DE102004029534A1

DE102004029534A1 - Hammerbürste für eine elektrische Maschine

Info

Publication number: DE102004029534A1
Application number: DE102004029534A
Authority: DE
Inventors: Robert Heitz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-06-18
Filing date: 2004-06-18
Publication date: 2006-01-05
Also published as: JP2008503195A; EP1761977B1; EP1761977A1; ATE376271T1; CN1969432A; ES2293586T3; US20080048518A1; DE502005001753D1; WO2005124946A1; PL1761977T3

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Hammerbürste (22) zur schwenkbaren Lagerung an einem Bürstenhalter (24) einer elektrischen Maschine (10) mit einer Blattfeder (36). Die Blattfeder (36) umfasst einen Befestigungsabschnitt (38) zur Verankerung an dem Bürstenhalter (24), einen sich an den Befestigungsabschnitt anschließenden Arm (40), an dem eine Kohlebürste (30) befestigt ist, und einen am Ende des Arms (40) zum Befestigungsabschnitt (38) hin abgewinkelten Abschnitt (44). Der Abschnitt (44) ist zu der von der Kohlebürste (30) abgewandten Seite des Arms (40) hin abgewinkelt und federnd ausgebildet.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Hammerbürste für eine elektrische Maschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Hammerbürste zur schwenkbaren Lagerung an einem Bürstenhalter der elektrischen Maschine hat in der Regel zwei Blattfedern, die einen Befestigungsabschnitt zur Verankerung an dem Bürstenhalter, einen sich an den Befestigungsabschnitt anschließenden Arm, an dem eine Kohlebürste befestigt ist, und einen am Ende des Arms zum Befestigungsabschnitt hin abgewinkelten Abschnitt umfassen. Um die geforderte Anpresskraft der Kohle zum Kommutator zu gewährleisten, ist eine Vorspannung der Hammerbürsten erforderlich. Bei der radialen Montage des Hammerbürstenhalters werden die vorgespannten Hammerbürsten mit den als Fügehilfen ausgebildeten Abschnitten, welche sich am Kommutator abstützen, aufgeweitet. Dabei ergibt sich eine hohe Knickbelastung für die Blattfedern der Hammerbürsten, besonders bei der ersten Berührung der Fügehilfe mit dem Kommutator.

Die Oberfläche des Kommutators kann dabei beschädigt werden.

Vorteile der Erfindung

Die Hammerbürste für eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Montage des Hammerbürstenhalters vereinfacht, die Positionierung der Kohle zum Kommutator verbessert und die Federkrafttoleranzen eingeengt wird. Hierzu ist eine Hammerbürste zur schwenkbaren Lagerung an einem Bürstenhalter einer elektrischen Maschine mit einer Blattfeder vorgesehen, wobei die Blattfeder einen Befestigungsabschnitt zur Verankerung an dem Bürstenhalter, einen sich an den Befestigungsabschnitt anschließenden Arm, an dem eine Kohlebürste befestigt ist, und einen am Ende des Arms zum Befestigungsabschnitt hin abgewinkelten federnden Abschnitt umfasst, wobei der Abschnitt zu der von der Kohlebürste abgewandten Seite des Arms hin abgewinkelt ist.

Vorzugsweise ist der federnde Abschnitt zumindest unter einem spitzen Winkel zum Arm abgewinkelt. Dadurch ergeben sich genauer definierte Federkräfte.

Für die Federkennlinie ist es vorteilhaft, wenn der Arm und der federnde Abschnitt über einen Bogen miteinander verbunden sind.

Dadurch, dass am Ende des federnden Abschnitts auf Höhe der Kohlebürste ein vom Arm weggewölbter, vorzugsweise bogenförmiger, Bereich ausgebildet ist, wird das Fügen der Hammerbürste in ein Bauteil vereinfacht.

Wenn entlang des Arms eine Versteifung vorhanden ist, die eine Sicke, umgebogene Kanten oder eine zusätzliche Platte ist, wird dadurch ein Kippen der Kohlen, was durch das Drehmoment aufgrund der Federkraft eingeleitet wird, verhindert.

Ein Bürstenhalter mit zwei auf dem Bürstenhalter angeordneten, von dem Bürstenhalter abstehenden Hammerbürsten, wobei die Kohlebürsten einander zugewandt sind und die federnden Abschnitte voneinander weg weisen, lässt sich leicht montieren. Wenn bei einem derartigen Bürstenhalter die Arme im nicht montierten Zustand im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. So ist die Auflagekraft auf einen Kommutator bei der Montage sehr gering und wird erst gegen Ende des Montagevorgangs aufgebracht.

