用于滑動接點(diǎn)的接觸元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于接觸一滑道的接觸元件，包括一電刷、一長形的保持元件和一彈性元件，所述電刷用于貼靠在所述滑道上，所述保持元件在相互相反的端部上具有一緊固段和一用于容納所述電刷的保持段，所述彈性元件用于以如下方式將所述電刷壓緊到所述滑道上，使得當(dāng)所述電刷在所述滑道上摩擦?xí)r，所述電刷的遠(yuǎn)離所述滑道的端部沿著一弧形的曲線向所述滑道靠近。在此，所述電刷沿著所述曲線具有一磨損段，在該磨損段上，所述電刷的貼靠在所述滑道上的表面與所述電刷在所述滑道上已經(jīng)進(jìn)行的摩擦無關(guān)。
【專利說明】用于滑動接點(diǎn)的接觸元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于一滑動接點(diǎn)的接觸元件。本發(fā)明尤其涉及一滑動接點(diǎn)的電刷的構(gòu)造，該滑動接點(diǎn)設(shè)置用于在一旋轉(zhuǎn)電機(jī)上使用。
【背景技術(shù)】
[0002]滑動接點(diǎn)用于在一第一元件和一第二元件之間建立電連接，所述第一元件和第二元件相對于彼此可移動或可轉(zhuǎn)動地布置。在此，所述滑動接點(diǎn)包括在一個元件上的滑道以及在另一個元件上的接觸元件，該接觸元件貼靠在所述滑道上，其中，不僅所述滑道而且所述接觸元件都是由導(dǎo)電的材料制成的?；瑒咏狱c(diǎn)例如在一電動馬達(dá)的換向器中使用。在該情況下所述滑道圍繞所述電動馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸彎曲。
[0003]所述接觸元件通常包括一電刷、一保持元件和一彈性元件，所述電刷貼靠在所述滑道上，所述保持元件用于機(jī)械地固定所述電刷，所述彈性元件用于將所述電刷壓緊到所述滑道上。在一種實施方式中，所述保持元件是長形的并且在所述電刷和一保持段之間延伸。該構(gòu)造型式引起了，所述電刷隨著在所述滑道上的摩擦(Abrieb)而導(dǎo)致的加重的磨損(Verschleifl)而描繪出了圍繞所述保持元件的一個弧。由此會改變所述電刷關(guān)于所述滑道的位置。在一換向器的情況下，由此經(jīng)由所述電刷在所述滑道上的位置而改變了接通位置或斷開位置，從而會影響相關(guān)的電動馬達(dá)或發(fā)電機(jī)的性能或效率。在一種示例性的構(gòu)造中可以證明，在所述電刷和所述滑道之間的接觸面的上升端和下降端之間的幾何的中心點(diǎn)在所述電刷的規(guī)劃的磨損期間以最小4.6度關(guān)于所述滑道的轉(zhuǎn)動方向發(fā)生改變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種改進(jìn)的用于接觸一滑道的接觸元件。本發(fā)明借助于一具有權(quán)利要求1的特征的接觸元件來解決該任務(wù)。從屬權(quán)利要求描述了優(yōu)選的實施方式。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的用于接觸一滑道的接觸元件包括一電刷、一長形的保持元件和一彈性元件，所述電刷用于貼靠在所述滑道上，所述保持元件在相互相反的端部上具有一緊固段和一用于容納所述電刷的保持段，所述彈性元件用于以如下方式將所述電刷壓緊到所述滑道上，使得當(dāng)所述電刷在所述滑道上被摩擦?xí)r，所述電刷的一遠(yuǎn)離所述滑道的端部沿著一弧形的曲線向所述滑道靠近。在此，所述電刷沿著所述曲線具有一磨損段，在該磨損段上，所述電刷的貼靠在所述滑道上的表面是不受所述電刷在所述滑道上已經(jīng)進(jìn)行的摩擦的影響的。
[0006]這樣可以如此地抑制在所述電刷的磨損期間在所述電刷和所述滑道之間的接觸面的增大或減小，如其在已知的接觸元件上可觀察到的那樣。由此能夠減小或防止在所述表面的上升端和下降端之間的幾何中心的移動。此外，通過所述電刷在所述滑道上的摩擦而造成的磨損可以在規(guī)劃的使用壽命期間更加均勻地進(jìn)行。
