用于電機(jī)的接觸元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及一種用于電機(jī)的接觸元件，尤其是在機(jī)動(dòng)車中。
現(xiàn)有技術(shù)
[0002]作為在電動(dòng)機(jī)中的轉(zhuǎn)換器的換向器是已知的，其中，換向器由作為支撐體的熱固性的模塑材料和由銅制成的疊片構(gòu)成。
[0003]疊片用作不僅至引導(dǎo)電流的碳刷的、而且至轉(zhuǎn)子繞組的繞組絲的電接觸面，轉(zhuǎn)子繞組目前在大多數(shù)電機(jī)中由銅形成。繞組絲這樣地安裝在電機(jī)中，它們形成繞組裝置，以便能夠形成磁通。
[0004]從疊片至繞組絲的電接觸可以通過接觸鉤形成，其設(shè)置在換向器疊片的末端處。在接觸鉤的內(nèi)部區(qū)域中可以為了改善接觸而設(shè)置部分的鍍錫部。為了形成接觸，轉(zhuǎn)子繞組的繞組絲的末端插入到接觸鉤中并且壓緊。
[0005]由于銅作為繞組材料是昂貴的，因此要尋找低廉的替代物。因此如今越來越多地使用鋁制繞組絲取代銅制繞組絲。
[0006]在使用鋁絲來接觸換向器的與由銅制成的接觸鉤的情況下，已知一些基于軟焊的方法。但是這些方法在電機(jī)的持久連續(xù)地高的運(yùn)行溫度下在耐久性方面是有缺陷的。這種裝置的機(jī)械承載能力也是不夠高的。
[0007]此外在換向器疊片的銅和繞組裝置的材料之間接觸時(shí)接觸電阻可以增大，因?yàn)榭梢猿霈F(xiàn)不穩(wěn)定的金屬間相。
[0008]在換向器上進(jìn)行組裝和固定時(shí)繞組絲可能被擠壓，由此它的絲橫截面減小。因此用于轉(zhuǎn)子繞組的絲橫截面在設(shè)置繞組絲至接觸鉤的捆扎的擠壓連接的情況下需要選擇得比用于電機(jī)的電特性的絲橫截面較大。這導(dǎo)致對(duì)電機(jī)結(jié)構(gòu)的限制。
[0009]因此本發(fā)明的任務(wù)是以簡(jiǎn)單的方式和方法提供一種改進(jìn)的接觸元件，尤其是提供在電機(jī)的接頭和電機(jī)中的繞組裝置的導(dǎo)體，尤其是由與接頭材料不同的材料構(gòu)成的導(dǎo)體之間的可靠的接觸的接觸元件。
[0010]本發(fā)明的公開
這個(gè)任務(wù)通過一種按照權(quán)利要求1的用于最好在機(jī)動(dòng)車中的電機(jī)中的電接觸的接觸元件，一種按照并列權(quán)利要求8的接觸裝置以及通過一種按照并列權(quán)利要求11的尤其是在機(jī)動(dòng)車中的電機(jī)來解決。
[0011]本發(fā)明的其他的有利的設(shè)計(jì)方案在從屬權(quán)利要求中給出。
[0012]按照第一方面創(chuàng)造一種用于提供電接觸尤其是在機(jī)動(dòng)車中的電機(jī)的接觸元件，包括:由第一材料形成的第一接觸段；和由與第一材料不同的第二材料形成的第二接觸段，其中，第一接觸段和第二接觸段借助于多組分連接(多種材料成分)連接。
[0013]上述接觸元件的構(gòu)思是，這樣地提供在電機(jī)的接頭和在至電機(jī)的內(nèi)部中的繞組裝置的導(dǎo)體之間的電接觸，即提供接觸元件至繞組裝置的材料相同的或至少材料兼容的接觸。
