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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Tragplatte für
zumindest eine Kohlebürste
mit von der Tragplatte ausgehender Kohlebürstenführung, einem ersten Federelement, über das
die Kohlebürste
in Richtung eines Kollektors oder Schleifringes druckbeaufschlagbar
ist, sowie einem die Kohlebürste
entgegen von dem Federelement hervorgerufener Kraft zurückhaltenden
Rückhalteelement.
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Aus der
EP 0 236 254 B1 ist ein
Bürstenhalter
bekannt, bei der ein scheibenförmiges
Rückhalteelement über zerbrechbare
Lappen mit Kohlebürstenköchern verbunden
ist, um den Bürstenhalter
auf eine Ankerwelle mit Kommutator aufschieben zu können, ohne
dass die Kohlebürsten
eine Behinderung darstellen. Im montierten Zustand kann sodann durch
Zerbrechen der Lappen das Rückhalteelement entfernt
werden, damit die Kohlebürsten
federkraftbeaufschlagt an dem Kommutator anliegen. Ein entsprechendes
Rückhalteelement
gelangt auch bei einem Bürstenhalter
nach der
US 4,293, 789 zum
Einsatz, wobei jedoch das Rückhalteelement
lösbar
mit den Kohlebürstenköchern oder
-führungen
eine Einheit nicht bildetn dem
DE-84 27 601 U1 wird ein Hammer-Bürstenhaltersystem
für einen
Kommutatormotor beschrieben, bei der die Bürstenhalter über einen wegbrechbaren
Steg verbunden sind, um die von den Bürstenhaltern ausgehenden Kohlebürsten federkraftbeaufschlagt
auf den Kommutator einwirken zu lassen.
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Aus der
US 3,710,610 ist eine Kohlebürste mit
Halteelement vorgeschrieben, das als Federbügel ausgebildet ist, das senkrecht
zur Längsachse der
Kohlebürste
verschwenkbar ist und zum Fixieren dieser in eine Nut eingreift.
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Eine Spiralfeder mit zwei Schenkelenden wirkt
auf eine Kohlebürste
nach der
US 4,163,167 , um
diese zu fixieren. Nach dem Endarretieren der Kohlebürsten dient
die Spiralfeder als Druckelement, über das die Kohlebürste in
Richtung eines Kollektors druckbeaufschlagt wird.
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Die bei den bekannten Bürstenhaltern
bzw. Tragplatten benutzten Rückhalteelemente
bedürfen stets
zwei Kohlehalter, um die in diesen verschiebbaren Kohlebürsten bei
der Montage zurückhalten
zu können.
Mit Ausnahme der Hammerbürstenhaltersysteme
gehen des Weiteren die Rückhalteelemente von
den Stirnseiten der Kohlebürstenhalter
aus, wodurch Beeinträchtigungen
bei der Montage erfolgen können.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
das Problem zugrunde, eine Tragplatte der eingangs genannten Art
so weiterzubilden, dass mit konstruktiv einfachen Maßnahmen
eine Kohlebürste
bei ihrer Montage in einer zurückgezogenen
Position haltbar ist, ohne dass hierdurch eine Behinderung bei der Montage
selbst erfolgen kann. Dabei soll das Rückhalteelement gezielt auf
eine Kohlebürste
ausrichtbar sein, ohne dass mehrere Kohlebürstenführungen gleichzeitig benötigt werden.
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Erfindungsgemäß wird das Problem im Wesentlichen
dadurch gelöst,
dass das Rückhalteelement
in einer senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse
der Kohlebürste
verlaufenden Führung
der Tragplatte verschiebbar angeordnet ist und beim Zurückhalten
der Kohlebürste
in eine in dieser vorhandene Aussparung eingreift, und dass das Rückhalteelement über ein
zweites Federelement gegenüber
der Tragplatte abgestützt
ist.
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Abweichend vom vorbekannten Stand
der Technik wird die Kohlebürste
nicht mit einem Rückhalteelement
fixiert, an dem die Kohlebürste
anliegt, sondern durch ein solches, das in die Kohlebürste selbst
eingreift. Hierdurch besteht die Möglichkeit, dass der Stirnbereich
der Kohlebürste
völlig
frei ist, so dass Behinderungen bei der Montage nicht erfolgen.
Insbesondere besteht die Möglichkeit,
die Kohlebürste
vollständig
in die Kohlebürstenführung zurückzuziehen,
da die Aussparung zum Beispiel im rückseitigen Bereich der Kohlebürste verlaufen
kann.
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In Weiterbildung der Erfindung ist
vorgesehen, dass die Tragplatte, die becherförmig oder topfförmig ausgebildet
sein kann, von einem Element abdeckbar ist, über das beim Abdecken der Tragplatte das
Rückhalteelement
in Ausgriff mit der Kohlebürste gelangt.
