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Stand der
Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Bürstenführungselement zum Führen einer
Bürste
für eine
elektrische Maschine.
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Elektrische
Maschinen, welche eine Bürste verwenden,
sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen
bekannt. Hierbei wird üblicherweise
eine Kohlebürste
in einem Bürstenhalter
gehalten. Hierbei übernimmt
ein Köcher
oder ein anderes separates Führungselement
die Führung der
Bürste.
Mittels eines Federelements wird eine Vorspannkraft auf die Kohlebürste ausgeübt. Weiterhin
umfassen bekannte Bürstenhalter üblicherweise eine
Bürstenhalter-Grundplatte,
an welcher das Bürstenführungselement
und ein Element zur Halterung des Federelements befestigt sind.
Dadurch besteht der Bürstenhalter
aus einer Vielzahl von Einzelteilen. Weiterhin ist für einen
Rechts- bzw. Linkslauf der elektrischen Maschine jeweils eine separate Bürstenhalter-Grundplatte erforderlich.
Aufgrund der Vielzahl von Einzelteilen ist die Herstellung und Montage
der bekannten Bürstenhalter
relativ aufwendig und teuer.
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Vorteile der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Bürstenführungselement
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den
Vorteil auf, dass die Bauteileanzahl reduziert werden und eine besonders
kompakte Bauweise erreicht werden kann.
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Dies
wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, dass am Bürstenführungselement
integral eine Halterung für
ein Federelement gebildet ist. Das an der Halterung angeordnete
Federelement spannt die im Bürstenführungselement
angeordnete Bürste der
elektrischen Maschine vor. Dadurch kann erfindungsgemäß ein Bürstenführungselement
bereitgestellt werden, welches als Baugruppe mit Bürste und Federelement
vormontiert werden kann. Dabei muss eine derartige Baugruppe nur
noch auf eine entsprechend gebildete Bürstenhalter-Grundplatte aufgesetzt
werden. Die Baugruppe kann dabei an der Grundplatte sowohl für einen
Linkslauf als auch einen Rechtslauf der elektrischen Maschine befestigt
werden. Die integrale Halterung kann dabei das Federelement vollständig oder
teilweise halten. Das Federelement ist als Rollfeder mit einem zylindrischen
Kontaktbereich und einem hakenförmigen
Haltebereich ausgebildet. Der zylindrische Kontaktbereich befindet
sich dabei mit der Bürste
in Kontakt. Die erfindungsgemäße Rollfeder
kann dabei leicht von außen montiert
werden und im Vergleich mit den im Stand der Technik verwendeten
herkömmlichen
Spiralfedern stellt die erfindungsgemäße Rollfeder positive Geräuscheigenschaften
bereit.
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Die
Unteransprüche
haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand.
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Besonders
bevorzugt umfasst die integrale Halterung am Bürstenführungskörper einen Abrollbereich, an
welchem der zylindrische Kontaktbereich der Rollfeder anliegt.
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Vorzugsweise
wird dieser Abrollbereich durch Einschneiden und teilweises Herausbiegen aus
dem Bürstenführungskörper gebildet.
Dabei kann der Abrollbereich zusätzlich
selbst noch federnde Eigenschaften aufweisen.
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Um
eine einfache und kostengünstige
Montage zwischen dem Bürstenführungskörper und
dem Federelement zu ermöglichen,
ist zur Befestigung des Federelements eine Rastverbindung ausgebildet.
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Weiter
bevorzugt sind am Bürstenführungskörper eine
Halterung für
zusätzliche
Bauteile einer elektrischen Maschine, z.B. eine Entstördrossel und/oder
eine Halterung für
einen Kondensator integral gebildet. Dadurch kann das Bürstenführungselement
zusätzliche
Aufnahmefunktionen für
weitere Bauteile erfüllen,
sodass im Idealfall der komplette Bürstenhalter entfallen kann
und das Bürstenführungselement
beispielsweise an einem Blechlagerbügel oder Lagerdeckel der elektrischen
Maschine befestigt werden kann.
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Um
eine einfache Befestigung des Bürstenführungselements
an einer Grundplatte des Bürstenhalters
zu ermöglichen,
sind vorzugsweise vorstehende Bereiche am Bürstenführungselement ausgebildet.