[0014]以這種方式可以，將繞組裝置與接觸元件電連接，而在該連接區(qū)域中不形成多(材料)組分連接。通過多組分連接可以產(chǎn)生金屬間相，其具有明顯增大的接觸電阻。這對(duì)于電機(jī)的電特性是不利的。這個(gè)缺陷通過建議的接觸元件在繞組裝置和能量輸入之間的接觸的區(qū)域中被避免。
[0015]該如描述的提供的接觸元件實(shí)現(xiàn)繞組材料的在很大程度上的自由選擇。由于對(duì)于繞組裝置而言需要相當(dāng)多的繞組材料，因此可以在沒有技術(shù)上的損失下選擇低廉的繞組材料，如果至今為止使用的繞組材料對(duì)于經(jīng)濟(jì)地利用來說太昂貴的話。
[0016]換言之，以這種方式可以價(jià)格低廉地形成繞組裝置中的高的材料量，其中，保持保證與電機(jī)接頭的電氣上良好的并且機(jī)械上可靠的接觸。
[0017]考慮預(yù)制地提供如描述的接觸元件，由此在制造電機(jī)時(shí)，在接觸繞組裝置期間，在繞組裝置和預(yù)制的接觸元件之間進(jìn)行僅僅材料相同的或至少材料兼容的接觸，由此電機(jī)的制造簡(jiǎn)單但是仍然提供從外部經(jīng)由電機(jī)的接頭到繞組裝置的機(jī)械穩(wěn)定的、良好電接觸。
[0018]材料兼容的接觸尤其理解為在不同的材料之間的接觸，其中沒有或基本上沒有金屬間的相產(chǎn)生，或在不同的，但是在很大程度上類似的材料之間的接觸。
[0019]接觸元件在此處尤其是理解為一種結(jié)構(gòu)，它提供在電機(jī)的接頭和電機(jī)的繞組裝置或繞組裝置的導(dǎo)體之間的導(dǎo)電接觸或?qū)щ娺B接。
[0020]多組分連接在此處尤其是理解為一種連接，其由至少兩種不同的，導(dǎo)電的材料形成。
[0021]接觸元件，其如描述的那樣具有由第一材料形成的第一接觸段和經(jīng)由多組分連接連接在其上的、由與第一材料不同的第二材料形成的第二接觸段，可以稱為多組分系統(tǒng)(多材料組分系統(tǒng))。
[0022]第一接觸段在此處尤其理解為接觸元件的段，它分配于繞組裝置。換言之，第一接觸段或者直接地與繞組裝置的繞組末端連接或者與通向繞組裝置的導(dǎo)體連接。
[0023]繞組材料是指一種材料，由該材料構(gòu)成繞組裝置的導(dǎo)電的組成部分。在直流電機(jī)中第一接觸段可以實(shí)施成換向器鉤或狹縫。
[0024]接觸元件的第一材料可以與繞組材料相同。備選地接觸元件的第一材料可以與繞組材料相兼容。
[0025]第二接觸段在此處尤其理解為分配給電機(jī)的接頭的段。
[0026]此外接觸元件可以這樣地構(gòu)成，繞組側(cè)的接觸段直接地與輸入側(cè)的接觸段連接并且這樣地多組分連接被提供。
[0027]備選地接觸元件可以這樣地構(gòu)成，繞組側(cè)的接觸段經(jīng)由一個(gè)提供多組分連接的接觸段間接地與輸入側(cè)的接觸段連接。
[0028]可以規(guī)定，電機(jī)的繞組材料基本上由鋁形成。由于鋁比銅便宜，以這種方式總體上提供了成本的節(jié)省?？紤]，設(shè)置一個(gè)導(dǎo)體，它將接觸元件的第一接觸段與繞組材料電連接。備選地規(guī)定，繞組的末端直接地與接觸元件的第一接觸段電連接。
[0029]尤其是可以在使用鋁作為繞組材料的情況下它的絕緣借助于鋁陽(yáng)極氧化處理形成。由此不需要在銅絲作為繞組材料的常規(guī)情況下要求的絲涂漆。
[0030]按照一種實(shí)施方式接觸元件的第二接觸段可以基本上由銅形成。這是常規(guī)使用的材料，例如在直流電機(jī)的換向器的疊片中或在電子換向(Electronically Commutated,EC)電機(jī)的繞組接頭上的電子換向器的輸入導(dǎo)線中。
