电刷保持器设备及其在机动车起动器生产中的应用 技术领域 本发明涉及机动车起动器领域。 本发明涉及一种电刷保持器设备和装备电刷保持 器的连结头 (joining tip)， 该类型的电刷保持器设备包括该电刷保持器。
背景技术 通常地， 机动车起动器电刷保持器设备被安装在起动器的转子轴上， 以便与和转 子轴一体的电集流器协作。
在机动车起动器电刷保持器设备中， 已知增加电刷数量用于高功率起动器， 以便 减少电接触电阻 (electrical contact resistance)， 或限制电刷各自的磨损， 从而延长起 动器的服务寿命。 习惯地， 通常是偶数个的电刷被容纳在各自的电刷保持器中， 该电刷保持 器被放置在电刷保持器设备的电刷支撑板上。 电刷数量的增加于是产生这些电刷分别地首 先与转子供电电路 ( 例如阳极电刷 ) 和其次与车辆接地 ( 例如阴极电刷 ) 的电连接件问题。 事实上， 由于分配给这些元件的空间被减少到最小， 首先优化不同极性的电刷相互之间的 电绝缘、 以及每个电刷对其环境的电绝缘是重要的， 以便预防短路和不适时的电弧产生的 风险。 这一点是最重要的， 因为典型地由于磨损的原因， 该类型的电刷通常极性交替地设置 在电刷支撑板上。每个电刷的电连接件允许可能高的电流通过也是重要的， 以便改善起动 器的性能和减少其发热， 和以便增加服务寿命。为了生产这些连接件， 通常使用铜编织件、 条状件 (bead)、 环或环段。
通常地， 电刷每个被放置在电刷保持器中， 该电刷保持器被固定在电刷支撑板的 表面， 并且该电刷支撑板的中心部分包括孔， 由该板、 电刷保持器和电刷形成的组件通过该 孔绕起动器的转子轴安装。按惯例， 贯穿本文的剩余部分， “前表面” 将代表电刷支撑板的固 定有电刷保持器的表面， 而 “后表面” 将代表该板的相反表面。在特定情况下， 通常是盘状 物的电刷支撑板包括一系列通孔， 并在其后表面上包括用于接收铜编织件、 环或环段的座， 电刷被分别地电连接到该铜编织层、 环或环段， 并且该铜编织件、 环或环段可使部分或全部 同极性的电刷相互电连接。这因此提供了一个或多个电刷间的桥 (inter-brush bridge)， 简化了电刷的连接， 从而通过相应的电路相互电连接。可是该类型的结构导致电刷支撑板 的生产中一定的复杂性， 这提高了其成本。 该结构还导致该板后表面处的额外尺寸， 该额外 尺寸可与在机动车上愈加减少的分配给起动器的空间的尺寸的特定限制矛盾。
发明内容
本发明的目的在于， 提出一种设备， 可简单和廉价地将该类型的电刷间的桥放置 在位， 并且该桥与起动器和电刷支撑板的结构无关地被应用， 以便在电刷保持器设备的生 产中获得产生额外节约的标准化。
根据第一方面， 本发明的目的在于一种用于机动车起动器的电刷保持器设备， 该 电刷保持器设备包括支撑电刷保持器组件的板。根据本发明， 每个电刷保持器在其外端部 处容纳连结头， 该外端部与使该电刷保持器容纳的电刷和集流器电接触的端部相反， 该连结头由介电材料制造并包括导电元件的保持装置， 该导电元件被设计为使电刷与至少一个 分离的相似极性的电刷电连接， 该相似极性的电刷被接收在间隔固定在板上的相似电刷保 持器中。
该连结头实现关闭固定在电刷支撑板上的相应电刷保持器的端部的功能。
保持装置被有利地放置， 使得电刷间的桥在电刷支撑板的固定有电刷保持器的同 侧上， 即， 再次采用前述名称， 在该板的前表面一侧上。另外， 根据本发明， 该保持装置被有 利地设置， 以便至少在其最靠近电刷支撑板的外边缘的部分保持电刷间的桥。