[0007]在一種特別優(yōu)選的實施方式中，在所述磨損段中，所述貼靠的表面的幾何中心的位態(tài)(Lage)關(guān)于所述滑道的轉(zhuǎn)動方向是獨(dú)立的。尤其是當(dāng)所述接觸元件被一電機(jī)的換向器包括時，由此可以確保在所述電刷的磨損期間所述滑道的接通位置和斷開位置的更好的維持。
[0008]在一種優(yōu)選的實施方式中，在所述磨損段中，所述電刷的邊界平行于一通過所述彎曲的曲線的切線延伸。所述邊界在所述電刷和所述滑道之間的接觸面的上升邊界或下降邊界處截止。由此所述彎曲的曲線可以尤其引起了，所述長形的保持元件單側(cè)地在所述緊固段上夾緊。通過所述電刷的邊界的所述成形，在所述電刷在所述滑道上磨損期間，可以比較簡單地至少近似維持所述電刷和所述滑道之間的貼靠的表面的位態(tài)。
[0009]在另一種實施方式中，在所述磨損段中所述電刷的邊界可以平行于所述彎曲的曲線延伸。這樣可以以更好的方式在所述電刷磨損期間能夠?qū)崿F(xiàn)所貼靠的表面的所描述的穩(wěn)定性。
[0010]在另一種實施方式中，所述曲線位于一具有一半徑的圓弧段上，并且在所述磨損段中所述電刷的邊界位于相同大小的半徑上。該實施方式在如下情況下也是可以使用的，即當(dāng)所述曲線僅局部地或僅在一個點(diǎn)位于一具有一半徑的圓弧段上時。該實施方式同樣是比較容易地制造的并且無需準(zhǔn)確地知道所述曲線的曲率。
[0011 ] 在未關(guān)閉的電刷的遠(yuǎn)離所述保持元件的一側(cè)，可以構(gòu)造一進(jìn)入段，在該進(jìn)入段中，貼靠在所述滑道上的表面小于在所述磨損段中貼靠的表面。換句話說，所述電刷的進(jìn)入段在其貼靠在所述滑道上之前可以程度更大地或更小地供給(Zulaufen)。由此可以有利地將一新加入的電刷迅速地以正確的角度貼靠到所述滑道上。
[0012]優(yōu)選地，在進(jìn)入段中的貼靠的表面隨著加重的摩擦而變大。這樣，所述電刷在進(jìn)入段中的磨損逐漸地變得更慢，直到所述進(jìn)入段耗盡并且所述電刷的磨損段的端部貼靠在所述滑道上。
[0013]在另一種優(yōu)選的實施方式中，所述電刷在一垂直于所述彎曲的曲線的截面中呈矩形。雖然所描述的實施方式也可以在另一種形狀的電刷中使用，例如一具有圓形或橢圓形橫截面的電刷，但當(dāng)維持所述矩形的橫截面時，能夠以更好的精確度和提高的載流能力來限定所述滑道的如下位置，在該位置處建立或分開所述滑道的預(yù)設(shè)段和所述電刷之間的接觸。
[0014]所述電刷可以包括一面向所述保持元件的緊固段，其中，所述保持元件承載一裝置，用以將所述緊固段可移動地沿著所述保持元件進(jìn)行支承。通過所述電刷在所述保持元件上的可移動的支承，可以減小所述電刷相對于所述滑道歪斜的傾向。
[0015]在一種實施方式中，所述彈性元件通過所述保持元件的一柔韌段形成并且所述電刷以如下方式安置在所述保持元件上，使得在所述曲線和未受載的保持元件之間存在一小于90°的角。在優(yōu)選的實施方式中，所述角大于10°且進(jìn)一步優(yōu)選大于20°。如此可以更好地檢查所述滑道和所述電刷之間的貼靠的表面的位態(tài)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]現(xiàn)在參照附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中:
圖1示出了用于使一電動馬達(dá)換向的滑動接點(diǎn)；
圖2在一側(cè)視圖中示出了圖1的接觸元件的另一種實施方式； 圖3a_3c示出了圖1的電刷的磨損段的變型；
圖4a_4e示出了圖1的電刷的進(jìn)入段的變型；
圖5示出了圖1的滑動接點(diǎn)的另一種實施方式的立體視圖；
圖6示出了圖5的接觸元件的側(cè)視圖；以及 圖7示出了圖5和6的接觸元件的另一種實施方式的示意圖。