[0031]考慮，提供具有第一，由鋁或與鋁兼容的材料形成的第一接觸段和具有第二，由銅或與銅兼容的材料形成的第二接觸段的接觸元件，其中，第一接觸段分配給繞組裝置的和第二接觸段分配給電機(jī)的接頭。
[0032]可以規(guī)定，電機(jī)是直流電機(jī)，電子換向電機(jī)，發(fā)電機(jī)和變壓器中之一。在直流電機(jī)的情況下，接觸元件設(shè)置在換向器上和提供在換向器疊片和通向繞組裝置的導(dǎo)線之間的電接觸。從外部的能量輸入此時(shí)以本身已知的方式經(jīng)由碳刷實(shí)現(xiàn)，碳刷在換向器上滑動(dòng)并且在換向器旋轉(zhuǎn)時(shí)交替地與各一個(gè)疊片接觸。
[0033]在電子換向電機(jī)的情況下，合適的控制器的控制接頭為了供給和控制場(chǎng)繞組裝置與輸入側(cè)的接觸段連接。在這種情況下考慮將電子換向電機(jī)的轉(zhuǎn)子實(shí)施成永久磁鐵。
[0034]在電機(jī)是變壓器的情況下，考慮將描述的接觸元件至少設(shè)置在變壓器的一側(cè)上，在此側(cè)上繞組裝置具有大多數(shù)的繞組。
[0035]按照一種實(shí)施方式可以繞組側(cè)的接觸段與輸入側(cè)的接觸段的多組分連接通過HG-, TIG-, MIG-, MG-,電阻_，摩擦一焊接，激光一焊接，帶熔劑的釬焊連接和不帶熔劑的釬焊連接，以及帶或不帶超聲波支持，中之一被提供。以這種方式提供在繞組側(cè)的接觸段和輸入側(cè)的接觸段之間的在機(jī)械上和熱學(xué)上穩(wěn)定的連接。
[0036]按照另一個(gè)方面提供一種接觸裝置，包括如上描述的接觸元件和使繞組側(cè)的接觸段與繞組裝置連接的導(dǎo)體，其中，導(dǎo)體至少在繞組側(cè)的接觸段的區(qū)域中由兩個(gè)由不同的材料形成的段形成。
[0037]按照另一個(gè)方面提供一種電機(jī)，尤其是在機(jī)動(dòng)車中，其中，在能量供給(源)和電機(jī)中的繞組裝置之間的接觸通過如上所述的接觸元件和/或通過如上所述的接觸裝置形成。
[0038]描述的接觸元件提供穩(wěn)固的接觸和恒定低的接觸電阻。
[0039]在直流電機(jī)的情況下，例如使用由多種材料，至少兩種材料，制成的支撐體(載體)。在此情況下其例如可以是銅和鋁。支撐體材料可以通過軋焊或摩擦焊接制造。
[0040]如上所述的結(jié)構(gòu)例如可以通過分解電機(jī)和通過顯微照片以及通過合適的物理和化學(xué)分析進(jìn)行檢驗(yàn)。
[0041]附圖簡(jiǎn)述
以下借助于附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。在此處類似的附圖標(biāo)記用于相同的或者類似作用的部件，只要沒有不同的說明。附圖所示:
圖1是通過由帶碳刷的直流電機(jī)實(shí)施成的電機(jī)的橫截面圖；
圖2a_2b是用于解釋的實(shí)施方式的示意圖；
圖3a_3i是一些實(shí)施方式的示意圖，其中繞組側(cè)的導(dǎo)體固定在換向器鉤形式的繞組側(cè)的接觸段上；
圖4a_4b是一些實(shí)施方式的示意圖，其中繞組側(cè)的導(dǎo)體固定在狹縫形式的繞組側(cè)的接觸段上；和