按惯例， 在下文中 “下” 将代表电刷间的桥的最靠近电刷支撑板和电刷的部分， 而 “上” 将代表该桥的最远离所述板和所述电刷的部分。同样地， 为了更清楚， 本发明将在下文 中通过其优选的但非限制的实施例中的其中一个来描述， 其中电刷支撑板通常是盘状物的 形式。
需要注意的是， 特别地在这种情况下， 电刷间的桥可以是环、 环段或一系列环段的 形式， 其由导电材料 ( 例如铜 ) 制造， 使全部或仅部分同极性的电刷相互电连接。 更通常地， 电刷间的桥可以是直接导电元件的形式， 该直接导电元件使全部同极性的电刷相互连接， 或可以是一系列基本段， 该基本段使部分或全部同极性的电刷相互电连接。 根据其一个特征， 连结头由介电材料制造， 例如聚合材料。
根据附加的特征， 由连结头关闭的端部是座的在电刷保持器中接收电刷的端部， 与该座的使电刷和集流器接触的端部相反。 更特别地， 连结头关闭容纳电刷的座的端部， 该 端部最靠近保护壳体或头部， 该保护壳体或头部围绕由电刷支撑板、 电刷保持器和电刷构 成的组件。 因此， 例如当电刷支撑板是盘状物的形式时， 该电刷支撑板的中心部分设置有孔 来允许起动器转子轴通过， 不同的电刷保持器被径向地放置在该盘状物上， 并且连结头在 组件周边关闭位于该盘状物外侧的端部。
连结头随后实现不同的电刷和其环境之间， 以及更特别地不同的电刷和前述保护 壳体之间的电绝缘的额外功能。除了该功能以外， 还有电刷和保护壳体之间通过根据本发 明的连结头机械隔离的功能， 通过该连结头的存在防止来自电刷磨损的任何灰尘与壳体接 触， 该灰尘随后将有污染该壳体的危险， 或可在该壳体上构成电弧触发的可能地点。
根据另一特征， 由连结头构成的保持装置包括至少一个舌状物， 该舌状物电绝缘 并机械隔离、 同时保持插入该连结头的电刷间的桥元件。 更具体地， 根据本发明的连结头包 括形成大致 “U” 形件的部分， 该 “U” 形件的一个分支由该隔绝舌状物形成。
根据本发明的另一特征， 该 “U” 形件的另一分支提供了电刷间的桥和组件的保护 壳体之间、 或更通常地电刷间的桥和电刷保持器及其支撑板的外部环境之间的电绝缘， 其 中该组件由电刷支撑板、 电刷保持器和电刷形成。
根据本发明实施的不同变体实施例， 该 “U” 形件的分支可被构造使得， 当连结头被 放置在电刷保持器的端部处时， 和当电刷支撑板被绕转子轴放置时， 所述分支位于大致垂 直于该轴轴线的平面上、 或位于大致平行于该轴轴线的平面上。
根据本发明的电刷保持器设备的连结头的原理已在上文限定， 从而实现 ：
- 电刷和电刷保持器相对于组件的保护壳体的电绝缘和机械隔离功能， 该组件由 电刷支撑板、 电刷保持器和电刷形成 ；
- 电刷保持器相对于电刷间的桥的电绝缘和机械隔离功能， 每个同极性的电刷通
过适当的装置被连接到该电刷间的桥， 该装置例如电线编织件 ； 以及
- 该电刷间的桥的机械保持功能。
根据本发明的电刷保持器设备的连结头特别地适合形式非常简单的电刷保持器 装备， 例如通过弯曲薄金属片生产的电刷保持器， 与通过模制塑料材料生产的电刷保持器 相比， 其允许成本的明显缩减。