Bei dem Element kann es sich z.B. um ein deckelartiges gegebenenfalls
ringförmiges
Element, ins besondere jedoch um ein mit einem Motorgehäuse verbundenen
Element wie Zentrierelement wie -rand handeln.
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Das Rückhalteelement selbst sollte
kohlebürstenseitig
einen stift- oder zylinderförmigen
Vorsprung aufweisen, der bei zurückgehaltener
Kohlebürste
in die Aussparung wie Sackloch eingreift.
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Das Rückhalteelement weist einen
entlang einer umlaufenden vom Boden der Tragplatte ausgehende Umgebungswandung
verlaufenden ersten im Schnitt vorzugsweise rechteckigen Abschnitt
auf, der in einen zu diesem senkrecht verlaufenden mittleren Abschnitt übergeht,
von dem seinerseits zum einen der Vorsprung und zum anderen von
gegenüberliegender
Seite ein zweiter in der von dem Boden ausgehenden Führung verlaufender
zweiter Abschitt ausgeht.
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Die Führung kann durch zwei parallel
zueinander verlaufende stegförmige
Zwischenwände
gebildet sein, wobei innerhalb der Führung zwischen dem zweiten
Abschnitt des Rückhalteelementes
und dem Boden der Tragplatte das Federelement verläuft.
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In eigenerfinderischer Ausgestaltung
der Erfindung kann die Kohlebürstenführung ein
U-förmig gebogenes
Blechelement mit parallel zum Boden der Tragplatte oder zu diesem
parallel verlaufender Zwischenwandung der Tragplatte verlaufenden
abgewinkelten Abschnitten umfassen, wobei der Querschnitt des von
dem U-förmig
gebogenen Abschnitt des Blechelementesumgebenden Bereichs dem der Kohlebürste entspricht.
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Die abgewinkelten Abschnitte des
U-förmigen
Blechelementes können
ferner mit ihren Enden die Zwischenwand durchsetzen.
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Insbesondere ist jedoch vorgesehen,
dass die Kohlebürstenführung zur
Bildung der U-Form aus entlang gegenüberliegender Seitenwandungen
sowie Kopfwandung der Kohlebürste
sich durch die Seitenschenkel und diese verbindenden Mittelschenkel gebildeten
ersten Abschnitten sowie von dessen Seitenschenkeln ausgehenden
zweiten Abschnitt bestehen kann, die zumindest abschnittsweise parallel
zur Boden- bzw. der Zwischenwandung der Tragplatte verlaufen. Dabei
kann jeder Schenkel des zweiten Abschnitts einen ersten entlang
der Boden- bzw.
der Zwischenwandung verlaufenden Schenkelabschnitt und einen zweiten
diesen durchsetzenden äußeren Schenkelabschnitt
umfassen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung
sieht vor, dass zwischen der Kohlebürste und der Boden- bzw. der Zwischenwandung
ein plattenförmiges
Blechelement verläuft,
auf dem die Kohlebürste
entlanggleitet und das mit dem U-förmigen Blechelement verbunden
und/oder von dessen zweiten Abschnitten durchsetzt ist. Dabei können insbesondere
die freien Enden der die Boden- bzw. Zwischenwandung durchsetzenden
Schenkel des U-förmigen
Blechelementes zu deren Sicherung bzw. Fixierung auf zur Kohlebürste fernliegender
Fläche
des Bodens bzw. der Seitenwandung umgebogen, umgekröpft oder
in sonstiger Weise fixiert sein.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass
ein automatisches Lösen
der Rückhalteelemente
beim Abdecken der Tragplatte durch das Deckelelement erfolgt, da
das Rückhalteelement
mit seinem ersten Abschnitt über
den Rand der Tragplatte bei die Kohlebürste haltender Position vorsteht
und beim Verschließen
der Tragplatte in einem Umfang entgegen der auf das Rückhalteelement
einwirkenden Federkraft zurückgeschoben
wird, dass der zylinder- bzw. stiftförmige Abschnitt in Ausgriff
mit der Kohlebürste gelangt,
so dass diese federkraftbeaufschlagt in der Kohlebürstenführung in
Richtung des Kommutators bzw. Schleifringes verschiebbar ist.
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Die erfindungsgemäße Tragplatte eignet sich insbesondere
für Motoren,
bei denen ein Austausch von Kohlebürsten nicht erforderlich ist,
wie z.B. Sportgeräten
wie Laufbändern,
Golfcarts oder ähnliches.
Einschränkungen
für andere
Applikationen gibt es nicht, da eine der erfindungsgemäßen Lehre
gehorchende Konstruktion auch mehrfach wieder verwendbar ist.
