專利名稱：裝有伸縮升降裝置的換向器的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及電動機(jī)，特別涉及電動機(jī)換向器的升降裝置。
公知的換向直流電動機(jī)，一般包括馬達(dá)機(jī)箱，定子和電樞裝置。定子包括由磁力架和貫穿此處內(nèi)孔的多個磁場極。電樞裝置穿過定子內(nèi)腔，可旋轉(zhuǎn)地固定在機(jī)箱內(nèi)。電樞裝置包括電驅(qū)鐵芯和穿過定子鐵芯的傳動軸。電驅(qū)鐵芯含有其中纏繞著電樞線圈的狹槽。傳動軸包括換向器和多種徑向安裝的換向升降裝置。換向器包括許多換向拉桿，升降機(jī)一般有里端和外端的銅片，每根銅片的里端焊接或釬接在換向拉桿上，銅片的外端焊接或釬接在電樞線圈上。一般內(nèi)部焊點通過銀磷合金焊接或釬焊完成。在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時，在機(jī)械力、磁力和離心力的作用下，升降機(jī)銅片會受到損害，有時會產(chǎn)生裂縫或疲勞裂縫，有可能導(dǎo)致機(jī)器的損壞。
公知減小疲勞裂縫的方法是是構(gòu)筑多個升降機(jī)，多個升降機(jī)固定在一起形成三角支撐。另一種方法是給升降機(jī)規(guī)定一個彎曲度，例如，屬于通過電器加拿大股份有限公司的專利所公開的方法，該專利發(fā)表于1992年5月26日，加拿大專利證號1,301,820。盡管目前的方法在減少疲勞裂縫中已經(jīng)獲得了成功，但是目前的方法并沒有消除極短升降裝置的換向器上的疲勞裂縫。規(guī)定升降機(jī)彎曲度的方法盡管減少了外部焊點周圍的疲勞裂縫，可是內(nèi)部焊點周圍的疲勞裂縫還仍在發(fā)生。所以需要一種方法來降低換向升降機(jī)內(nèi)部焊點周圍的疲勞裂縫，特別是減少帶有極短的升降裝置的換向器中出現(xiàn)的疲勞裂縫。
發(fā)明簡述電動機(jī)用的電樞包括傳動軸、換向器、電樞和多個升降裝置。換向器包括多個換向拉桿和許多按傳動軸圓周方向相互交替排列的絕緣片。
電樞裝有許多沿電樞圓心纏繞的電樞線圈。電樞線圈包括終端線圈。升降裝置安裝在相對應(yīng)的換向拉桿的外端上，換向拉桿沿傳動軸徑向伸展。每一個升降器內(nèi)都帶有一個開口而且通過該開口升降機(jī)連接在相對應(yīng)的終端線圈上，這樣每組電樞線圈與換向拉桿電連接。
附圖的簡要說明

圖1是現(xiàn)有電樞裝置的側(cè)視2是按本發(fā)明實例的伸縮升降機(jī)裝置組件側(cè)視3是圖2所示的帶有伸縮升降裝置組件的電動機(jī)橫截面圖發(fā)明詳述圖1是現(xiàn)有的電樞裝置10的側(cè)視圖，包括一個裝有換向器固定件14的傳動軸12和一個電樞鐵芯16，換向拉桿18對準(zhǔn)傳動軸12安裝在換向器的固定件14上。換向拉桿18包括帶有狹槽21的拉桿的延長部分19，電樞裝置10還包括一個升器20，這個升降器插進(jìn)狹槽21里，通過底部焊點22焊接在換向器的拉桿18上。一般是用銀磷合金通過鎢極在惰性氣體保護(hù)下焊接。電樞鐵芯16套在傳動軸12上，并且交錯構(gòu)成狹槽(圖中未示)和電樞鐵芯周邊上的凸齒24。多組電樞線圈(圖中未示)纏繞在狹槽里，電樞鐵芯還包括從中凸出的終端線圈26，終端線圈26連接在升降器20的頂部焊點28上。升降器20包括由第一個2和與第一個邊32完全平行的第二個邊34所確定的寬度30。升降器20還包括亮度36。
裝有升降裝置10的電動機(jī)(圖中未示)運(yùn)轉(zhuǎn)時，傳動軸12在頂端焊點28與電樞鐵芯16之間每次周期運(yùn)轉(zhuǎn)的徑向偏移都會產(chǎn)生彎曲。由于終端線圈26連接在實質(zhì)上不可彎曲的凸齒24上，凸齒又與鐵芯16完全吻合，而鐵芯16本身依次連接在實際上不可彎曲的傳動軸12上，相對的徑向偏移至少一部分會傳導(dǎo)到升降器20上，由于每次周期循環(huán)轉(zhuǎn)動的相對偏轉(zhuǎn)，升降器20會發(fā)生側(cè)向彎曲。
此外，相對的熱膨脹也會使升降器20產(chǎn)生側(cè)向彎曲。升降裝置10一般按高占空因素工作，給和終端線圈26相關(guān)的電樞加瞬時強(qiáng)電流。由于電樞線圈發(fā)熱時間的恒定值小于電樞鐵芯16和傳動軸12的發(fā)熱時間的恒定值，這就產(chǎn)生了軸向偏移。如上所述，考慮到其不彎曲特性，升降器20的側(cè)向彎曲至少部分消除了升降器20的軸向偏移。