由于电刷具有可选择的形式和尺寸， 使得机动车的一个起动器模型与另一个是共 通的， 并且电刷保持器也如此， 根据本发明的设备的连结头可以标准模型的形式生产， 该标 准模型有利地被用在不同类型的机动车起动器上。在优选的模式中， 电刷间的桥的保持功 能由连结头的不同于在电刷保持器端部处的那部分提供， 并保证电刷相对于其环境的电绝 缘。由于可保证这些不同功能的形式因此在每个连结头中是确定的 (distinct)， 本发明可 减少电刷支撑组件的变体实施例。这允许额外的成本降低， 通过接收电刷和电刷间的桥的 组件的生产的标准化。 另外， 由于根据本发明的设备的连结头由介电材料制造， 并且如上文 所述因此保证了电绝缘功能， 该连结头允许电刷保持器和电刷支撑板由任何材料制造， 例 如由导致额外的成本降低的弯曲金属片制造。 附图说明
本发明的其他特征和优点将通过阅读以下由附图示出的描述变得清晰， 其中 ：
- 图 1A 和 1B 是根据本发明的电刷保持器设备的第一和第二实施例的示意透视图， 每个电刷保持器设备由电刷支撑板形成， 六个电刷保持器固定到该电刷支撑板上， 每个电 刷保持器设置根据本发明的连结头 ；
- 图 2 是根据本发明的连结头的第一实施例的示意透视图， 根据第一实施例的电 刷保持器设备包括该连结头 ； 以及
- 图 3 是根据本发明的连结头的第二实施例的示意透视图， 根据第二实施例的电 刷保持器设备包括该连结头。 具体实施方式
图 1A 和 1B 分别示出了根据第一和第二实施例的电刷保持器设备。
如图 1A 和 1B 所示， 示出了安装在起动器的集流器 7 上的电刷保持器设备。集流 器 7 被设计为可以固定的方式被安装在起动器的转子轴 ( 图中未示出 ) 上。该转子轴通常 与图 1A、 1B 中所示的通孔 2 接合。
电刷保持器设备包括以盘状物形式生产的电刷支撑板 1， 该电刷支撑板在通孔 2 的位置在其中心穿孔。板 1 支撑六个电刷， 每个电刷被插入电刷保持器 3 中设置的适当的 座。电刷和电刷保持器径向地规则分布在板 1 上， 并且每个电刷保持器 3 在其最靠近孔 2 的端部处是敞开的， 以便允许其容纳的电刷与起动器的集流器电接触。
出于降低成本的目的， 每个电刷保持器通过弯曲薄金属板片生产， 以便形成大致 欧米加 (Ω) 形， 其分支端被固定到板 1。该类型实施例提供的额外优点在于， 该类型的电 刷保持器具有更强的高温抵抗力， 这特别地有利于在车辆行进时需要遭受频繁压力的起动 器。
图 1A 和 1B 还部分地示出了围绕电刷保持器设备的保护壳体或头部 4， 该电刷保持器设备包括电刷支撑板 1、 电刷保持器 3 和电刷。
在图 1A 和 1B 示出的例子中， 电刷间的电桥 5 把放置在电刷支撑板 1 上的电刷的 组件相互连接。由高导电材料 ( 优选地但不排他地， 铜 ) 制造的该电刷间的桥在该情况下 以大约数毫米高的刚性环的形式把全部电刷相互电连接。可是需要注意的是， 该类型的电 刷间的桥可具有任何形式， 并可把放置在板 1 上的部分或全部电刷相互电连接。
根据图 1A 和 1B 示出的特定实施例， 形成电刷间的桥 5 的环在两个径向相对的区 域 ( 图 1A 和 1B 中的附图标记 50) 变形。这些变形部被有利地相对两个径向相对的孔放 置， 该两个径向相对的孔在图 1 中指定为附图标记 100。这些孔被设置在电刷支撑板 1 中， 以便允许用于起动器的机械组件的连接杆 ( 图中未示出 ) 的通过。
