一個支承區34，其尺寸和圖2中碳刷22的尺寸相應。當然，這里也可以實現根據圖2的支承。
在這兩個碳刷22.1和22.2上設置彈簧46.1或46.2用于在擺臂32或支承區段34上施加壓力。這兩個彈簧46.1優選由彈性扁鋼制成。這兩個彈簧46.1和46.2被固定在擺臂32上，并且通過一個弧形的區段48.1或48.2過渡到彈簧臂50.1和50.2中，彈簧臂50.1和50.2基本上沿著擺臂32朝軸瓦44的方向延伸。彈簧46.1通過銷釘52與碳刷22相連。彈簧46.2焊接在碳刷22的擺臂32上。這樣，可以很容易預制和操作這個零件。彈簧46.1和46.2的彈簧臂50.1和50.2插入刷架56的接收孔54中，在孔中它們支撐在刷架56上。這樣的結構可以同時保證彈性和供電。
圖4示出了具有環狀刷架58的另一種整流機構。刷架58可被軸向安裝在具有整流器20的軸16上。在兩個徑向對置的軸瓦44上可回轉地支承著另外兩個碳刷22.3，這兩個軸瓦44設置在刷架58的其中一個端面上。碳刷22.3的結構基本與碳刷22.1和22.2相應。也就是說，它們同樣具有圓柱形區段42、擺臂32和支承區34。但是在軸瓦44上除圓柱形區段42以外還設置了碟形彈簧或者說扭轉彈簧60。扭轉彈簧60的中間區段62在此設置在軸瓦44內，該中間部分62優選螺線形卷繞。為此，軸瓦44的長度這樣確定，使得當它們依次布置時，它們可以容納圓柱形區段42和中間區段62。當然在圓柱形區段42上可以設置一種栓，扭轉彈簧60的中間區段62就環繞著該栓設置。圖4所示的就是這種情況。這也同樣適用于圖2中借助于銷釘28進行的支承。
扭轉彈簧60的第一支腳64支撐在軸瓦44或其它構件上，第二支腳66抵靠在擺臂32上，從而扭轉彈簧60在刷架58裝配好的情況下將支承區34朝整流器20擠壓。
扭轉彈簧60本身可以支承在銷釘28、軸瓦44形式的軸承上，或也可以支承在碳刷22.3上，其實現了一種比較簡單的結構。
如圖2所示，可以通過絞合線40進行供電，或者如果扭轉彈簧60例如焊接在碳刷22.3上的話，也可以通過扭轉彈簧60進行供電。然后支腳64例如可以作為連接插頭使用。
軸承區段本身在碳刷22、22.1、22.2及22.3上構成，或者與其一件式地或者說整體式地構成，其可以省去其它的構件來可回轉支承碳刷22、22.1、22.2、22.3，例如錘刷中的板簧或塑料支架。
權利要求
1.用于電機(10)的碳刷(22，22.1，22.2，22.3)，用于可回轉地支承在電機(10)的刷架(24，56)上，其特征在于在所述碳刷(22，22.1，22.2，22.3)本身上面構造一個軸承區段(30，42)用于可回轉地支承碳刷(22，22.1，22.2，22.3)。
2.按權利要求1所述的碳刷(22，22.1，22.2，22.3)，其特征在于在所述碳刷(22，22.1，22.2，22.3)的軸承區段(30，42)上連接擺臂(32)，支承區段(34)從該擺臂(32)橫向伸出以用于支承在整流電機(10)的整流器(20)或者發電機的集電環上。
3.按權利要求2所述的碳刷(22，22.1，22.2，22.3)，其特征在于所述擺臂(32)的長度至少基本上與整流器(20)或集電環的半徑相應。
4.按前述權利要求中任一項所述的碳刷(22，22.1，22.2，22.3)，其特征在于所述軸承區段(42)是圓柱形區段，用于容納在軸瓦(44)中；或者所述軸承區段(30)具有孔用于容納軸承銷(28)。
5.按前述權利要求中任一項所述的碳刷(22，22.3)，其特征在于在所述擺臂(32)或所述支承區段(34)上固定絞合連接電線(40)。
6.按前述權利要求中任一項所述的碳刷(22.1，22.2，22.3)，其特征在于彈簧(46.1，46.2)作用在擺臂(32)或者支承區段(34)上以用于向支承區段(34)施加壓力。
7.按權利要求6所述的碳刷(22.1，22.2)，其特征在于所述彈簧(46.1，46.2)固定在擺臂(32)上，并且通過一個弧形的區段(48.1，48.2)過渡到彈簧臂(50.1，50.2)中，該彈簧臂基本上沿著擺臂(32)朝軸承區段(42)的方向延伸。
8.刷架(24，56，58)，具有用于可回轉地支承碳刷(22，22.1，22.2，22.3)的軸承(28，44)和按前述權利要求中任一項所述的碳刷(22，22.1，22.2，22.3)，其特征在于在所述碳刷(22，22.1，22.2，22.3)本身上構造軸承區段(30，42)，該軸承區段容納在軸承(28，44)中。
9.按權利要求8所述的刷架(24，56，58)，其特征在于所述刷架(24，56，58)具有軸瓦(44)或銷釘(28)，碳刷(22，22.1，22.2，22.3)就支承在上述軸瓦(44)或銷釘(28)上。
10.按權利要求8或9所述的刷架(56，58)，其特征在于固定在所述碳刷(22.1，22.2，22.3)上的彈簧(46.1，46.2，60)支撐在刷架(56)上。
11.按權利要求8至10中任一項所述的刷架(58)，其特征在于設置扭轉彈簧(60)，其設置在軸承(28，44)或碳刷(22.3)上，并且扭轉彈簧(60)具有支腳(64，66)，該支腳(64，66)向碳刷(22.3)施加壓緊力。
12.按權利要求8至11中任一項所述的刷架(24)，其特征在于在所述刷架(24)上構造彈簧臂(38)，其作用在碳刷(22)的凹腔(36)中。
13.具有至少一個按權利要求1至7中任一項所述的碳刷(22，22.1，22.2，22.3)或者按權利要求8至12中任一項所述的刷架(24，56)的電機(10)。
全文摘要
本發明涉及一種用于電機(10)的碳刷(22，22.1，22.2，22.3)，其用于可回轉地支承在電機(10)的刷架(24，56)上。為此，在碳刷(22，22.1，22.2，22.3)本身上構造軸承區段(30，42)，用于可回轉地支承碳刷(22，22.1，22.2，22.3)。軸承區段(30，42)可以以孔(30)或者圓柱形區段(42)的形式實現。其優點在于即使溫度波動很大，碳刷(22，22.1，22.2，22.3)相對于整流器(20)的位置也不會劇烈變化。另外可以很好地將碳刷(22，22.1，22.2，22.3)在刷架(24，56)中進行定位，從而保證與整流器進行精確配合。
文檔編號H01R39/38GK1954467SQ200580015136
公開日2007年4月25日 申請日期2005年3月4日 優先權日2004年5月12日
發明者R·黑茨 申請人:羅伯特·博世有限公司