【具體實施方式】
[0017]圖1示出了一滑動接點(diǎn)100，例如用于使一電動馬達(dá)或一發(fā)電機(jī)換向。所述滑動接點(diǎn)100包括一接觸元件105和一滑道110。在所示的實施方式中，所述滑道110圍繞所述電動馬達(dá)的一轉(zhuǎn)軸115呈弧形。在其它的實施方式中，所述滑動接點(diǎn)100也可以在一其它的裝置上使用，例如一用于天線或縱向電堆(Uingsdule)的滑動接觸。所述滑道110在其它的實施方式中也不必是彎曲的，而是也可以例如在一平面中延伸。
[0018]所述接觸元件105包括一電刷120、一保持元件125和一彈性元件130。所述電刷120設(shè)置用于貼靠在所述滑道110上。所述電刷120的橫截面通常是矩形的，但也可以是其它形狀。所述電刷125在所述滑道110上的貼靠通過一表面135形成，該表面關(guān)于所述滑道110的一假定的運(yùn)動方向具有一上升沿140和一下降沿145。此外，在所述沿140和145之間繪出了一幾何的中心150。所述電刷120通常由碳或另一種傳導(dǎo)性好的材料構(gòu)成并且設(shè)置用于，盡可能單側(cè)地相對于所述滑道110磨損。為了確保所述滑道110的傳導(dǎo)性段的始端或末端沿著所述假定的運(yùn)動方向始終在所述滑道110的正確的、預(yù)設(shè)的位置中經(jīng)過所述上升沿140或所述下降沿145，必要的是，所述電刷120在所述滑道110上的摩擦不改變所述沿140和150或所述中心150關(guān)于所述滑道110的位置。
[0019]所述接觸元件105在部分關(guān)閉的狀態(tài)下以實線示出，并且在未關(guān)閉的狀態(tài)下以虛線示出。隨著所述電刷120的加重的磨損，所述電刷120的背離所述滑道110的端部沿著一彎曲的曲線155朝向所述滑道110運(yùn)動。在此，所述曲線155的曲率主要取決于所述保持元件125的幾何形狀。在所示的實施方式中，所述保持元件125是長形的并且包括一緊固段160、一柔韌段165和一用于容納所述電刷120的保持段170。在此，單個的段160、165和17 O也可以重疊。所述緊固段160設(shè)置用于將所述接觸元件105支承在所述電動馬達(dá)的一定子上。
[0020]在所示的、示例性的實施方式中，所述緊固段160包括一用于容納一銷的孔眼。另一個銷以預(yù)設(shè)的間距沿著所述保持元件125設(shè)置。在另一種實施方式中，也可以僅下部的、在圖1中所示的銷按照一轉(zhuǎn)軸的形式嵌入到所述緊固段160的孔眼中并且取消所述第二銷，其中，所述保持元件125基本上剛性地實施的，并且一用于將所述電刷120壓緊到所述滑道110上的壓緊力通過一單獨(dú)的元件、例如一螺旋彈簧，朝向所述轉(zhuǎn)軸115被施加到所述保持元件125或所述電刷120上。所述彎曲的曲線155在具有所述兩個銷的第一種情況下例如可以包括一橢圓段，而其在具有僅一個銷的后一種情況下大體地包括一個圓弧段。但在每種情況下所述曲線155都是弧形的。
[0021]為了確保在所述電刷120和所述滑道110之間的貼靠的表面135的位置在所述電刷120磨損期間保留在預(yù)設(shè)的位置中，所述電刷120的面向所述緊固段160的第一邊界和背離所述緊固段160的第二邊界180根據(jù)所述彎曲的曲線155來成形。[0022]圖2在一側(cè)視圖中示出了圖1的接觸元件105的另一種實施方式。在此，所述電刷120劃分成三個段，沿著這三個段，所述電刷120從所述保持元件125延伸出去。一固定段205設(shè)置用于，確保所述電刷120在所述保持元件125上的嵌接。不設(shè)置成，一直關(guān)閉所述電刷120，使得所貼靠的表面135位于所述固定段205的區(qū)域中。
[0023]在所述固定段205上聯(lián)接一磨損段210。所述磨損段210在所述邊界175和180之間延伸。在所述磨損段210上聯(lián)接一可選的進(jìn)入段215。所述進(jìn)入段215在上升段中由所述保持元件125供給，從而當(dāng)所述貼靠的表面135位于所述進(jìn)入段215的區(qū)域中時，所述表面具有一比其在所述磨損段210的區(qū)域中更小的面積。