根据本发明的连结头 ( 指定为附图标记 6) 关闭每个电刷保持器 3 的一个端部。 更具体地， 连结头 6 关闭电刷保持器中容纳电刷的座的周边端部， 也就是最远离通孔 2 的端 部， 该板 1 通过该通孔 2 允许起动器转子轴通过。因此该连结头构成了放置在电刷保持器 3 中的电刷和保护壳体 4 之间的机械分隔件。更通常地， 该连结头使电刷在其端部处与其 外部环境机械地分隔， 该端部与被设计为与起动器或集流器电接触的端部相反。根据本发 明的连结头 6 优选地由介电材料制造。因此该连结头也使电刷电绝缘， 特别地与保护壳体 4 电绝缘。为了降低成本， 该连结头 6 例如通过注射 / 模制塑料材料制造， 该塑料材料例如 基于聚酰胺。 与根据本发明的电刷保持器设备的第一和第二实施例相对应的根据本发明的连 结头的两个实施例分别在图 3 和 4 中详细示出。
通常， 如图 2 和 3 所示， 根据本发明的连结头包括形成座 61 的主体 60， 该座 61 的 形式和尺寸与电刷保持器 3 在其放置有该连结头的端部处的直的部分的形式和尺寸大致 相同， 使得主体 60 可绕该端部被简单安装。槽 62 在座内部沿与座 61 的边缘 610 相同的方 向延伸数毫米长度。当根据本发明的连结头 6 被放置在电刷保持器 3 的端部处时， 该槽容 纳放置在电刷后部处的弹簧 ( 图中未示出 ) 的一部分， 该弹簧被设计为通过被电刷压缩来 保证电刷和起动器的集流器之间电接触的维持。 在连结头的基部 63 处， 连结头 6 的主体 60 大致是扁平的， 以使其可被电刷支撑板 1 的固定有电刷保持器 3 的前表面支撑。
本发明的第一和第二实施例的其中一个或另一个 ( 对应图 1A、 2 和 1B、 3) 根据起 动器应用设想来选择。根据选择的实施例， 连结头 6 在主体 60 与其基部 63 相对的端部处 的形状和电刷间的桥 5 的形状是不同的， 如图明确所示。
连结头 6 在主体 60 的与其基部 63 相对的端部处包括形成大致 “U” 形件的部分， 其根据是否涉及第一或第二实施例不同地取向。该 “U” 形件的分支形成前述的保持装置， 该保持装置被设计为保持电刷间的桥 5 的全部或部分。
根据图 1A 和 2 所示的实施例， 该 “U” 形件的分支大致平行于连结头 6 的主体 60 延伸。换言之， 一旦连结头 6 被放置在电刷保持器 3 的固定到板 1 的端部处， 并且电刷保持 器设备已被安装在起动器中， 该 “U” 形件的分支大致垂直于起动器转子轴放置。并且， 换言 之， 根据图 1A 和 2 更具体地示出的实施例， 一旦连结头 6 被放置在电刷保持器 3 的固定到 板 1 的端部处， 并且电刷保持器设备被安装在起动器上， 该 “U” 形件的分支大致垂直于通孔 2 的轴线放置。
根据图 3 更具体地示出的第二实施例， 当连结头 6 被放置在电刷保持器 3 的固定
到板 1 的端部处， 并且电刷保持器设备被安装在起动器上时， 连结头 6 被设置以便该 “U” 形 件的分支大致平行于通孔 2 的轴线延伸。
无关于所选择的实施例， 电刷间的桥 5 或电刷间的桥元件被插入由连结头 6 的 “U” 形形式那部分形成的沟槽。该 “U” 形件的分支分别形成舌状物 64 和舌状物 65， 该舌状物 64 和舌状物 65 从连结头主体大致沿连结头 6 的主体 60 的整个宽度延伸， 通过构成 “U” 形 件的基部的相同宽度的舌状物 66 相互连接。在该情况下是扁平导电环的形式的电刷间的 桥从而在其周边的至少三侧上被保持， 与选择的变体无关， 包括至少其最靠近板 1 的外边 缘的部分和其下部部分。 这可以保证该电刷间的桥的正确的、 可靠的长期保持， 并可以在电 刷间的桥被放置在位时实现引导功能。
