DE10155991C2 - Kohlebürste - Google Patents
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- H01R39/02—Details for dynamo electric machines
- H01R39/59—Means structurally associated with the brushes for interrupting current
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kohlebürste mit einem in einer Ausnehmung dieser an
geordneten zumindest teilweise von einer Umhüllung umgebenen Abschaltorgan umfassend
einen über eine Feder vorzugsweise in Kohlebürstenlängsrichtung vorgespannten aus elektrisch
isolierendem Material bestehenden Stift wie Abschaltnippel sowie gegebenenfalls eine stromlei
tende Litze, wobei die Umhüllung in der Kohlebürste befestigt ist.
Insbesondere bei Kleinmaschinen wie Elektrowerkzeugen oder gewerblichen Hausgeräten ist es
erforderlich, mehrere Kohlebürstenbestückungen hintereinander ohne Kommutator-Nacharbeit
abzufahren. Damit die nach Ablauf der Erstbestückung folgenden Ersatzbestückungen
ausreichende Standzeiten erzielen, muss der Kommutator ausreichend rund und frei von
stärkeren Anfleckungen sein. Dies ist nur dann möglich, wenn die jeweiligen zum Einsatz
gelangenden Kohlebürsten bei Erreichen ihrer Verschleißgrenze nicht den Kommutator durch
zunehmendes Bürstenfeuer unzulässig stark aufrauhen bzw. unrund feuern. Es muss außerdem
vermieden werden, dass Litze bzw. der ein Stampfkontakt mit dem Kommutator in Berührung
gelangt, der andernfalls beschädigt werden würde.
Um dies zu erreichen, werden in den Kohlebürsten Abschaltvorrichtungen integriert. Die
Abschaltvorrichtungen bestehen dabei aus einem aus elektrisch isolierendem Material
bestehenden Stift oder Nippel, der mittels einer Schraubendruckfeder in Richtung der Lauf
fläche der Kohlebürste kraftbeaufschlagt ist. Die Schraubendruckfeder kann sich auf ein Trenn
plättchen abstützen, das in der Kohlebürste mittels Einstampfpulver oder mittels eines quer zu
der Abschaltvorrichtung verlaufenden Isolierstifts fixiert ist.
Erreicht die Kohlebürste ihre Verschleißgrenze, so ist der Abschaltnippel freigelegt mit der
Folge, dass dieser frei beweglich ist, also durch Abstützen auf den Kommutator die Kohlebürste
von diesem abhebt.
Aufgrund der erforderlichen hohen Vorspannung durch die Schraubendruckfeder muss das
Einstampfpulver bzw. der Isolierstift erhebliche Kräfte kompensieren, so dass beim Fixieren des
Abschaltorgans die Kohlebürste zerbrechen kann. Auch sind montagemäßig Nachteile gegeben,
da die Schraubenfeder vorgespannt werden muss.
Eine Kohlebürste mit Abschaltnippel ist z. B. der EP 0 512 234 A2 oder der DE 28 04 547 A1
zu entnehmen.
Unabhängig von dem Abschaltorgan kann bei der Kohlebürste Strom über eine Litze oder über
eine in Kohlebürstenrichtung des Kommutators kraftbeaufschlagendes Andruckelement wie
Andruckfeder geleitet werden.
Dem DE 74 04 456 U1 ist eine gattungsbildende Kohlebürste mit einem Abschaltorgan zu
entnehmen. Dieses umfasst ein Druckstück, das eine Kapsel durchsetzt. Um ein unkontrolliertes
Herausgleiten des Druckstückes zu vermeiden, ist eine Verengung in der Kapsel vorgesehen.
Zum ordnungsgemäßen Positionieren des Abschaltorgans muss die Kapsel mit dem Druckstück
derart in ein Sackloch der Kohlebürste eingebracht werden, dass eine in der Kapsel vorhandene
Feder über das Druckstück, das sich an der Kohlebürste abstützt, vorgespannt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, eine Kohlebürste der eingangs
genannten Art so weiterzubilden, dass das Abschaltorgan problemlos in der Kohlebürste
fixierbar ist, wobei die Feder eine gewünschte Vorspannung aufweisen kann, die während der
Montage durch gesonderte Werkzeuge nicht zu kompensieren ist. Auch soll sichergestellt sein,
dass die von der Feder hervorgerufenen Kräfte bei fixiertem Abschaltorgan keine unzulässigen
Kräfte auf die Kohlebürste ausüben. Auch soll eine montagemäßige Vereinfachung beim
Fixieren des Abschaltorgans in der Kohlebürste erfolgen.