Die vorstehenden Bereiche können
beispielsweise durch Durchgangsöffnungen
in der Grundplatte hindurchgeführt
werden und anschließend
zur Befestigung und Fixierung des Bürstenführungselements umgebogen werden.
Auch ist eine Rastverbindung zwischen dem Bürstenführungselement und der Grundplatte
denkbar.
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Das
Bürstenführungselement
ist vorzugsweise aus Kunststoff oder aus Messing hergestellt. Bei einer
Herstellung aus Kunststoff können
dabei besonders große
Kostenvorteile erhalten werden.
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Das
erfindungsgemäße Bürstenführungselement
wird vorzugsweise in elektrischen Kleinmotoren für Komforteinrichtungen von
Fahrzeugen, wie z.B. elektrische Fensterheber, elektrische Schiebedächer, elektrisch
verstellbare Sitze usw., verwendet. Dabei gewährleistet insbesondere die
Verwendung der Rollfeder einen niedrigen Geräuschpegel während des Motorbetriebes, sodass
ein Fahrzeugbenutzer keine störenden
Verstellgeräusche
durch den Motor wahrnimmt.
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Zeichnung
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Nachfolgend
werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben. In der Zeichnung ist:
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1 eine
schematische perspektivische Ansicht eines Bürstenführungselements gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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2 eine
perspektivische Ansicht von zwei Bürstenführungselementen gemäß 1,
welche auf einer Bürstenhalter-Grundplatte
montiert sind,
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3 eine
perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Rollfeder im gespannten
Zustand,
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4 eine
Seitenansicht der erfindungsgemäßen Rollfeder
im ungespannten Zustand,
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5 eine
Teilansicht des Bürstenführungselements
mit eingebauter Rollfeder,
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6 eine
perspektivische Ansicht einer Bürstenhalter-Grundplatte,
welche sowohl für
einen Linkslauf als auch für
einen Rechtslauf der elektrischen Maschine geeignet ist, und
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7 eine
perspektivische Ansicht eines Bürstenführungselements
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 ein
Bürstenführungselement 1 gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Bürstenführungselements 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Das Bürstenführungselement 1 umfasst
einen Führungskörper 2 zur
Aufnahme einer nicht dargestellten Kohlebürste und eine Halterung für ein Federelement,
welches, wie in 1 gezeigt, als Abrollbereich 3 integral
am Führungskörper 2 gebildet
ist. Genauer ist der Abrollbereich durch einen teilweise eingeschnittenen
und vom Führungskörper 2 nach
außen
weg gebogenen Bereich gebildet. Der Abrollbereich 3 dient
als Anlagefläche
für das
Federelement. Das Federelement ist in den 1 und 2 nicht
dargestellt.
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Wie
aus 2 ersichtlich ist, ist das Bürstenführungselement 1 auf
einer Bürstenhalter-Grundplatte 4 befestigt.
Hierzu weist das Bürstenführungselement 1 mehrere
vorstehende Bereiche 6 auf, welche durch in der Grundplatte 4 gebildete
Durchgangsöffnungen 11 hindurch gesteckt
und umgebogen werden. In der Grundplatte 4 ist weiterhin
eine mittlere Öffnung 7 für einen
Anker (Kommutator) des elektrischen Motors ausgebildet.
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Ferner
ist an der Grundplatte 4 eine Halterung 5 gebildet,
welche im Wesentlichen zwei parallel zueinander angeordnete Wände 5a und 5b umfasst. Dadurch
wird der Haltebereich 10 der Rollfeder aufgenommen und
geführt.
