專利名稱：用于交流發(fā)電機尤其是汽車交流發(fā)電機上的集電器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是交流發(fā)電機，尤其是汽車上的交流發(fā)電機。
本發(fā)明特別涉及到一種交流發(fā)電機的激磁繞組上用的一種新的集電環(huán)裝置。
傳統(tǒng)上，制造交流發(fā)電機時，集電環(huán)在交流發(fā)電機軸的伸出部分上直接制成。
還有一種大家知道的方法，就是把集電器當成一個與主體分開的部件單獨生產(chǎn)。例如澆鑄而成，再把此件裝到交流發(fā)電機的軸上，例如，壓裝上。
本集電器是在導電元件上用絕緣材料澆鑄而成的，它有一個柱體，在柱體的外面有兩個集電環(huán)和與線圈引出線相聯(lián)的集電環(huán)的連接件。
傳統(tǒng)上，在壓裝柱體的一端，集電器有一絕緣材料澆鑄成的伸出部分，這一伸出部分是為了保證鄰環(huán)的滿意的軸向定位。
當在交流發(fā)電機軸上壓裝時，壓裝的力量落在這個絕緣材料伸出部分上。由于這個力量非常大，有使該處絕緣材料損壞或斷裂的危險。這是人們所不希望的。本發(fā)明首先是要解決這一缺點。
另外，集電器呈180°的旋轉對稱，且有兩個徑向對稱的連接件時，人們并不擔心集電器在兩個可能的角位置之一上的方向問題。此外，這個方向決定交流發(fā)電機激磁繞組的哪端，外端或內端，將與交流發(fā)電機的哪個環(huán)相聯(lián)，外環(huán)或內環(huán)。人們意外地發(fā)現(xiàn)，兩種可能的聯(lián)接方法不同地影響著集電器在電磁干擾方面，尤其是在無線電頻率方面的干擾。
本發(fā)明就是想把呈180°旋轉對稱的集電器組裝到交流發(fā)電機軸上，同時，使集電器在兩個可能的方向中能夠選定一個特殊的方向，以保證在線圈引出線兩端和集電器的兩個集電環(huán)之間的成對聯(lián)接，以使電磁干擾減到最小。
因此，本發(fā)明所涉及的是壓裝到交流發(fā)電機軸上的集電器。尤其是汽車上所用的交流發(fā)電機軸上的集電器。該集電器是在導電元件上用絕緣材料澆鑄而成的。一般它有一個柱體，在柱體的外面有2個與連接頭相連的集電環(huán)，而連接頭與線圈引出線相連。該柱體有一個與交流發(fā)電機軸相配合的內腔和絕緣材料伸出部分，該伸出部分位于兩個集電環(huán)之一的一端，即壓裝的一端。本集電器的特征在于在這個伸出部分上至少有一個槽，該槽占有整個軸向厚度，以使與該槽相鄰的集電環(huán)的邊顯露出來，這樣可以通過該槽直接在環(huán)上施力壓裝。
根據(jù)本發(fā)明，該集電器的外觀如下，當然不僅限制于此。
-在伸出部分上至少有兩個槽，槽占有整個軸向厚度，它們的位置是180°旋轉不對稱，以便彌補集電器在可能的位置之一上的角位置誤差，兩個槽的位置相隔180°。
-安置三個槽，角度間隔為120°。
-在內腔中有兩個徑向對稱的棱，槽中間有一個和其中一個棱在一條直線上。
-在伸出部分，槽或兩個槽占有整個徑向寬度。
本發(fā)明還推薦一種尤其用在汽車上的交流發(fā)電機，該交流發(fā)電機的特征在于在階梯軸上有一個象上面所描述的集電器。
對本發(fā)明的詳情，目的和優(yōu)點，在您詳細閱讀給出的實例及參看圖示時，會進一步明了。圖示如下

圖1是圖4的Ⅰ-Ⅰ剖面圖。該圖是根據(jù)本發(fā)明組裝成的集電器組件之軸向剖面圖。
圖2是根據(jù)圖1中方向Ⅱ所示的視圖。
圖2a是圖2中的局部放大圖。
圖3是圖1的Ⅲ-Ⅲ階梯剖面圖。
圖4是根據(jù)圖1中的方向Ⅳ所示的視圖。
圖5是根據(jù)圖4中的Ⅴ-Ⅴ軸向剖面圖。
圖6是根據(jù)圖4中方向Ⅵ所示的視圖。
圖7是圖1至圖6所示組件的軸側透視圖。
圖8是圖1至圖7所示組件的軸側圖。
圖9是安裝在交流發(fā)電機上的圖1至圖8所示組件的軸側圖。
圖10是安裝上圖1至圖8所示組件的交流發(fā)電機的第一個型號的部分垂直剖面圖。
圖11是安裝上圖1至圖8所示組件的交流發(fā)電機的第二個型號的部分垂直剖面圖。