Erfindungsgemäß wird das Problem dadurch gelöst, dass das Abschaltorgan mit vorgespannter
Feder von der aus elektrisch isolierendem Material bestehenden Umhüllung stiftseitig derart
umgeben ist, dass die Umhüllung Vorspannung der Feder aufnimmt.
Als Umhüllung kann auch eine Schrumpffolie benutzt werden.
Erfindungsgemäß wird das Abschaltorgan als konfektioniertes Bauteil mit vorgespanntem
Federelement wie Schraubendruckfeder der die Ausnehmung aufweisenden Kohlebürste
zugeführt, um in ersterer fixiert zu werden. Ein Einstampfen des konfektionierten Bauteils bzw.
ein Fixieren dessen Schraubenfeder durch ein Trennplättchen oder einen aus isolierendem
Material bestehenden Stift ist nicht erforderlich.
Um ein sicheres Abheben der Kohlebürste bei Erreichen deren Verschleißgrenze sicherzustel
len, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Umhüllung schaltnippelseitig
perforiert ist. Alternativ oder ergänzend kann die Umhüllung auch schaltnippelseitig eine
geringere Materialstärke als federseitig aufweisen.
Durch diese Maßnahmen ist sichergestellt, dass einerseits die Baueinheit Schaltnippel-Feder
derart als Einheit verwendbar ist, dass die Feder im erforderlichen Umfang gegenüber dem
Schaltnippel vorgespannt ist, ohne dass eine gesonderte Abstützung der Feder in der Kohle
bürste erforderlich ist. Gleichzeitig ist sichergestellt, dass dann, wenn die Schaltorganeinheit
durch Abnutzung der Kohlebürste freigelegt ist, der Schaltnippel die Umhüllung mit der Folge
durchsetzen kann, dass sich der Schaltnippel einerseits auf dem Kommutator abstützt und
andererseits die Feder die Kohlebürste von dem Kommutator abhebt.
Als besondere Vorteile der Erfindung sind hervorzuheben die einfache Montage, da ein
Montageautomat, der mit hohen Kosten verbunden ist, nicht erforderlich ist. Vielmehr genügt
eine einfache Bohrvorrichtung. Auch kann ein Einsetzen des konfektionierten Bauteils orts
unabhängig erfolgen. Die Fertigung kann ohne großen Aufwand vorgenommen bzw. verlagert
werden.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den
Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich/oder in Kombination -,
sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden
bevorzugten Ausführungsbeispiels.
In der einzigen Figur ist ein Ausschnitt einer Kohlebürste 10 dargestellt, die insbesondere für
Kleinmaschinen wie Elektrowerkzeuge oder Gartenpumpen oder Hausgeräte oder Wasch
maschinen-Motoren bestimmt ist, also für Motoren allgemein, bei denen eine Mehrfachbestüc
kung erfolgen soll, ohne dass jedoch hierdurch die erfindungsgemäße Lehre eingeschränkt
wird. Gleiches gilt in Bezug auf die prinzipiell dargestellte stromführende Litze 12, die in
einer Ausnehmung mittels Einstampfpulver 14 fixiert ist. Selbstverständlich gilt die erfin
dungsgemäße Lehre auch für Kohlebürsten, bei denen der Strom über eine nicht dargestellte
Andruckfeder geleitet wird, über die die Kohlebürste in Richtung eines Kommutators kraft
beaufschlagt wird, um an diesem anzuliegen.