另一方面當(dāng)裝有升降裝置10的電動機(jī)(圖中未示)運(yùn)轉(zhuǎn)時，離心力也會造成升降機(jī)側(cè)向彎曲。當(dāng)傳動軸12高角速度運(yùn)轉(zhuǎn)時，終端線圈26也受到一個徑向朝外的離心力。由于終端線圈26只是連接在升降器20頂端的焊點28上，離心力會傳送到升降器20上，這也會產(chǎn)生升降器20側(cè)向彎曲。
固定的側(cè)向彎曲偏轉(zhuǎn)引起的升降機(jī)是升降機(jī)20的高度36和寬度30的函數(shù)，給定一個相等的偏移度，較長的升降機(jī)受到的應(yīng)力小于較短升降機(jī)受到的應(yīng)力。如果高度36較大，如大直徑直流發(fā)電機(jī)的情況下，在同樣軸向偏移的情況下，相應(yīng)的升降機(jī)的應(yīng)力小于較短升降機(jī)的較長的應(yīng)力。延長高度36通常也不適于解決小直徑直流發(fā)電機(jī)的問題。
升降器20的應(yīng)力也是升降機(jī)寬度30的函數(shù)。給定一個一定的軸向偏移度，由于應(yīng)力與寬度成反比，縮短寬度30會降低應(yīng)力。由于相關(guān)的熱膨脹和每個公轉(zhuǎn)周期相關(guān)的軸向偏轉(zhuǎn)引起的軸向位移縮小升降機(jī)的寬度30，也會減少升降機(jī)的應(yīng)力，但是由終端線圈26產(chǎn)生的徑向離心力會傳導(dǎo)到升降機(jī)20上，縮小寬度也會增加應(yīng)力。由于升降機(jī)截面積減小，由于終端線圈26徑向離心力負(fù)載作用使縮小寬度的升降機(jī)的應(yīng)力會增加，所以減小寬度30并不能減少升降機(jī)20的疲勞裂縫。
圖2所示，裝有伸縮升降裝置38的傳動器37，包括帶有換向固件42的傳動軸40和固定好的電樞鐵芯44。換向拉桿46對準(zhǔn)傳動軸40安裝在換向器件42上，換向拉桿46包括帶有狹槽45的拉桿43的延長部分。伸縮升降裝置38還包括一個底部52和頂部50，通過底部多處焊點54焊接或纖接在換向拉桿46上的可變升孜機(jī)48上。電樞鐵芯44套在傳動車40上，在電樞鐵芯54周圍形成許多相間的狹槽(圖中未示)和電樞鐵芯54周邊上的凸齒56。
多組電樞線圈(圖中未示)纏繞在狹窄槽里，包括從中凸出的終端線圈58，終端線圈58連接在伸縮升降機(jī)48的頂部焊點60上。伸縮升降機(jī)48包括由第一個邊64和與第一邊緣64完全平行的第二邊緣66所確定的第一寬度62。伸縮升降機(jī)48還包括由第一邊緣64和第三個邊緣70所確定的第二個寬度68。伸縮升降機(jī)48還包括由第二個邊緣66和第四個邊緣74所確定的第三寬度72。通孔76在第三邊緣70和第四邊緣74之中延伸達(dá)到升降機(jī)48上。按實施例，第三寬度72與第二寬度68完全相等，通孔76必須完全位于伸縮升降機(jī)48的中心，在實施例中，通孔76實際上是細(xì)長的，進(jìn)一步具體說，通孔76實際上是橢圓的，這對于所有帶通孔的伸縮升降機(jī)48的效能將會增加。這至少包括帶有一個對樂襯套的通孔，但也不僅限于此。
當(dāng)馬達(dá)(圖2中未示)運(yùn)轉(zhuǎn)時，伸縮升降軸裝置38會發(fā)生如上所述的徑向偏移。但是，在相等軸向偏移的情況下伸縮升降機(jī)48的應(yīng)力小于升降器20的應(yīng)力。第一寬度62與寬度30(如圖1所示)相等。通孔76達(dá)到一個小于伸縮升降機(jī)48寬度30的二分之一的有效寬度。這個有效寬度的公式是 它小于寬度30的二分之一。如上所述，由于固定的軸向偏移，應(yīng)力與每個升降器的寬度成比例。因此，應(yīng)力減小系數(shù)大于2，具體實施例中，伸縮升降機(jī)48有一個第2開口(圖中未示)。應(yīng)力減小系數(shù)大于3。這樣就可以假定伸縮升降機(jī)48可包括任何所需數(shù)量的開口，以使應(yīng)力相減小。