首先參閱圖1至圖8，描繪的是一個交流發(fā)電機上的組件即集電器。
圖1中指出的組件是在導電元件上，例如銅制的，由塑料鑄塑而成的，最好是熱固性的。這樣，首先組成兩個與電刷接觸的柱形環(huán)，再組成兩個與交流發(fā)電機轉子線圈兩端相連的連接頭，最后是在兩個環(huán)與兩個連接頭之間的兩個電連接件。
習慣上，柱形環(huán)最初是由銅制成圓柱10，然后，在中間位置上四周切斷形成兩個單獨的環(huán)10a，10b(圖9)。
連接頭14a，14b，各自有兩個相向的爪15，15。這兩個爪由決定中心通道深度的截錐形底部15′連著，形成喇叭狀的中心通道17。該通道是用來容放線圈一端的。連接件12a，12b，從爪15最窄的一端向里徑向伸展著。
每個爪15在中心通道的里面和爪的邊上向里徑向翻轉處，都呈現(xiàn)出一個半圓槽16。
另外，正像大家在圖2a中所見到的那樣在每個爪的里面都有一個圓形凸緣151，該部分最好沖壓成形，以后我們再詳述。
圖9展示出放在連接頭14a里的線圈引出線端FB。該情況下，組件1占據(jù)一個角位置，兩個連接頭14a，14b被垂直放在一條直線上。線圈引入線180°彎曲，當線圈引出線的拐彎處放到其中一個半圓槽16里后，線圈引出端自然地下落到中心通道里。
然后，把線嵌入或夾緊，用工具使兩爪15更靠近，使兩爪夾住引出線的自由端，接著焊接，例如電焊。我們看到，圓形凸緣151可以很容易地感到夾住引出線的程度，以便后來焊接工作的滿意完成。更確切地說，圓形凸緣可以避免在夾緊過程中，銳利的爪15的邊切斷引出線。
像14a那樣的連接頭的構造有很多優(yōu)點。
首先，由爪15和底部15′所組成的喇叭口通道的形狀，在引入引出線的自由端時，起一個導向作用。另外，這種喇叭口狀的通道，由于通道的寬度足以使連接頭14a或14b與其它金屬件相連，在折疊爪15進行夾緊時，可以限制斷面收縮。
再有，用爪15夾緊之前，保證半圓槽16放置的引出線的拐彎線穩(wěn)定在圖9所示的位置上，尤其不會從開口處脫落出來。
最后，爪15保證牢固地夾緊，但沒有切斷引出線，保證了焊接前的良好機械性能。
在這里，大家看到了一種夾緊引出線的元件，就是上面描述的，這種元件完全可以用于其它領域，而不僅僅是交流發(fā)電機線圈與集電器的電連接件。
還有，連接件12a，12b各自有一部分是圓柱狀。中間最頭上的部分121a，121b一般是直的，分別焊在柱體10的里面。122a，122b截面分別呈U型，至少在它長度的主要部分中(見圖3右側和圖7)。相對121a和121b而言，122a和122b相對的向里并岔開排放。中間第二部分123a和123b的截面分別呈現(xiàn)約90°左右的平面彎曲。它們的導向端在連接頭14a，14b處。121a-123a和121b-123b這些部分的外形變化是逐漸完成的。
在這里大家看到，121a，121b部分是焊在柱體10上的。分別在12a比較近的地方和12b比較遠的地方。這樣，經(jīng)過上述的分配，連接頭14a就連在了環(huán)10a上，而連接頭14b就連在了環(huán)10b上。
同樣要指出，直的中間部分呈U型截面可以增加該部分的剛度，以便最大限度地縮小，在澆鑄過程中，不適當位置上造成的隨機偏差的危險，尤其作為靠內的環(huán)10a的圓柱體10和相鄰的中間部分122b之間產(chǎn)生任何短路的危險。
另外，大家還看到，彎曲的每個中間部分123a，123b都包含一個很寬的區(qū)域。分別地124a，124b與14a和14b相鄰。124a和124b限定了鎖定側爪1241，在爪中形成橫穿的圓孔1242。該孔是用來配合布置鑄模的，以便在澆鑄過程中準確給連接頭14a和14b定位。
上面我們對導電部分的澆鑄階段進行了描述，下面我們將描述塑料部分。
首先，我們找到柱形部分20，它處在銅制的柱體里，整個覆蓋住它的里面，以及處在柱體內的中間段122a和1222b，該柱體20沿著連接頭14a和14b的方向，通過另一個柱體22延伸。柱體22的外表面與銅制柱體10的外面在同一表面上。