Diese Montagevereinfachung wirkt sich auch auf eine elektrische Maschine mit mindestens einer derartigen Hammerbürste aus. Gleiches trifft auf eine elektrische Maschine mit einem derartigen Bürstenhalter zu, wobei der Bürstenhalter mit den Hammerbürsten voran in einer Ausnehmung angeordnet ist, wobei die Hammerbürsten an einem in der Ausnehmung angeordneten Kommutator anliegen und wobei die Ausnehmung zwei Seitenwände hat, an denen die federnden Abschnitte anliegen. Weiterhin lässt sich die Montage vereinfachen, wenn an den Seitenwänden Fügeschrägen für die federnden Abschnitte der Arme ausgebildet sind.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 einen Elektromotor im Längsschnitt,
2 eine Kommutierungsvorrichtung des Elektromotors gemäß der Schnittlinie II-II in 2 und 3 die Kommutierungsvorrichtung aus 2 in Montageposition.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In der 1 ist ein Elektromotor 10, wobei es sich auch um einen Generator handeln kann, vereinfacht in einem Längsschnitt dargestellt. Der Elektromotor 10 kann in einem Kraftfahrzeug beispielsweise in einem Sitzversteller, Fensterheber, Wischerantrieb, Gebläse etc. verwendet werden. Der Elektromotor 10 umfasst ein Gehäuse 12 und einen darin angeordneten Anker 14. Der Anker 14 weist eine Welle 16 und ein Ankerpaket 17 mit einer nicht näher dargestellten Ankerwicklung auf. Die Ankerwicklung ist über Drähte 18 mit einem Kommutator 20 verbunden. Der Kommutator 20 wird am Umfang von zwei Hammerbürsten 22 an zwei radial gegenüberliegenden Seiten beaufschlagt. Die Hammerbürsten 22 sind auf einem Bürstenhalter 24 angeordnet. Der Kommutator 20, die Hammerbürsten 22 und der Bürstenhalter 24 bilden eine Kommutierungsvorrichtung 26. Der Kommutator 20 und teilweise die Hammerbürsten 22 sind in einer Ausnehmung 28, die sich beispielsweise in einem Getriebegehäuse befinden kann, angeordnet.
In der 2 ist die Kommutierungsvorrichtung 26 in bezug auf den Längsschnitt der 1 in einer Seitenansicht von links dargestellt. Der Bürstenhalter 24, der vorzugsweise aus Kunststoff besteht, erstreckt sich im Wesentlichen parallel zur Welle 16, die in der 2 nicht näher dargestellt ist; jedoch kann er sich auch senkrecht zur Welle 16 erstrecken. Der Büstenhalter 24 kann auch als Leiterplatte ausgeführt sein. Der Bürstenhalter 24 ist mit den Hammerbürsten 22 voran in der Ausnehmung 28 angeordnet ist. Die Hammerbürsten 22 liegen mit Kohlebürsten 30 an dem in der Ausnehmung angeordneten Kommutator 20 an. Die Hammerbürsten 22 ihrerseits liegen an zwei zueinander parallelen Seitenwänden 32 der Ausnehmung 28 an. Die Seitenwände 32 haben an ihrem äußeren Rand jeweils einander zugewandte als Fügehilfen dienende Einführschrägen 34.
Die Hammerbürsten 22 zur schwenkbaren Lagerung an dem Bürstenhalter 24 umfassen jeweils eine Blattfeder 36. Jede Blattfeder 36 umfasst einen Befestigungsabschnitt 38, mit dem am Bürstenhalter 24 verankert ist. Über den Befestigungsabschnitt 38 oder zusätzliche Litzen erfolgt die Stromversorgung der Hammerbürste 22. An den Befestigungsabschnitt 38 schließt sich ein Arm 40 in Form einer Blattfeder an. An dem Arm 40 ist auch die Kohlebürste 30 befestigt.
Vorzugsweise über einen Bogen 42 mit ein 1 bis 3 Millimeter Radius schließt sich an den Arm 40 an dessen Ende ein zum Befestigungsabschnitt 38 bzw. zum Bürstenhalter 24 hin bzw. in dessen Richtung abgewinkelter federnder Abschnitt 44. Der abgewinkelte Abschnitt 44 ist im nicht montierten Zustand (3) unter einem spitzen Winkel von 5 bis 25° zum Arm 40 abgewinkelt. Der federnde Abschnitt 44 ist zu der von der Kohlebürste 30 abgewandten Seite des Arms 40 hin abgewinkelt. Am Ende des abgewinkelten Abschnitts 44 ungefähr auf Höhe der Kohlebürste 30 ist ein vom Arm 40 weggewölbter, vorzugsweise bogenförmiger, Bereich 46 ausgebildet. Der Bereich 46 entspricht im Wesentlichen einem Halbkreis.
Entlang des Arms 40 ist zwischen dem Befestigungsabschnitt 38 und dem Bogen 42 eine Versteifung 48 vorhanden. Die Versteifung 48 kann als Sicke ausgebildet sein oder als die beiden Seitenkante entlang des Arms 40 können abgewinkelt sein. Auch kann eine Platte beispielsweise angeschweißt sein.
Wie aus der 3 hervorgeht, sind die Arme 40 zumindest im nicht montierten Zustand im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Die Kohlebürsten 30 sind dabei einander zugewandt und die federnden Abschnitte 44 weisen voneinander weg. Die Arme 40 dienen der Vorpositionierung der Kohlebürsten 30. Beim Einfügen des Bürstenhalters 24 bzw. der Hammerbürsten 22 werden zunächst die abgewinkelten Abschnitte 44 mittels der mit den Einführschrägen 34 in Kontakt kommenden bogenförmige Bereiche 46 zusammengedrückt und gespannt. Dies kann so erfolgen, dass die Kohlebürsten 30 nur radial an den Kommutator 20 gedrückt werden ohne an diesem tangential entlang zu schleifen. Dadurch wird die Oberfläche nicht zerkratzt. Es kann jedoch zulässig sein, dass die Kohlebürsten 30 doch etwas an der Oberfläche des Kommutators 20 entlang schleifen. Die Arme 40 werden lediglich um den Positionsversatz zwischen dem Kommutator 20 und Bürstenhalter 24 geschwenkt, weshalb die Versteifungen vorgesehen werden können, die ein störendes Kippen der Kohlebürsten 30, was durch das Drehmoment aufgrund der Federkraft eingeleitet werden kann, so gut verhindern
Die Hammerbürsten 22 können auch in der Ausnehmung 28 selbst angeordnet werden. Die Fügeschrägen 34 sind dann im Gegenstück, beispielsweise einem Kunststoffträger oder Getriebedeckel, angeordnet.

