專利名稱：具有斷路裝置的碳刷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的具有斷路裝置的碳刷。
背景技術(shù)：
這類碳刷是已知的(DE1679529U1)，其中壓力彈簧體由一個彈簧鋼制的圓柱形的螺旋彈簧組成，該螺旋彈簧為了實現(xiàn)斷路裝置的盡可能小的系統(tǒng)總長度和刷體的盡可能大的磨損路程而能夠最多這樣程度地被預(yù)緊和壓縮，使得它的圓柱形的繞圈上下貼靠并且彈簧被預(yù)緊成塊。由此確定刷體的最大可用的磨損路程，該磨損路程由刷體的可能的理論磨削路程相對于斷路裝置的真實有效長度的比得出。比刷體的有效長度小的磨損路程需要刷體的較早更換，如果磨損路程已經(jīng)超過許可的磨損路程的話。圓柱形的金屬螺旋彈簧作為壓力彈簧體是成本低廉且可能有缺陷，例如破裂。它們具有小的抗彎剛度。在斷路過程期間，當(dāng)壓力彈簧體已經(jīng)使刷體從電動機的換向器抬起并且已經(jīng)中斷電路時，電動機仍然滾動。該慣性運轉(zhuǎn)在未制動的機器中可能持續(xù)5至15秒的空轉(zhuǎn)。在該時間期間，橫向力通過斷路體與旋轉(zhuǎn)的換向器的接觸作用在壓力彈簧體上，這可能導(dǎo)致圓柱形的螺旋彈簧的過強的位置傾斜從而損壞螺旋彈簧以及導(dǎo)致斷路體由于過強的位置傾斜而斷裂。在這兩種情況中可能引起換向器的損壞直至電動機的完全破壞。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的具有斷路裝置的碳刷具有優(yōu)點，即由于塑料材料，碳刷的成本降低并且此外也能夠?qū)崿F(xiàn)斷路裝置的較短的、緊湊的結(jié)構(gòu)形式。塑料材料還具有用于不同設(shè)計形式的被易化的造型。由此還為以下情況創(chuàng)造前提條件，即部件壓力彈簧體和斷路體可以被構(gòu)造為一體的部件。在一體的構(gòu)型中能夠一方面對于壓力彈簧體和另一方面對于斷路體使用不同的塑料材料，其中，斷路裝置也可在兩組分方法中制造。因為塑料材料由于可彈動的特性在相應(yīng)的構(gòu)型中具有密封的作用，所以在某些情況中能夠消除上側(cè)的分隔盤，分隔盤否則在金屬彈簧時是必須的，由此在夯實時沒有金屬粉末進入到刷體的空腔中，由此能夠閉鎖那里的金屬彈簧。通過由塑料制成的能彈動的壓力彈簧體的相應(yīng)的構(gòu)型，它的抗彎剛度與圓柱形的金屬螺旋彈簧相比也可以被提高，從而壓力彈簧體也可以承受大的橫向力而沒有較強烈的位置傾斜，由此可靠地避免了在電動機的換向器上、在碳刷上和在電動機的其它部件上的損傷并且省去了由此導(dǎo)致的維修成本。通過在其它權(quán)利要求中列出的措施能夠?qū)崿F(xiàn)在權(quán)利要求1中給出的碳刷的有利擴展和改進。碳刷的有利擴展構(gòu)型規(guī)定，壓力彈簧體由熱塑性塑料制成。在此壓力彈簧體和斷路體也可以統(tǒng)一為一個由塑料制成的在材料上一體的部件。這樣的一體的部件作為斷路裝置是特別簡單且成本低廉的。根據(jù)該構(gòu)型，其中斷路裝置的軸向尺寸可以被保持得很小并且由此也進一步增大碳刷的可用的磨損長度，具有所有由此得到的優(yōu)點。另一種有利的實施方式規(guī)定，壓力彈簧體由彈性體制成。在該情況中也可能有利的是，壓力彈簧體和斷路體被構(gòu)造為一個一體的部件。另一種有利的實施方式規(guī)定，壓力彈簧體由至少一個由塑料材料制成的彈簧構(gòu)成。在此彈簧例如可以被構(gòu)造為膜盒或具有彈簧繞圈。在此可能有利的是，彈簧繞圈在預(yù)緊的、壓縮在一起的狀態(tài)中在彈簧縮短的情況下至少部分地彼此嵌套。由此能夠?qū)崿F(xiàn)在壓力彈簧體的區(qū)域中在預(yù)緊狀態(tài)中的縮短，結(jié)果是，實現(xiàn)碳刷的可用磨損長度的增大。顯然，即便在這樣構(gòu)成的壓力彈簧體中壓力彈簧體能夠與由塑料制成的斷路體統(tǒng)一為一個在材料上一體的部件。一體部件的表示壓力彈簧體的部分和另一個形成斷路體的部分的不同材料是可能的，其中，能夠?qū)崿F(xiàn)在兩組分方法中的制造。還可能有利的是，壓力彈簧體在相對于在其上安設(shè)的夯實部密封的情況下封閉刷體的空腔的端部。