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Dadurch, dass das Rückhalteelement
senkrecht der Längsachse
der Kohlebürste
verschiebbar ist und insbesondere im rückseitigen Endbereich der Kohlebürste in
die in dieser vorhandene Aussparung wie in das Sackloch eingreifen
kann, kann eine problemlose Bestückung
der Kohlebürstenführung mit Kohlebürsten erfolgen,
ohne dass eine Behinderung durch das Rückhalteelement wie bei den
bekannten im Stirnbereich der Kohlebürstenführung verlaufenden Scheibenelementen
erfolgt.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und
Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den
diesen zu entnehmenden Merkmalen – für sich und/oder in Kombination –, sondern
auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden
bevorzugten Ausführungsbeispielen.
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Es zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine Tragplatte,
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2 einen
Schnitt entlang der Linie A-A in 1,
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3 einen
Schnitt entlang der Linie B-B in 1,
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4 einen
Schnitt entlang der Linie C-C in 1 mit
beabstandetem Deckelelement,
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5 einen
Schnitt entlang der Linie C-C in 1 mit
aufgesetztem Deckelelement,
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6 eine
Prinzipdarstellung einer Kohlebürstenführung und
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7–10 Ausgestaltungen von Befestigungsmöglichkeiten
der Kohlebürstenführung.
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In 1 ist
in Draufsicht eine Tragplatte 10 einer Kohlebürstenhalterung
dargestellt, die z.B. aus Kunststoff wie Thermoplasten bestehen
kann. Die Tragplatte 10 weist eine scheibenför mige Bodenwandung 12 mit
beabstandet zu dieser verlaufender Zwischenwandung 14 sowie
umlaufenden Rand oder Seitenwandung 16 mit einer randseitig
verlaufenden inneren Stufe 19 auf. Auf den Rand 16 über die
Stufe 19 zentriert ist auf die als topfförmig zu
bezeichnende Tragplatte 10 ein Element wie Zentrielement 18 setzbar,
das mit einem Motorgehäuse
verbunden ist bzw. von diesem ausgeht bzw. Teil dieses ist. Hierduch werden
die von der Tragplatte 10 und dem Motorgehäuse 80 aufgenommenen
Elemente geschützt.
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Die Tragplatte 10 weist
eine zentrale Bohrung 20 auf, die von einer nicht dargestellten
Ankerwelle 20 durchsetzbar ist, die ihrerseits einen Kollektor
aufweist. Auf diesen sind im Ausführungsbeispiel insgesamt vier
Kohlebürsten 22 ausgerichtet,
die über
elektrische Leiter 24 mit einer Spannungsquelle verbindbar
sind. Dabei können
die Kohlebürsten 22 in
gewünschter
Weise verschaltet sein, wie dies nach dem Stand der Technik bekannt
ist. Insoweit wird jedoch ebenfalls auf hinlänglich bekannte Konstruktionen
und Bauarten verwiesen.
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Um die Kohlebürstenhalterung bzw. den Bürstenhalter
zu montieren und die Kohlebürsten 22 auf
die Lamellen eines Kollektors bzw. einen Schleifring auszurichten,
werden die Kohlebürsten 22 zunächst mittels
eines Rückhalteelementes 26 in
einer in jeweiliger Kohlebürstenführung 28 zurückgehaltenen
Position zurückgehalten.
Hierdurch ist sichergestellt, dass beim Aufschieben der Tragplatte 10 auf die
Welle die Kohlebürsten 22 insbesondere
nicht mit dem Kommutator bzw. den Schleifringen kollidieren können.
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Wie die Detaildarstellungen der 4 und 5 verdeutlichen, besteht das Rückhalteelement 26 aus einem
in einer von zwei parallel zueinander verlaufenden von der Bodenwandung 12 ausgehenden Stegen 30, 32 gebildeten
Führung
verschiebbaren Element, welches – wie die Draufsicht gemäß 1 verdeutlicht – einen
rechteckförmigen
Querschnitt aufweist und entsprechend der Seitendarstellung der 4 und 5 einen Basisabschnitt 36 umfaßt, von dem
ein erster bis zu oberen freien Rand 38 der Seitenwandung 16 verlaufender
erster Abschnitt 40 sowie ein parallel zu diesem verlaufender
zylindrischer – bzw.
stiftförmiger
Vorsprung 42 ausgeht, dessen Querschnittsgeometrie auf
die einer Aussparung 44 im hinteren Bereich der Kohlebürste 22 angepasst ist.
Hierdurch ist die Möglichkeit
gegeben, dass dann, wenn der stiftförmige Vorsprung 42 in
die Aussparung wie Sackloch 44 der Kohlebürste 22 eingreift, diese
entgegen einer auf die Kohlebürste 22 in
Richtung der Aussparung 22 die Kohlebürste 22 kraftbeaufschlagendes
erstes Federelement wie Rollbandfeder 46, 47 zurückgehalten
wird.