Claims

Hammerbürste (22) zur schwenkbaren Lagerung an einem Bürstenhalter (24) einer elektrischen Maschine (10) mit einer Blattfeder (36), wobei die Blattfeder (36) umfasst – einen Befestigungsabschnitt (38) zur Verankerung an dem Bürstenhalter (24), – einen sich an den Befestigungsabschnitt (38) anschließenden Arm (40), an dem eine Kohlebürste (30) befestigt ist, – und einen am Ende des Arms (40) zum Befestigungsabschnitt (38) hin abgewinkelten Abschnitt (44), dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (44) zu der von der Kohlebürste (30) abgewandten Seite des Arms (40) hin abgewinkelt ist und federnd ausgebildet ist.
Hammerbürste (22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der federnde Abschnitt (44) zumindest unter einem spitzen Winkel zum Arm (40) abgewinkelt ist.
Hammerbürste (22) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (40) und der federnde Abschnitt (44) über einen Bogen (42) miteinander verbunden sind.
Hammerbürste (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des federnden Abschnitts (44) auf Höhe der Kohlebürste (30) ein vom Arm (40) weggewölbter, vorzugsweise bogenförmiger, Bereich (46) ausgebildet ist.
Hammerbürste (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Arms (40) eine Versteifung (48) in Form einer Sicke, umgeklappter Seitenkanten oder einer zusätzliche Platte vorhanden ist.
Bürstenhalter (24) mit mindestens zwei auf dem Bürstenhalter (24) angeordneten, von dem Bürstenhalter (24) abstehenden Hammerbürsten (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kohlebürsten (30) einander zugewandt sind und die federnden Abschnitte (44) voneinander weg weisen.
Bürstenhalter (24) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme () zumindest im nicht montierten Zustand im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
Elektrische Maschine (10) mit mindestens einer Hammerbürste (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Elektrische Maschine (10) mit einem Bürstenhalter (24) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bürstenhalter (24) mit den Hammerbürsten (22) voran in einer Ausnehmung (28) angeordnet ist, wobei die Hammerbürsten (22) an einem in der Ausnehmung (28) angeordneten Kommutator (20) anliegen, und dass die Ausnehmung (28) zwei Seitenwände (32) hat, an denen die federnden Abschnitte (44) anliegen.
Elektrische Maschine (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an den Seitenwänden (32) Fügeschrägen (34) für die Hammerbürsten (22) ausgebildet sind.