由此能夠消除特殊的分隔盤。這導(dǎo)致斷路裝置的軸向尺寸的減少并且由于省去了分隔盤也減少了成本。斷路裝置由此更緊湊。為了使空腔相對于金屬粉末在夯實時的材料進入被密封，利用了塑料材料的密封作用。此外可能有利的是，壓力彈簧體由塑料泡沫體構(gòu)成。這樣的壓力彈簧體由發(fā)泡的塑料制成并且具有足夠彈性的特性。壓力彈簧體在此能夠例如由可壓縮的聚氨酯泡沫構(gòu)成并且在作為一體部件的構(gòu)造中具有大致圓柱形的本體，該本體作為彈簧緩沖作用并且在下端部上在一體構(gòu)型中形成在兩部分構(gòu)型中的斷路體的部分。由此實現(xiàn)特別的簡化。斷路裝置的所需部件的數(shù)量被減少到該一體的塑料泡沫體，它由于密封特性也使得夯實部下方的分隔盤是多余的。僅僅塑料泡沫體位于刷體的空腔中，其中，該空腔在上端部上借助夯實部封閉，夯實部接收用于塑料泡沫體的支撐力。還可能有利的是，壓力彈簧體本身僅僅或者以與斷路體一體的部件形式被構(gòu)造為空心體或?qū)嵭捏w。還可能有利的是，壓力彈簧體在一個端部上具有一個與其一體的圓柱形的凸臺，該凸臺作為壓入件被壓入到空腔中并且在其中密封地且固定地通過壓力連接保持。由此，塑料材料的彈性特性不僅被用于空腔的密封而且被用于壓入到空腔中，由此借助壓力連接在附加密封的情況下將壓力彈簧體這樣固定地與刷體連接，使得通過壓力連接也接收壓力彈簧體的支撐力。


本發(fā)明根據(jù)在附圖中所示的實施例在下面的說明書中詳細(xì)闡述。其分別以示意圖示出:圖1示出根據(jù)第一實施例的具有斷路裝置的碳刷的一部分在壓力彈簧體被張緊的情況下的具有部分側(cè)視圖的示意性剖面；圖2示出在圖1中碳刷的在壓力彈簧體被卸載的情況下的示意性剖面；圖3示出根據(jù)第二實施例的具有斷路裝置的碳刷的一部分在壓力彈簧體被張緊的情況下的具有部分側(cè)視圖的示意性剖面；圖4示出在圖3中碳刷的在壓力彈簧體被卸載的情況下的示意性剖面；圖5示出根據(jù)第三實施例的具有斷路裝置的碳刷的一部分在壓力彈簧體被張緊的情況下的具有部分側(cè)視圖的示意性剖面；圖6示出在圖5中碳刷的在壓力彈簧體被卸載的情況下的示意性剖面；
圖7示出根據(jù)第四實施例的具有斷路裝置的碳刷的一部分在壓力彈簧體被張緊的情況下的具有部分側(cè)視圖的示意性剖面。
具體實施例方式在圖1和2中示出一個具有斷路裝置20的碳刷10的第一實施例。這種碳刷10以已知方式建立與電動機的換向器的電接觸，如其例如對于用于家用電器或手工電器、尤其是也用于手持式電動工具機那樣。這類碳刷10由一個石墨刷體11組成，電端子通常被壓入該刷體中或者以其它方式與刷體連接。用以將刷體11按壓到電動機的換向器上的所需的壓緊壓力通過一個彈簧元件、例如螺旋彈簧形式的彈簧元件實現(xiàn)(EP0937320B1)。斷路裝置20具有這樣的目的，即在碳刷磨損之后保護電動機的換向器免遭機械損壞或燃燒。斷路裝置20具有一個由電絕緣材料制成的斷路體21，該斷路體被構(gòu)造為銷或斷路套管。在所示的第一實施例中，斷路體21具有一個倒圓的頭部22，該頭部具有背側(cè)的銷凸臺23。此外設(shè)有一個預(yù)緊的、彈簧彈性地在圖1中向下對斷路體21加載的壓力彈簧體24，該壓力彈簧體以一個端部作用在斷路體21上。刷體11設(shè)有一個例如柱形的空腔12，壓力彈簧體24和斷路體21保持在該空腔中?？涨?2在圖1中的上端部上通過一個分隔盤13封閉，壓力彈簧體24支撐在該分隔盤上，其中，在分隔盤23上方設(shè)有一個所謂的由金屬粉末狀材料制成的夯實部14，壓力彈簧體24的支撐力通過該夯實部接收并且被引導(dǎo)到刷體11中。分隔盤13阻止在夯實過程中金屬粉末能夠到達空腔12的區(qū)域中和由此到達壓力彈簧體24的區(qū)域中，這能夠?qū)е略跀嗦愤^程期間的干擾。在圖1中示出在壓力彈簧體24的張緊狀態(tài)中的斷路裝置20，其中，刷體11不在它的完整長度方面而是切斷地被示出。通過由在碳刷與電動機的轉(zhuǎn)子的未示出的換向器之間的接觸引起的不可避免的刮擦，在碳刷10上發(fā)生磨損，確切地說在與含有斷路裝置20的端部相對置的端部區(qū)域上。