部分柱體20，22決定中心柱體的內腔24，該內腔24占有長方形截面的兩個凸棱26，26′的整個長度，兩個柱體20，20′對應著與連接頭14a，14b占有同樣的角位置。帶有凸棱的這個內腔24是用來裝入交流發(fā)電機的軸的，組件1即集電器就壓裝在這個軸上。
與柱體22相對的那端，柱體20通過一個伸出部分28延伸到內外斜邊28a和28b。在外斜邊28a和銅制柱體10之間，伸出部分28呈一個圓錐面，比柱體10的外表面稍稍縮進一些。
在伸出部分28上，有3個槽30，30′和30″，它們的深度等于伸出部分28的軸向長度，即這些槽的深度使銅柱體的邊顯露出來。
在三個槽中，有一個槽30和下面的凸棱26成一條直線，至于其它兩個和槽30一樣的槽30′和30″間隔120°。
大家知道，銅制柱體10被塑料制的柱體22和28在軸向上堅固地包覆著。
槽30，30′，30″有雙重作用。首先是組件1即集電器通過它們被壓裝在交流發(fā)電機的軸上。例如在柱體28這邊的組件1上，自動地施加軸向力。槽30，30′和30″是用來接受自動裝置的三個壓桿，把力施加在組件上但不是在塑料部分上，而是在金屬柱體10的邊上。這個力沒有使組件的塑料部分損壞的危險，其機械強度當然明顯地比銅低。
另外，槽30，30′，30″能夠保證找出在集電器壓裝到交流發(fā)電機之前的角位置誤差。
在此，大家要注意，交流發(fā)電機轉子線圈的兩端分別是線圈的內端(電流輸入)和線圈外端(電流輸出)。
在以前的技術中，人們把導線端不加區(qū)別地接到集電環(huán)10a，10b的一個環(huán)上，另一端接到另一個集電環(huán)上。
然而人們發(fā)現(xiàn)，目前這種交流發(fā)電機的性能，在幅射電磁干擾方面，例如，無線電波發(fā)射，尤其是調頻段，特別受下述方法的影響。這種方法是激磁線圈的兩端連到由交流發(fā)電機的調節(jié)電路提供的電勢上。更確切地說使線圈的內端(離交流發(fā)電機軸最近，當繞制時是線圈的始端)連到能提供穩(wěn)定電勢的交流發(fā)電機調節(jié)器的接頭上，再與所決定了集電環(huán)10a或10b相連;當發(fā)電機調節(jié)器提供變化的電勢時，發(fā)電機調節(jié)器的接頭與集電器連到線圈外端(線圈末端)的另一個環(huán)相配合。
槽30，30′，30″可以實現(xiàn)成對的連接，在相隔180°可能的兩個角位置中確定集電器1的正確位置。例如在像機器人那樣的設備上安裝可進行觸摸來確定;或是人工安裝，用視覺分辯。
塑料澆鑄后的集電器1還有兩個分枝32a和32b。導體連接件122a，123a和122b，123b分別埋在分枝里，與柱體10，20，22同軸的環(huán)34的一部分與兩個分枝的一部分相連，位置處于連接頭14a和14b處。
更確切地說，每個分枝32a，32b各自包括一直段321a，321b和一個90°彎曲段，還各自包括322a，322b，它們與形狀彎曲的導體部分123a，123b貼合在一起。
分枝32a，32b徑向對稱連接在環(huán)34上。
大家觀察到，在直段和彎段之間的過渡區(qū)的每個分枝32a，32b呈現(xiàn)出向外的凹壁狀，見323a和323b。
直段321a，321b的里面的軸向地位于內腔24的凸棱26，26′的里面的延伸部分上，而直段的外面軸向地位于呈園弧狀的柱體22里面的延伸部分上。
環(huán)34包括兩個向外的加厚部分341和兩個凹陷的加強部分342。兩個加厚部分341是徑向對稱的，與連接頭14a，14b成90°岔開。
在環(huán)34上，兩個其它的加厚部分343，同樣方向朝外，和接頭14a，14b在同一平面上，這是為了把鎖定爪1241的一部分固定住。在加厚部分343相應處有兩個加強部分344。允許留出圓孔1242。