Unabhängig von dem Einsatzgebiet der Kohlebürste 10 und dessen Stromführung ist jedoch
eine vorzugsweise entlang der Bürstenlängsachse 16 verlaufende Ausnehmung 18 vorgesehen,
in der ein Abschaltorgan 20 angeordnet ist. Das Abschaltorgan 20 umfasst ein aus elektrisch
isolierendem Material bestehenden Isolierstift oder Abschaltnippel 22, der in der Kohlebürste
10 unter Einwirkung einer stark vorgespannten Feder 24 wie Schraubendruckfeder steht.
Das Abschaltorgan 20 mit dem Abschaltnippel 22 und der Feder 24 ist erfindungsgemäß von
einer Umhüllung 26 umgeben. Die so gebildete Einheit ist in der Aussparung 18 durch z. B.
Klebstoff 28 fixiert. Die Vorspannung der Feder 24 wird von der Umhüllung 26 aufgenom
men, so dass eine Belastung der Kohlebürste 10 nicht erfolgt. Auch ist es nicht erforderlich,
dass das Abschaltorgan 20 in der Ausnehmung 18 eingestampft ist, wie dies nach dem Stand
der Technik der Fall ist.
Hat die Kohlebürste 10 ihre Verschleißgrenze erreicht, so ist der kommutatorseitige Bereich
des Schaltnipppels 22 sowohl von der Kohlebürste 10 als auch von der Umhüllung 26 freige
legt, so dass sich der Abschaltnippel 22 auf dem Kommutator auflegen kann. Gleichzeitig
kann sich die Vorspannung der Feder 24 mit der Folge abbauen, dass die Kohlebürste 10 von
dem Kommutator abgehoben wird. Ein Bürstenfeuer wird hierdurch unterbunden, so dass der
Kommutator durch Bürstenfeuer nicht aufgerauht bzw. unrund werden kann.
Die Umhüllung 26 besteht aus elektrisch isolierendem Material und kann quasi als Schrumpf
folie ausgebildet sein, in der das Abschaltorgan 20 mit dem Abschaltnippel 22 und vor
gespannter Feder 24 angeordnet ist. Die so gebildete Einheit kann in die Ausnehmung 18
eingesetzt und erwähntermaßen z. B. durch Klebstoff oder andere geeignete Maßnahmen fi
xiert werden.
Dadurch, dass das Abschaltorgan 22 im vorgespannten Zustand geliefert wird, erfolgt eine
Vereinfachung der Bestückung von Kohlebürsten, die selbstabschaltend ausgebildet werden
sollen.
Um ein sicheres Freigeben des Abschaltnippels 22 bei Erreichen der Verschleißgrenze der
Kohlebürste 10 sicherzustellen, kann die Umhüllung 26 im laufflächigen Bereich 30 z. B.
perforiert sein oder eine geringere Materialstärke als im Umfangsbereich bzw. im Bereich der
Feder 24 aufweisen.
Claims (7)
1. Kohlebürste (10) mit einem in einer Ausnehmung (18) dieser angeordneten zumindest
teilweise von einer Umhüllung umgebenen Abschaltorgan (20) umfassend einen über
eine Feder (24) vorzugsweise in Kohlebürstenlängsrichtung vorgespannten aus
elektrisch isolierendem Material bestehenden Stift wie Abschaltnippel (22) sowie
gegebenenfalls eine stromleitende Litze (12), wobei die Umhüllung (26) in der
Kohlebürste befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Abschaltorgan (20) mit vorgespannter Feder (24) von der aus elektrisch
isolierendem Material bestehenden Umhüllung (26) stiftseitig derart umgeben ist, dass
die Umhüllung die Vorspannung der Feder aufnimmt.
2. Kohlebürste nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Umhüllung (26) aus Kunststoff besteht.
3. Kohlebürste nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Umhüllung (26) in der Ausnehmung (18) der Kohlebürste eingeklebt ist.
4. Kohlebürste nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Abschaltorgan (20) von der Umhüllung (26) umschweißt ist.
5. Kohlebürste nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Umhüllung kohlebürstenlaufflächenseitig perforiert ist.
6. Kohlebürste nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Umhüllung (26) kohlebürstenlaufflächenseitig eine geringere Materialstärke
als federseitig aufweist.
7. Kohlebürste nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Abschaltorgan (20) in einer Folie eingeschrumpft ist.
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