DE102008040112A1 - Brush i.e. carbon brush, holder for commutator of electrical machine, has mechanically oscillating damping stabilization element e.g. reinforcement support, arranged on rear side for dampening oscillations of plate - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Bürstenplatte für mindestens eine Bürste eines Kommutators einer elektrischen Maschine.The The invention relates to a brush plate for at least a brush a commutator of an electric machine.
Stand der TechnikState of the art
Elektrische Maschinen benötigen, wenn sie mit Gleichstrom betrieben werden, einen Kommutator. Bei mechanisch kommutierten elektrischen Maschinen finden zur Stromzuführung zum Kommutator Bürsten Anwendung. Diese Bürsten werden in Bürstenführungen dergestalt geführt, dass die Bürsten in einer zum Kommutator im Wesentlichen radialen Richtung verlaufen, und wobei die Bürstenführungen von Bürstenplatten oder einer Bürstenplatte gehalten werden. Insbesondere sind Ausführungsformen bekannt, in denen eine Bürstenplatte die Bürstenführungen für alle Bürsten der elektrischen Maschine aufweist und hält. Insbesondere in Startern für Verbrennungsmotoren finden derartige Ausführungen Anwendung. Bei derartigen Startern kommen in der Regel zwei Bürstenpaare zum Einsatz. Die Bürstenplatte ist anfällig für eigen- und/oder fremdangeregte Schwingungen, wie sie beispielsweise durch eine Unwucht des Starterankers, eine Unrundheit oder durch den Verbrennungsmotor induziert auftreten können. Derartige Schwingungen wirken sich auf die Bürstenführungen/Bürstenköcher sowie auf Andruckfedern aus, die die Kohlen/Bürsten an den Kommutator drücken und letztlich auf die Bürsten selbst. In ungünstigen Fällen führen derartige Schwingungen zu einer geringeren Bürstenanpresskraft auf den Kommutator, wodurch sich der Gesamtwiderstand der Anordnung in unerwünschter Weise erhöht und ein erheblicher Temperaturanstieg, insbesondere durch den erhöhten Widerstand, aber auch durch kurzfristige Funkenbildung. Im Stand der Technik ist es deshalb bekannt, die Bürstenandruckfedern stärker auszubilden und die Anpresskraft der Bürsten auf den Kommutator zu erhöhen. Hierdurch lassen sich die erwähnten Schwingungen aber nicht verhindern; sie verlagern sich vielmehr in andere Bereiche. In Sehr ungünstigen Fällen können die Bürsten unter Schwingungsbeaufschlagung auch ganz vom Kommutator abheben, was zu einem Verschmieren (Verbrennen oder Patinieren) der Kommutatoroberfläche führt und wiederum eine starke Erhöhung der Temperatur mit sich bringt. Diese partielle Erhöhung der Temperatur sowie das Abreißen der Bürstenauflage führen zu einem deutlich höheren Bürstenverschleiß.electrical Need machines, when operated with DC, a commutator. at mechanically commutated electrical machines find the power supply to Commutator brushes Application. These brushes be in brush guides guided in this way, that the brushes in a direction substantially radial to the commutator, and wherein the brush guides of brush plates or a brush plate being held. In particular, embodiments are known in which a brush plate the brush guides for all to brush the electric machine has and holds. Especially in starters for internal combustion engines find such designs application. In such starters usually come two pairs of brushes for use. The brush plate is vulnerable for own and / or exogenous vibrations, such as those caused by an unbalance of the starter anchor, a runout or by the internal combustion engine can occur induced. Such vibrations affect the brush guides / brush holder and on pressure springs out, which the coals / brushes press on the commutator and finally on the brushes yourself. In unfavorable make to lead such vibrations lead to a lower brush contact force on the commutator, whereby the total resistance of the arrangement in undesirable Way increased and a significant increase in temperature, in particular due to the increased resistance, but also by short-term sparking. In the prior art It is therefore known, the Bürstenandruckfedern stronger form and the contact pressure of the brushes on the commutator increase. This can be the mentioned But do not prevent vibrations; they rather shift in other areas. In very unfavorable make can the brushes under oscillation also stand out completely from the commutator, resulting in smearing (burning or patina) of the commutator surface and again a big increase the temperature brings. This partial increase in temperature as well as the tearing off the brush pad lead to a much higher one Brush wear.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bürstenplatte für mindestens eine Bürste eines Kommutators einer elektrischen Maschine bereitzustellen, die die beschriebenen Probleme beseitigt und eine auch in ungünstigen Fällen sichere Bürstenauflage am Kommutator gewährleistet.task The invention is a brush plate for at least a brush to provide a commutator of an electric machine, the eliminated the problems described and also in unfavorable make safe brush pad ensured at the commutator.