開口76還可以設(shè)計出規(guī)定長度，以達(dá)到要求的伸縮性。按實施例，76延伸到寬度60和至少有一個底部焊點54之間的長度。就是說76在升降機(jī)頂部50和升降機(jī)底部52之間達(dá)到最大限度的延伸。升降機(jī)48從凸齒底座安裝，通孔76可以鍛造和沖鉆成型，就是說，開口76可以通過切割工具機(jī)械加工成型。
圖3是包括伸縮升降機(jī)48的電動機(jī)橫截面圖。電動機(jī)包括馬達(dá)機(jī)箱80，定子裝置82，電樞裝置84和換向裝置86。定子裝置82安裝在機(jī)箱內(nèi)80上，包括定子鐵芯88，鐵芯88包括用來安裝電樞裝置84的定子內(nèi)腔90。定子鐵芯88還包括繞組磁場極92。電樞裝置84包括裝有換向裝置86的傳動軸40和包括許多終端線圈58的電樞鐵芯56。換向裝置86包括許多換向拉桿46，電刷箱94和許多伸縮升降機(jī)48。每一個升降機(jī)48至少在底部有一個焊點54，可連接在相對應(yīng)的換向拉桿上。在頂部焊點60上連接相應(yīng)的終端線圈58，換向裝置86還包括按傳動軸40的周向與換向拉桿46相互間隔開安裝多個絕緣片(未示出)。
電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，伸縮升降機(jī)48的有效寬度小于寬度62(圖2所示)相應(yīng)地應(yīng)力降低系數(shù)大于2，如上所述，由于降低了應(yīng)力，提高了降低疲勞裂縫的抗疲勞強(qiáng)度，所以，換向器升降裝置內(nèi)部焊點周圍的疲勞裂縫降低了?？梢灶A(yù)計對伸縮換向裝置38所有類型的電動機(jī)的都有蓋，比如不限于帶有一定高度的升降機(jī)裝置的發(fā)動機(jī)和帶有一定彎曲度的升降裝置的發(fā)動機(jī)。
在用各種具體實施例敘述這項發(fā)明的同時，本行業(yè)的技術(shù)人員將會發(fā)現(xiàn)在權(quán)利要求限定的發(fā)明的范圍內(nèi)，還會有各種改進(jìn)的方法來實施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種換向電機(jī)的組裝方法，所說的方法包括下列步驟將至少帶有一個開口的伸縮升降機(jī)經(jīng)該開口連接在轉(zhuǎn)動軸的換向拉桿上，傳動軸包括至少有一終端線圈的電驅(qū)鐵芯。將終端線圈連接在升降機(jī)上。將轉(zhuǎn)動軸可旋轉(zhuǎn)地安裝在含有許多定子線圈的定子鐵餅的內(nèi)腔里。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的方法，其中，連接一個伸縮升降機(jī)的步驟還包括以下步驟將帶有至少一個開口的伸縮升降器通過開口連接在多個換向拉桿上，使換向電動機(jī)里的所有換向拉桿都可連接在一個伸縮升降機(jī)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，連接一個伸縮升降機(jī)的步驟還包括以下步驟將帶有至少一個開口的申縮升降器通過開口焊接在一個換向拉桿上，開口在焊點和終端線圈之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中連接多個伸縮升降機(jī)的方法還包括以下步驟將帶有至少一個開口的伸縮升降機(jī)通過開口焊接到多個換向拉桿上，使換向電動機(jī)里的所有換向拉桿都連接在一個伸縮升降器上，開口在焊點和終端線圈之間延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，連接一個伸縮升降器的步驟還包括以下步驟將帶有至少一個開口的伸縮升降機(jī)通過開口中心焊接在一個換向拉桿上，開口在焊點和終端線圈之間延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，連接一個伸縮升降機(jī)的步驟還包括以下步驟將帶有至少一個開口的多個銅伸縮升降器通過焊接在多個換向器拉桿上，這樣換向電動機(jī)里的所有換向拉桿都連接在伸縮升降機(jī)上，開口在焊點和終端線圈之間延伸。