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Gegenüberliegend zu dem ersten Abschnitt 40 bzw.
dem stiftförmigen
Vorsprung 42 geht von dem Basisabschnitt 36 ein
zweiter im Schnitt rechteckförmiger
Schenkel 46 aus, der innerhalb der sich senkrecht zur von
der Bodenwandung 12 aufgespannten Ebene verlaufenden Führung 34 verläuft. Innerhalb
der Führung 34,
d. h. zwischen der Bodenwandung 12 und dem zweiten Abschnitt
oder Schenkel 46 des Rückhalteelementes 26 ist
ein zweites Federelement 49 vorhanden, durch das das Rückhalteelement 26 eine
Kraftbeaufschlagung in Richtung des oberen freien Randes 38,
also der Kohlebürste 22 erfährt.
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Greift entsprechend der Darstellung
der 4 der stiftförmige Vorsprung 42 in
die als Sackloch ausgebildete Aussparung 44 ein, so wird
die Kohlebürste 22 in
einer in der Kohlebürstenführung 28 zurückgezogene
Position gehalten. Gleichzeitig ragt das Rückhalteelement 26 mit
seinem oberen freien Rand 50 in den Bereich des oberen
freien Randes 38 der Seitenwandung 16. Wird nun
nach erfolgtem Einsatz der Ankerwelle und des Kommutators der Bürstenhalter,
d. h. die Tragplatte 10 mit dem Motorgehäuse 80 verschlossen,
so wird – wie
ein Vergleich der 4 und 5 zeigt – beim Verschließen, also
beim Bewegen des Motorgehäuses 80 in
Richtung des Pfeiles 52 das Rückhalteelement 26 entgegen
der von dem zweiten Federelement 49 hervorgerufenen Kraft
in die Führung 34 hineingedrückt. Gleichzeitig
gelangt der Vorsprung 42 in Ausgriff mit der Ausnehmung 44 der
Kohlebürste 22,
so dass diese freigegeben wird. Somit kann die Kohlebürste 22 mittels
der im Ausführungsbeispiel
als Rollbandfedern 46, 47 ausgebildeten ersten
Federelemente in Richtung des Kollektors bzw. Schleifrings innerhalb der
Kohlebürstenführung 28 verschoben
werden.
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Die Kohlebürstenführung 28 selbst kann
aus einem U-förmig
gebogenem Blechelement 54 bestehen, das sich mit Abschnitten
seiner Seitenschenkel 56, 58 entlang gegenüberliegenden
Seitenflächen 60, 62 der
Kohlebürste 22 erstreckt.
Der Mittelschenkel 64 verläuft entlang der Kopfwandung 66 der
Kohlebürste 22.
Die Seitenschenkel 56, 58 sind nach außen umgebogen,
wobei die entsprechenden äußeren Abschnitte 68, 70 parallel
zur Bodenwandung 12 bzw. der Zwischenwandung 14 verlaufen,
auf denen im Ausführungsbeispiel
die Kohlebürstenführun gen 28 befestigt
ist. Das U-förmige
Blechelement 54 erstreckt sich mit seinen abgewinkelten äußeren Abschnitten 68, 70 entlang
eines auf der kohlebürstenseitigen
Fläche 72 der
Zwischenwandung 14 angeordneten Blechelementes 74,
auf dem die Kohlebürste 22 gleitend
abgestützt
ist. Das Blechelement 74 und die äußeren Abschnitte 68, 70 der
Seitenschenkel 56, 58 können miteinander verbunden
wie vernietet sein, wobei gleichzeitig eine Verbindung mit der Zwischenwandung 14 erfolgt.
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Um ein sicheres Befestigen bzw. Fixieren
der Kohlebürstenführung 28 zu
ermöglichen,
können
die äußeren Abschnitte 68, 70 der
Seitenschenkel 56, 58 ihrerseits umgebogen sein,
um mit einem Endabschnitt 76 einerseits das Blechelement 74 und andererseits
die Zwischenwandung 14 zu durchsetzen, wie anhand der 7 bis 10 verdeutlicht wird. So kann entsprechend
der 8 der Endabschnitt
in Richtung der kohlenbürstefernliegenden
Fläche 78 der
Zwischenwandung 14 umgebogen sein. Dabei kann ein Abwinkeln
des Abschnitts 76 erfolgen, wie die 9 zeigt. Auch besteht die Möglichkeit,
das freie Ende des Abschnitts 76 T-förmig auszubilden, um ein Sichern
an der Unterseite 78 der Zwischenwandung 14 zu
ermöglichen.