[0024]圖3示出了圖1的電刷120的磨損段210的不同的變型。在此，所述可選的進(jìn)入段215分別以虛線示出。
[0025]圖3a示出了一種變型，在該變型中，所述邊界175和180筆直地并且相互平行地延伸。在此，當(dāng)所述貼靠的表面135位于所述磨損段210的區(qū)域中時，所述邊界175和180優(yōu)選平行于一通過所述彎曲的曲線155的切線。
[0026]圖3b不出了一種實施方式,其中，所述邊界175和180分別包括一具有相同的半徑的圓柱殼面。當(dāng)所述貼靠的表面135位于所述磨損段210中時，所述半徑優(yōu)選相應(yīng)于所述彎曲的曲線155的半徑。
[0027]圖3c示出了一種實施方式，其中，所述邊界175和180沿著如下的平面延伸，所述平面沿著一樣條曲線(Spline-Kurve)彎曲。在此，所述曲率針對所述邊界175和180可以是相等的或不等的。
[0028]圖4示出了圖1的電刷120的進(jìn)入段215的變型。示出了五個不同的變型，其中，所述磨損段210分別以虛線示出。所示的進(jìn)入段215的變型中的每一個都可與圖3的磨損段210的變型中的每一個進(jìn)行組合。
[0029]圖4a示出了一種變型，其中，表現(xiàn)為所述邊界175或180的延長部分的一第一面405和一第二面410是筆直的且延伸到一起。
[0030]圖4b示出了一種類似的變型，其中，在所述面405和410之間還設(shè)置一第三面415，其優(yōu)選是平坦的并且進(jìn)一步優(yōu)選與所述滑道110的表面相切地延伸。
[0031]圖4c展示了該方案的另一種改進(jìn)，其中，所述第三面415沿著一半徑延伸，從而在所述電刷120上形成一月牙凹。優(yōu)選地，所述第三面415的半徑相應(yīng)于所述滑道110的外徑。
[0032]圖4d示出了類似于圖4a的一種實施方式，其中，所述面405和410分別沿著一預(yù)設(shè)的半徑延伸。在此，所述半徑可以是相同的或相互不同的。在所述第一面405上的半徑位于所述電刷120的內(nèi)側(cè)面上，而所述第二面410的半徑位于其外側(cè)面上。因此在所述第二面410的區(qū)域中得出了一月牙凹。
[0033]圖4e中示出了該實施方式的另一種變型。這里，所述面405和410的曲率分別跟隨樣條曲線。
[0034]圖5示出了圖1的接觸元件105的另一種實施方式的立體視圖。這里，所述保持段170如此成形，使得其能夠如此地容納所述電刷120的固定段205，使得所述電刷120可沿著所述緊固段160的半徑移動。為此，所述固定段205的一個部分穿過所述保持元件125的一相應(yīng)的留空部引導(dǎo)。所述保持段170在該實施方式中優(yōu)選是完全僵直的。[0035]此外，在圖5中展示了一柔韌的導(dǎo)線505，用以建立與所述電刷120的電接觸。為了概覽起見，在其它附圖中未示出所述導(dǎo)線505。
[0036]圖6示出了圖5的接觸元件105的側(cè)視圖。
[0037]圖7示出了圖5和6的滑動接點(diǎn)105的另一種實施方式的示意圖。在所示的變型中，在所述彎曲的曲線155和未受載的保持元件125的伸長方向之間圍出一個角705，該角小于90°。優(yōu)選地，該角705小于80°，進(jìn)一步優(yōu)選小于75°。在所有情況下，所述角705不應(yīng)過小，大致65°的下限似乎是恰當(dāng)?shù)?。換句話說，如果所述保持段未受載，則在所述保持段170和所述柔韌段165之間存在一個大于0°的角。
【權(quán)利要求】