通過澆鑄制造環(huán)34使得組件1(集電器)在連接頭14a，14b處堅硬，還保證了它們之間的距離。實事上，在壓裝上集電器以后，離連接頭14a，14b不遠的交流發(fā)電機風扇的存在，嚴格要求連接頭準確地徑向定位。另外，環(huán)34可以很好地保證在連接頭14a，14b和交流發(fā)電機軸AR的擴大部分AR1之間沒有任何接觸(見圖9)，尤其由于受熱或在交流發(fā)電機的這個位置積了灰塵，引起膨脹現(xiàn)象時，也不會發(fā)生接觸。圍繞著軸，環(huán)被定位。
另外，澆鑄用的注塑口最好在這個環(huán)上且在加厚部分341處。
另外，徑向對稱的凹陷面342是用來讓機器卡住組件以便壓裝到交流發(fā)電機軸上。因此組件1(集電器)可以在相隔180°的兩個可能方向上被機器人抓住。在上面我們已經(jīng)指出了槽30，30′，30怎樣能保證選擇適當?shù)姆较?，用正確的極性供給線圈。
同樣還指出了階梯有徑向凸棱323a，323b朝向由柱體10和它的絕緣延伸部分所限定的圓柱面的外面。當有些交流發(fā)電機安裝集電器后，凸棱323a，323b可以作為交流發(fā)電機軸和殼蓋間的滾珠軸承的軸向止動塊。殼蓋是用來裝交流發(fā)電機后軸承的。
圖10和圖11表示的是一個組件，就像上面所描述的，只是分別安裝在型號不同的兩個交流發(fā)電機A上。交流發(fā)電機的軸用AR表示，這個軸的軸承用R表示。
我們知道了環(huán)34的作用是避免連接頭14a，14b任何的“擺動”和與交流發(fā)電機較近部分的任何短路的危險。
同樣我們還觀察到，軸承R的側面P靠著組件1上的凸棱323a和323b。
當然，本發(fā)明決不僅限于上述已完成的式樣，本領域的技術人員可以根據(jù)本發(fā)明的精神進行任何的改型和修改。
權利要求
1.集電器是用來壓裝在交流發(fā)電機軸上，尤其是汽車的交流以發(fā)電機上；這種集電器是在導電元件上用絕緣材料澆鑄而成的；一般它有一個柱體(10a，10b，20，22)，在柱體的外面有2個與連接頭(14a，14b)相聯(lián)的集電環(huán)(10a，10b)，而聯(lián)接頭(14a，14b)與線圈引出線(FB)相聯(lián)；這個柱體有一個與交流發(fā)電機軸相配合的內腔(24)和絕緣材料的伸出部發(fā)(28)，該伸出部分(28)位于兩個集電環(huán)之一的一端，即壓裝的一端；本集電器的特征在于在絕緣材料伸出部分至少有一個槽(30，30′，30″)，該槽占有整個伸出部分的軸向厚度，使與槽相鄰的集電環(huán)(10b)的邊顯露出來，這樣可以通過該槽直接在環(huán)上施力壓裝。
2.根據(jù)權利要求1，集電器的特征在于在伸出部分(28)上，至少要安排兩個槽(30，30′，30″)，該槽占有伸出部分的整個軸向厚度，這兩個槽是180°旋轉不對稱安排的，以便彌補集電器(1)在兩個可能位置之一上的角位置誤差，兩個槽位置相隔180°。
3.根據(jù)權利要求2，集電器的特征在于要安排三個槽(30，30′，30″)相隔120°。
4.根據(jù)權利要求3，本集電器特征在于徑向對稱的兩個棱(26，26′)在內腔(24)內，其中一個槽(30)和其中一個棱(26)在一條直線上。
5.根據(jù)上述權利要求之一，集電器的特征在于槽或每個槽(30，30′，30″)在伸出部分上占有整個徑向寬度。
6.尤其是用于汽車上的交流發(fā)電機(A)，其特征在于在階梯軸(AR)上有一個符合上述權利要求之一的集電器(1)。
全文摘要
本發(fā)明的集電器是在導電元件上澆鑄絕緣材料而成的，一般它有一個柱體，在柱體的外面有兩個與連接頭相連的集電環(huán)，而連接頭與線圈引出線相聯(lián)，這個柱體有一個與交流發(fā)電機軸相配合的內腔和絕緣材料的伸出部分，該伸出部分位于兩個集電環(huán)之一的一端，即壓裝的一端。在絕緣材料伸出部分至少有一個槽，它占有伸出部分整個軸向厚度，使與伸出部分相鄰的集電環(huán)的邊顯露出來，這樣可以通過該槽直接在環(huán)上施力壓裝。
文檔編號H01R39/00GK1104386SQ9411513
公開日1995年6月28日 申請日期1994年9月8日 優(yōu)先權日1993年9月16日
發(fā)明者帕特里斯·隆迪埃爾 申請人:瓦萊奧電機設備公司