7.電動機(jī)的轉(zhuǎn)子包括傳動軸；換向器，換向器包括多個換向拉桿和按傳動軸切線方向相互間隔安裝的許多絕緣片；電樞鐵芯，電樞鐵芯支承在所述的傳動軸上，所述的電樞鐵芯包括許多狹槽；許多電樞線圈纏繞在所述的狹槽內(nèi)，所述的電樞線圈沿所述的電驅(qū)鐵心軸向延伸，每一個所述的電樞線圈都包括許多終端線圈；多個升降器，所說的每一個升降器固定在各個所述的換向器的拉桿上，而且按所述傳去同徑向縱向延伸，每一個所述的升降器連接到相對應(yīng)的所述的終端線圈上，這樣，每一個所述的電樞線圈電連接在相對應(yīng)的所述的換向拉桿上，至少一個所述的升降器至少包括一個使升降機(jī)通過的開口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳動器，其中，每一個所述的升降機(jī)包含至少一個使升降機(jī)通過的開口。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳動器，其中，每一個所述的升降機(jī)焊接固定在每一個相對應(yīng)的所述的一個換向拉桿的外端上，所述開口在所述的焊點和所述的終點線圈之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的傳動器，其中，每一個所述的升降機(jī)焊接固定在每一個相對應(yīng)的所述的換向拉桿的外端上，所述的開口在所述的焊點和所述的終點線圈之間延伸。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的傳動器，其中所述的開口大致位于所述的升降機(jī)的中心。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的傳動器，其中，所述的升降機(jī)包括銅。轉(zhuǎn)動軸通過
13.電動機(jī)，包括，機(jī)箱；定子，定子至少一部分安裝在所述的馬達(dá)機(jī)箱里并且包括轉(zhuǎn)動軸通過的內(nèi)腔和組繞的磁場極；傳動軸，可轉(zhuǎn)動地安裝在所述的機(jī)箱內(nèi)，而且至少部分的穿過所述的定子內(nèi)腔里；電樞鐵芯，其安裝在所述的傳動軸上，所述的電樞鐵芯包括許多狹槽；多組電樞線圈，纏繞在所述的狹槽里，每一組所述的電樞線圈包含著許多終端線圈；換向器，其安裝在所說的傳動軸上而且包括許多換向拉桿和許多升降機(jī)，每一個所述的升降機(jī)至少帶有一個開口；
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電動機(jī)，其中，所述的每一個升降機(jī)至少都帶有一個開口。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電動機(jī)，其中所述的每一個升降器都焊接固定在相對應(yīng)的所述的每一個換向拉桿上，其中，所述的開口在所述的焊點和所述的終點線圈之間延伸。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電動機(jī)，其中所述的每個升降機(jī)焊接固定在相對應(yīng)的所述的每一個換向拉桿上，所述的每一個開口在所述的焊點和所述的終點線圈之間延伸。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電動機(jī)，其中，每一個位于每一個升降機(jī)的中心。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電動機(jī)，其中，所述每一個升降機(jī)都包括銅。
全文摘要
—種由驅(qū)動心軸,換向器,電樞和多種升降機(jī)組成的傳動器。換向器由連接在傳動軸圓周外的多個換向拉桿組成。電樞由纏繞在狹槽里的多組電樞線圈組成。升降機(jī)固定在與之相對應(yīng)的換向拉桿的外端上。換向拉桿沿驅(qū)動軸的方向,徑向連接在傳動軸上。每個升降機(jī)都連接到每一個相對應(yīng)的終端線圈上。這樣每組電樞線圈都可以通過電,連接到相對應(yīng)的換向拉桿上。每個升降機(jī)至少有一個通孔。
文檔編號H02K13/04GK1338143SQ00802690
公開日2002年2月27日 申請日期2000年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月12日
發(fā)明者M·范杜恩 申請人:通用電器(加拿大)有限公司