在運行期間碳刷10完全磨損之后，斷路體21穿過碳刷10的位于相鄰區(qū)域15中的材料并且在壓力彈簧體24的作用下形成與換向器的觸碰接觸。由此斷路體21通過卸載的壓力彈簧體24將剩下的刷體11在箭頭16的方向上從未示出的換向器壓離，由此中斷電流并且電動機然后受控制地被斷路。為了確保斷路過程，碳刷11例如應(yīng)當(dāng)從換向器抬起至少1mm。這通過壓力彈簧體24的相應(yīng)預(yù)緊實現(xiàn)，其中，這必須保證在所需的彈簧路程上施加所需的彈簧力。由于斷路裝置20的作用避免了在電動機的轉(zhuǎn)子的換向器上的損傷，從而所需的是，由使用者或服務(wù)人員僅僅將磨損的碳刷10更換成未使用的新碳刷。人們發(fā)現(xiàn)，斷路裝置20的各個部件，即斷路體21、壓力彈簧體24、分隔盤12和夯實部14，引起一定的系統(tǒng)總長度并且確定了碳刷10的可用磨損路程。碳刷10的總長度通常通過電動器具的結(jié)構(gòu)預(yù)給定，從而在斷路裝置20的系統(tǒng)的相應(yīng)總長度中留有一個剩余的磨損路程作為真實的可用長度。當(dāng)磨損路程被超過時，需要更換碳刷10。根據(jù)第一實施例并且根據(jù)本發(fā)明的壓力彈簧體24由塑料構(gòu)成并且能彈動。它例如由彈性體制成。在此，壓力彈簧體24具有彈簧25的構(gòu)型，其中，該彈簧25例如被構(gòu)造為膜盒26，膜盒的壁27是波浪形的，由此得到肋狀的凸起，這些凸起或者相對于縱向中心軸線大致環(huán)形地且相互平行地延伸或者螺旋形地延伸。彈簧25例如被構(gòu)造為空心體。在壓力彈簧體24的在圖中的下端部上固定斷路體21?？涨?2的上端部借助分隔盤13封閉，夯實部14設(shè)置在分隔盤上面。由塑料制成的壓力彈簧體24的構(gòu)型由于塑料材料的密封作用而能夠在分隔盤13上密封并且使壓力彈簧體24直接以上端部用作密封元件。如果在壓力彈簧體24的上端部上一體地成形上一個尤其是圓柱形的凸臺，則壓力彈簧體24能夠以該凸臺從上方壓入到空腔12中。凸臺這樣地被確定尺寸，即它借助壓力連接保持在空腔12中并且由此取代夯實部14，這導(dǎo)致進一步的簡化。斷路體21可以由絕緣材料、尤其是塑料制成，例如由纖維強化的塑料制成。在另一種未示出的且特別有利的實施例中，根據(jù)圖1和2的壓力彈簧體24和斷路體21被統(tǒng)一為一個在材料上一體的由塑料制成的部件。這在軸向尺寸方面以及在成本方面是特別有利的，因為一體的元件21、24是特別低廉的并且由此也減少了斷路裝置20的所需的部件的數(shù)量。在一體的構(gòu)型中，也能夠根據(jù)2K方法由不同塑料材料制造一體的部件
21、24。在作為膜盒26的構(gòu)型中，壓力彈簧體24是空心體。人們發(fā)現(xiàn)，其它的造型也在技術(shù)人員的知識中，其中壓力彈簧體24和/或斷路體21由塑料構(gòu)成。在圖3和4中所示的第二實施例中，壓力彈簧體24又由塑料制成并且能彈動。它可以由熱塑性的塑料制成。壓力彈簧體24被構(gòu)造為具有多個彈簧繞圈28、29、30的大致圓柱形的螺旋彈簧25，其中，彈簧繞圈螺旋形地延伸。替代地，根據(jù)圖3和4的壓力彈簧體24也可以具有這樣的彈簧繞圈，它們至少在預(yù)緊的、被壓縮在一起的狀態(tài)中在壓力彈簧體24縮短的情況下至少部分地相互嵌套。在圖3和4中在空腔12的上端部上示出一個分隔盤13，當(dāng)彈簧25能夠使空腔12不因為由其材料引起的密封能力相對于夯實部14的材料密封時，該分隔盤是必須的。壓力彈簧體24和斷路體21統(tǒng)一為一個在材料上一體的由塑料制成的部件并且由此是斷路裝置20的一體的部件。這種一體的部件21、24的塑料材料是電絕緣的并且由此對于斷路體21和壓力彈簧體24的一體構(gòu)型是最合適的。在這里彈簧25也可以在上端部上具有密封的、圓柱形的、與其一體的凸臺作為分隔盤13和夯實部14的代替品，該凸臺作為壓入件密封地且固定地被壓入到空腔12中并且密封以及接收彈簧25的支撐力。在圖5和6中所不的第三實施例中，斷路體21和壓力彈簧體24同樣統(tǒng)一為一個由塑料制成的一體部件，其中，該一體的部件在此由一個塑料泡沫體組成，例如由可壓縮的、能彈動的聚氨酯泡沫組成。