1.接觸元件(105)，用于接觸一滑道(110)，其中，所述接觸元件(105)包括下列部件: -一電刷(120)，用于貼靠在所述滑道(110)上； -一長形的保持兀件(125),其在相互相反的端部上具有一緊固段(160)和一用于容納所述電刷(120)的保持段(170)，以及 -一彈性元件(165)，用于將所述電刷(120)以如下方式壓緊到所述滑道(110)上，使得當(dāng)所述電刷(120)在所述滑道(110)上摩擦?xí)r，所述電刷(120)的遠(yuǎn)離所述滑道(110)的端部沿著一弧形的曲線(155)向所述滑道(110)靠近， 其特征在于， 所述電刷(120)沿著所述曲線(155)具有一磨損段(210)，在所述磨損段上，所述電刷(120)的貼靠在所述滑道(110)上的表面(135)與所述電刷(120)在所述滑道(110)上已經(jīng)進(jìn)行的摩擦無關(guān)。
2.按照權(quán)利要求1所述的接觸元件(105)，其中，在所述磨損段(210)中，所述貼靠的表面(135)的幾何的中心(150)關(guān)于所述滑道(110)的轉(zhuǎn)動方向的位置與所述電刷(120)的已經(jīng)進(jìn)行的摩擦無關(guān)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的接觸元件(105)，其中，在所述磨損段(210)中所述電刷(120)的邊界(175、180)平行于通過所述彎曲的曲線(155)的切線延伸。
4.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的接觸元件(105)，其中，在所述磨損段(210)中所述電刷(120)的邊界(175、180)平行于所述彎曲的曲線(155)延伸。
5.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的接觸元件(105)，其中，所述曲線(155)位于一具有一半徑的圓弧段上并且在所述磨損段(210)中所述電刷(120)的邊界(175、180)位于相同的半徑上。
6.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的接觸元件(105)，其中，在未關(guān)閉的電刷(120)的遠(yuǎn)離所述保持元件(125)的一側(cè)構(gòu)造一進(jìn)入段(215)，在所述進(jìn)入段中貼靠在所述滑道(110)上的表面(135)小于在所述磨損段(210)中貼靠的表面(135)。
7.按照權(quán)利要求6所述的接觸元件(105)，其中，在所述進(jìn)入段(215)中貼靠的表面(135)隨著加重的摩擦而變大。
8.按照權(quán)利要求6或7所述的接觸元件(105)，其中，在所述進(jìn)入段(215)中，所述貼靠的表面(135)的幾何的中心關(guān)于所述滑道(110)的轉(zhuǎn)動方向的位態(tài)與所述電刷(120)的已經(jīng)進(jìn)行的摩擦無關(guān)。
9.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的接觸元件(105)，其中，所述電刷(120)在一垂直于所述彎曲的曲線(155)的截面中是矩形的。
10.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的接觸元件(105)，其中，所述電刷(120)包括一面向所述保持元件(125)的緊固段(160)，所述保持元件(125)承載一裝置，用以將所述緊固段(160)能移動地沿著所述保持元件(125)進(jìn)行支承。
11.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的接觸元件(105)，其中，所述彈性元件(165)通過所述保持元件(125)的一柔韌段形成并且所述電刷(120)以如下方式安置在所述保持元件(125)上，使得在所述曲線(155)和未受載的保持元件(125)之間存在一小于90°的角(705)。
【文檔編號】H01R39/26GK103915741SQ201310742016
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】B.馬齊斯 申請人:羅伯特·博世有限公司