事实上， 图 1A 和 2 所示的实施例更具体地适合电刷间的桥是扁平的环或环的部分 的形式的情况， 其沿集流器的纵向方向的尺寸大于其沿该集流器的横向方向的尺寸， 根据 该实施例， 一旦连结头被放置在每个电刷保持器 3 的端部处， 足以使电刷间的桥到达组件 前表面的上部部分， 并且足以使其大致平行于孔 2 的轴线被插入两个舌状物 64 和 65 之间， 该舌状物 64 和 65 从而构成关于桥的协作钳， 其中该组件由板 1、 电刷保持器 3 和电刷形成。
有利地， 分开舌状物 64 和 65 并被基部 66 占用的空间略微小于形成电刷间的桥的 环或环的部分的厚度， 使得构成连结头 6 的材料的自然回复力允许该桥在其周边的与连结 头 6 接触的三侧上被轻微地压缩， 从而有助于其保持， 同时允许非常简单和快速的放置。 图 1B 和 3 所示的实施例更具体地适合电刷间的桥是扁平的环或环的系列段的形 式的情况， 其横向尺寸大于纵向尺寸， 电刷间的桥 5 被有利地大致垂直于孔 2 的轴线 ( 并且 从而径向地 ) 插入舌状物 64 和 65 之间。在该情况下， 为了容易放置在位， 在电刷保持器 3 上将连结头 6 的仅一部分放置在位， 随后插入电刷间的桥， 并最后将连结头的剩余部分放 置在位将是有利的， 使得在所述桥的外周边上轻微地压缩该桥， 以便有助于更可靠的保持。
前述描述展示出， 无关于电刷间的桥 5 和连结头 6 的设置， 通过连结头包括的舌状 物 64 和 65， 连结头保证了所述电刷间的桥的可靠和持久的保持， 同时保证了电刷间的桥的 简单和快速地放置在位。根据本发明的连结头 “U” 形部分的舌状物 64 和 65 以及基部 66 还实现了电刷间的桥 5 分别相对于电刷保持器 3 及其所容纳的电刷和保护壳体或头部 4 的 机械隔离和电绝缘的功能。更通常地， 根据本发明的连结头从而通过其所包括的 “U” 形的 那部分提供电刷间的桥 5 的相对于其整体环境的机械隔离和电绝缘。每个电刷和该桥的电 连接通过例如导电编织件 ( 图中未示出 ) 提供。
根据本发明的连结头通过其主体 60 还保证了与其关联的电刷保持器和该电刷保 持器容纳的电刷相对于其外部环境、 并特别相对于保护壳体 4 的机械隔离和电绝缘。
根据本发明的连结头， 例如连结头 6， 可被用来关闭电刷保持器的端部， 即使没有 电刷间的桥， 舌状物 64 和 65 的高度以及基部 66 的高度小， 无关于选择的变体 ( 典型地大 约数毫米 )， 连结头 6 通过其主体 60 被安装在电刷保持器的端部， 独立于舌状物 64 和 65 以 及基部 66 的形式。
因此， 根据本发明的连结头可被用于任何类型的电刷支撑板， 和被用于任何类型 的起动器， 这可通过增加数量减少其成本， 这是由于标准化和改进的起动器生产链的多方 面相关性 (polyvalence)。
该类型的连结头还使非常简单的电刷支撑板的生产成为可能， 例如通过冲压薄金
属板片， 随后将形成电刷保持器的弯曲的金属板片固定到其上， 从而允许额外的节约。
可是显然， 本发明不限于图中所示并在上文描述的实施例， 并且延伸到其全部同 等形式和全部技术可操作的结合。
特别地， 电刷间的桥 5 的形式和尺寸不限于上文描述的形式和尺寸。由于根据本 发明的连结头的 “U” 形部分的舌状物界定的形式和尺寸如上文所述直接关联于该电刷间的 桥的形式和尺寸， “U” 形和该部分的尺寸并非排他的， 并且本发明还延伸到可简单地维持电 刷间的电桥的全部或部分的任何形状， 至少在其最靠近电刷支撑板的外边缘的部分， 为了 可靠和持久的保持的目的。