由斷路體21和壓力彈簧體24組成的一體部件可以在此構(gòu)造為空心體或由實心體構(gòu)成。由圖5和6可見，在該實施例中分隔盤13不存在?？涨?2的端部通過一體的由塑料制成的部件21、24的由材料引起的密封特性被密封。在圖7中示出的第四實施例與圖5和6的實施例的區(qū)別在于，壓力彈簧體24在圖中的上端部上具有一個與其一體的圓柱形的凸臺31，該凸臺作為壓入件被壓入到空腔12中。由此一方面實現(xiàn)對空腔的密封并另一方面通過壓力連接實現(xiàn)壓力彈簧體24在刷體11中的可靠固定，通過壓力連接接收支撐力。夯實部15在此是多余的。斷路裝置20由此特別簡單，因為他被減少到一個唯一的要插入到空腔12中的部件。通過使壓力彈簧體24和斷路體21由塑料構(gòu)成并且在此例如以特別有利的方式實施為一個一體的部件，能夠明顯減少斷路裝置20的所需的部件的數(shù)量。斷路裝置20由此明顯簡化、緊湊且成本低廉。
權(quán)利要求
1.具有斷路裝置的碳刷，所述碳刷在刷體(11)的一個空腔(12)中具有一個由電絕緣材料制成的斷路體(21)，所述斷路體具有一個預(yù)緊的、彈簧彈性地對所述斷路體(21)加載的壓力彈簧體(24)，其特征在于，所述壓力彈簧體(24)和/或斷路體(21)由塑料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳刷，其特征在于，所述壓力彈簧體(24)由熱塑性塑料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳刷，其特征在于，所述壓力彈簧體(24)由彈性體制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的碳刷，其特征在于，所述壓力彈簧體(24)由至少一個彈簧(25)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳刷，其特征在于，所述彈簧(25)被構(gòu)造為膜盒(26)或者具有彈簧繞圈(28至30)，其中，優(yōu)選所述彈簧繞圈(28至30)能夠在預(yù)緊的、壓縮在一起的狀態(tài)中在彈簧(25)縮短的情況下至少部分地彼此嵌套。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的碳刷，其特征在于，所述壓力彈簧體(24)在相對于在其上被裝入的夯實部(14)的材料進入密封的情況下封閉所述空腔(12)的端部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的碳刷，其特征在于，所述壓力彈簧體(24)由塑料泡沫體制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的碳刷，其特征在于，所述壓力彈簧體(24)被構(gòu)造為空心體或?qū)嵭捏w。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的碳刷，其特征在于，所述壓力彈簧體(24)和所述斷路體(21)被統(tǒng)一為一個在材料上一體的、由塑料制成的部件，其中，表示斷路體的部分也由塑料制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的碳刷，其特征在于，所述壓力彈簧體(24)在一個端部上具有一個與其一體的圓柱形的凸臺(13)，所述凸臺作為壓入件被壓入到空腔(12)中并且通過壓力連接密封地且固定地被保持在空腔中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有斷路裝置(20)的碳刷(10)，所述碳刷在刷體(11)的一個空腔(12)中具有一個由電絕緣材料制成的斷路體(21)，所述斷路體具有一個預(yù)緊的、彈簧彈性地對所述斷路體(21)加載的壓力彈簧體(24)。所述壓力彈簧體(24)和/或斷路體(21)由塑料制成。
文檔編號H01R39/58GK103181038SQ201180050464
公開日2013年6月26日 申請日期2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者M·盧茨 申請人:羅伯特·博世有限公司