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In
den 3 und 4 ist das Federelement im Detail
dargestellt. 3 zeigt dabei den gespannten
Einbauzustand und 4 den Ruhezustand. Bei dem in
den 3 und 4 gezeigten Federelement handelt
es sich um eine Rollfeder, welche einen zylindrischen Bereich 9 und
einen hakenförmigen
Haltebereich 10 aufweist. Hierbei liegt der zylindrische
Bereich 9 im montierten Zustand im Bürstenführungselement 1 an
der Innenseite des Abrollbereichs 3 an und wird mittels
des hakenförmigen
Haltebereichs 10 zwischen den beiden Wänden 5a und 5b befestigt, z.B.
eingerastet (vgl. 5). Mit anderen Worten wird
das Federelement 8 beim ersten Ausführungsbeispiel einerseits am
Abrollbereich 3 des Bürstenführungselements 1 geführt und
ausgelenkt und andererseits an den Wänden 5a und 5b,
welche Teil der Grundplatte 4 sind, fixiert und aufgenommen
(siehe 5). Die Wände 5a, 5b können dabei
integral mit der Grundplatte 4 gebildet sein. Es ist jedoch
auch möglich,
dass die gesamte Rollfeder am Bürstenführungselement
gehalten wird, wenn z.B. am Bürstenführungselement
ein Vorsprung zum Halten des hakenförmigen Haltebereichs 10 ausgebildet
ist und dadurch die Rollfeder einrasten kann.
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6 zeigt
eine andere Möglichkeit
einer Ausgestaltung einer Grundplatte 4. Hierbei ist an
der Grundplatte 4 noch integral ein Lagerbereich 14 für die Aufnahme
eines Lagers zur Führung
der Ankerwelle vorhanden. Weiterhin sind in der Grundplatte 4 von 5 Ausnehmungen
gebildet, in welchen Aufnahmeebenen 15 für die Bürstenführungselemente 1 gebildet
sind. An den Aufnahmeebenen 15 sind weiterhin Durchgangsöffnungen 11 ausgebildet,
um die vorstehenden Bereiche 6 des Bürstenführungselements 1 aufzunehmen
und somit das Bürstenführungselement 1 mit
der Grundplatte 4 zu verbinden.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 7 ein Bürstenführungselement 1 gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional
gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten
Ausführungsbeispiel
bezeichnet.
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Wie
im ersten Ausführungsbeispiel
umfasst das Bürstenführungselement 1 des
zweiten Ausführungsbeispiels
einen Abrollbereich 3, an welchem ein zylindrischer Bereich 9 des
Federelements 8 anliegt. Ferner ist in 6 eine
Kohlebürste 12 dargestellt, welche
im Führungskörper 2 eingeführt ist.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel
ist beim zweiten Ausführungsbeispiel
zusätzlich
eine Halterung 13 für
den hakenförmigen
Haltebereich 10 des Federelements 8 gebildet.
Genauer besteht die Halterung 13 aus einem bügelartigen,
integral mit dem Führungskörper 2 gebildeten
Bereich, welcher an der gleichen Seite wie der Abrollbereich 3 gebildet
ist (vgl. 7). Über den zylindrischen Bereich 9 des Federelements 8 kann
somit auf eine an der Kohlebürste 12 gebildete
Schräge
eine Federkraft ausgeübt
werden, sodass die Kohlebürste 12 in
Pfeilrichtung F vorgespannt wird. Dabei wird die Kohlebürste 12 im
Führungskörper 2 geführt. Somit
kann das Bürstenführungselement 1 als
separate Baugruppe vormontiert werden, da das Federelement 8 vollständig am
Führungskörper 2 fixiert
ist. Der feste Sitz und eine notwendige Abrollfläche für die Rollfeder 8 wird somit über das
Bürstenführungselement 1 sichergestellt.
Ferner ermöglicht
die Verwendung der Rollfeder eine Stabilisierung der Kohlenbürste, sodass
im Betrieb eine signifikant geringere Geräuschbelastung möglich ist.
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Ferner
sei angemerkt, dass durch Vorsehen verschiedener Befestigungsöffnungen
in der Grundplatte 4 eine einfache Befestigungsmöglichkeit
für verschiedene
Bürstenführungselemente
für rechts- oder
linkslaufende elektrische Maschinen bereitgestellt werden kann.
Weiterhin ermöglicht
die Verwendung einer Rollfeder als Federelement, dass die Bürstenführung nicht
nachträglich
verschlossen werden muss, wie es beispielsweise bei der Verwendung von
Schraubenfedern notwendig ist, um eine Anlagefläche für das der Kohlebürste entgegengesetzte Ende
der Schraubenfeder bereitzustellen.