Коллектор стартера

(12) внгшео НАЦИОНАЛЬНЫИ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Жуковский Иван Иванович (ВУ)(72) Авторы Жуковский Иван Иванович(ВУ) Вевель Сергей Францевич (ВУ) Фомин Виктор Александрович (КН)(73) Патентообладатель Жуковский Иван Иванович (ВУ)КОЛЛЕКТОР стартера В ВИДЕ опрессованных ламелей, ОТЛИЧЗЮЩИЙСЯ ТЕМ, ЧТО ламели ВЫПОЛНЕНЫ биметаллическими, например, ИЗ МЕДНЬ 1 Х И стальных ЭЛЕМЕНТОВ, СОЕДИНЕННЫХ,например, заформовкой, ПрИЧЕМ контактные ПОВЕРХНОСТИ ламелей ВЫПОЛНЕНЫ ИЗ МЕДИ.Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в конструкциях стартеров автомобилей и других электрических мащинах.Известны коллектора в конструкции стартеров 1. Недостатком коллекторов стартеров является неэффективное использование расходных материалов.Наиболее близким из известных аналогов к полезной модели является коллектор стартера в виде опрессованных ламелей 2.Недостатком указанного коллектора является его неудовлетворительная надежность из-за нарушения соединения коммутирующих проводов и ламелей ввиду неэффективного использования материала ламельного профиля - меди. Функционально для обеспечения работоспособности коллектора - коммутации ламелей - достаточно поверхностного медного слоя, контактирующего с графитовыми щетками. Однако, для фиксации - механического удержания ламелей при вращении коллектора в процессе эксплуатации, необходимо увеличивать размеры ламелей в радиальном направлении для их закрепления в опрессовочном материале, что приводит к значительному увеличению массы ламели коллектора. При присоединении коммутирующего провода к ламели, масса которой в пятне контакта значительно превосходит массу присоединяемого провода, происходит практически мгновенный непрогнозируемый отвод тепла на массу ламели, каждая из которых, в свою очередь, характеризуется различными условиями контакта с межламельной изоляцией и краевыми эффектами, что приводит к неодинаковым условиям соединения ламелей с коммутирующими проводами и различным характеристикам соединений, то есть практически невозможно обеспечить одинаковые физико-механические свойства контакта ламелей и проводов.Задачей настоящей полезной модели является повыщение надежности коллектора.Поставленная задача рещена в коллекторе стартера выполнением ламелей биметаллическими, например, из медных и стальных элементов, соединенных, например, заформовкой, причем контактные поверхности ламелей выполнены из меди.При выполнении ламелей биметаллическими обеспечивается электрический контакт со щетками по медной поверхности и фиксирование ламелей в опрессовочном материале за счет стальной составляющей, которая может иметь профилированные боковые поверхности для увеличения площади контакта с опрессовочным материалом и медной составляющей. При осуществлении пайки ламелей и коммутирующих проводов основным критерием, определяющим процесс получения неразъемного соединения, является необходимый минимум массы (толщины) медной составляющей для обеспечения электрофизических параметров, то есть электропроводимости. В этом случае присоединяемая масса ламели, ее медная составляющая, в сечении пятна контакта сопоставима и меньше чем у коммутирующего провода и обеспечив технологическую температуру пайки на проводе,разогрев ламели в зоне контакта не представляет трудностей прежде всего из-за уменьшения массы и ограниченного теплоотвода через стальную составляющую биметалла. Таким образом, стабильные технологические параметры процесса обеспечивают получение надежного соединения и воспроизводимость процесса, то есть получение равнопрочного соединения элементов коллектора ламель-коммутирующий провод.Соотношение параметров медных и стальных элементов определяется диаметром коллектора и количеством ламелей, то есть модификацией стартера.При изготовлении коллектора стартера СТ 230 Р диаметром 44,6 мм, длиной 34,7 мм и количеством ламелей 29 шт. последние выполнены биметаллическими из медных медь М 1 и стальных Ст.3 элементов - оснований ламелей. Основания ламелей выполнены в ви де пластин 5,0 Х 32,2 мм, толщиной 1,5 мм с профилированными боковыми поверхностями в виде пазов с размерами 1,5 Х 4,0 мм. Соединение медных элементов с П-образным внут ренним профилем 1,52,0 мм и стальных элементов - оснований ламелей осуществлялось заформовкой пазов в стальных элементах медных П-образных профилей путем пластической деформации - обжатия последних. Обжатие стальных профилей осуществлялось следующим образом в зависимости от формы исходной медной заготовки.1. Плоская заготовка. На поверхности выполнено 58 пазов указанных выше размеров,через один в который устанавливались стальные профили в количестве 29 Штук, то есть,количество пазов удвоено относительно количества ламелей коллектора. Деформирование плоским пуансоном до контакта меди с боковыми поверхностями стальных профилей. Далее формование кольца и опрессовка.2. Плоская заготовка. Размещение стальных профилей аналогично п. 1. В пазы между стальными профилями устанавливали межламельную изоляцию. При формовании кольца осуществлялась заформовка стальных профилей и проводилась опрессовка.3. Заготовка в виде кольца. На внутренней поверхности выполнено 58 пазов, в которые аналогично варианту п. 1 с использованием плоской заготовки устанавливали 29 стальных профилей и осуществляли заформовку дорнованием с последующей опрессовкой.4. Заготовка в виде медного цилиндра диаметром 4 мм и длиной 34,7 мм. В качестве исходного материала использовалась стандартная медная проволока диаметром 4 мм. Плоским пуансоном на поверхности цилиндрической заготовки формировался паз глубиной 2 мм и шириной 1,5 мм, в который устанавливался стальной профиль и обжимался с последующей опрессовкой 29 ламелей.После опрессовки коллектора и механической обработки осуществлялась пайка коммутирующих проводов и проводились испытания на повышенную частоту вращения 20000 об/мин в течение 20 с. Разрушения в результате испытаний не зафиксировано, что свидетельствует о работоспособности конструкции коллектора при использовании биметаллических ламелей и его надежности.Сравнительный анализ использования расходных материалов в конструкции коллектора свидетельствует также об экономии не менее 25 меди.Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.