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Hierzu wird eine Bürstenplatte für mindestens eine Bürste eines Kommutators einer elektrischen Maschine vorgeschlagen, die mindestens ein mechanische Schwingungen dämpfendes Stabilisierungselement aufweist. Die Bürstenplatte wird demzufolge mit dem Stabilisierungselement versehen, das in die Bürstenplatte eingetragene mechanische Impulse oder Schwingungen in einer solchen Weise bedämpft, dass es zu unerwünschten Schwingungen der Bürstenplatte selbst oder zu einer unerwünschten Schwingungsübertragung auf die Bürsten nicht kommt. Unter Bürsten werden hier alle relevanten Ausführungsformen von Kohlebürsten, Kohle etc. verstanden.For this becomes a brush plate for at least a brush a commutator of an electric machine proposed that at least one mechanical vibration damping stabilizing element having. The brush plate is therefore provided with the stabilizing element, which in the brush plate registered mechanical impulses or vibrations in such Way steamed, that it is too unwanted Vibrations of the brush plate yourself or to an undesirable vibration transmission on the brushes does not come. Under brushes Here are all relevant embodiments of carbon brushes, Coal etc. understood.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Stabilisierungselement eine Versteifungsverformung der Bürstenplatte ist. Das Stabilisierungselement wird demzufolge als eine Verformung der Bürstenplatte ausgebildet, die eine Versteifung der Bürstenplatte bewirkt. Durch die Verformung wird die dreidimensionale Ausbildung der Bürstenplatte in einer solchen Art und Weise verändert, dass die versteifende Wirkung auftritt.In an embodiment it is provided that the stabilizing element a stiffening deformation the brush plate is. The stabilizing element is therefore considered as a deformation of the brush plate formed, which causes a stiffening of the brush plate. By the deformation becomes the three-dimensional design of the brush plate changed in such a way that the stiffening Effect occurs.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Versteifungsverformung eine Randverformung, insbesondere eine Randumbördelung. Es ist nicht nur möglich, Versteifungsverformungen im Bereich der Bürstenplatte selbst, also im Wesentlichen in ihrem flächigen Bereich, anzuordnen, sondern insbesondere auch als Randverformung. Als Randverformung kommt hierbei beispielsweise ein Aufbiegen eines Rand- beziehungsweise Außenumfangsbereiches der Bürstenplatte in Betracht, so dass dieses zumindest teilweise im Wesentlichen quer zur ebenen Erstreckung der Bürstenplatte steht. Besonders bevorzugt ist die Randverformung eine Randumbördelung, also ein Umschlagen eines Randbereiches, bevorzugt ein durchgehendes Umschlagen. Auf diese Weise wird im Randbereich eine sehr deutliche Steifigkeitssteigerung der Bürstenplatte erreicht, die die Anfälligkeit für Schwingungen, insbesondere für Eigenschwingungen, drastisch reduziert.In a further embodiment the stiffening deformation is an edge deformation, in particular a marginal edging. It is not only possible Stiffening deformations in the area of the brush plate itself, ie in the Essentially in their flat Area to arrange, but in particular as edge deformation. As edge deformation, for example, a bending of an edge or outer peripheral region of the brush plate in consideration, so this at least in part essentially is transverse to the planar extension of the brush plate. Especially Preferably, the edge deformation is a Randanzördelung, so a turnover a border area, preferably a continuous turnover. On This way, in the border area a very significant increase in stiffness the brush plate reaches the susceptibility for vibrations, especially for Natural vibrations, drastically reduced.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Stabilisierungselement eine Versteifungsausprägung, insbesondere eine Versteifungssicke. Eine Versteifungsausprägung ist hierbei eine Ausprägung im Bereich der Bürstenplatte, insbesondere innerhalb von deren flächiger Ausbildung, wobei die Versteifungsausprägung über eine Grundebene der Bürstenplatte hinausgeht. Die Versteifungsausprägung ist von einer Seite als Ausprägung, von der anderen Seite als Einprägung zu betrachten. Es ist hierbei möglich, dass die Ausprägung an einer oder an zwei Seiten nicht mehr mit der Bürstenplatte in Kontakt steht, also beispielsweise im Prägestanzverfahren aus einem Grundkörper der Bürstenplatte herausgedrückt wird und sich über deren Grundebene erhebt. Wesentlich hierbei ist, dass sich eine Änderung der mechanischen Struktur ergibt, die zu einer Versteifung der Bürstenplatte führt. Es ist hierzu möglich, die Versteifungsausprägung über weite Bereiche der Bürstenplatte verteilt anzuordnen, abhängig davon, in welchen Bereichen die Steifigkeitsverbesserung erwünscht ist. Die Versteifungsausprägung kann auch als Versteifungssicke ausgebildet sein, also als eine insbesondere im Prägeverfahren hergestellte Ein- oder Ausbuchtung über die Grundebene der Bürstenplatte hinaus, die aber insgesamt allseitig mit der Bürstenplatte verbunden bleibt und hierbei eine beispielsweise längliche Formgebung aufweist. Insbesondere werden auf diese Weise Partialschwingungen der Bürstenplatte im Bereich der Versteifungssicke wirksam unterdrückt.In a further embodiment, the stabilizing element is a stiffening characteristic, in particular a stiffening bead. In this case, a stiffening characteristic is an expression in the area of the brush plate, in particular within its planar configuration, wherein the stiffening characteristic extends beyond a ground plane of the brush plate. The stiffening characteristic is to be regarded as an expression from one side, as an impression from the other side. It is possible in this case that the expression on one or two sides is no longer in contact with the brush plate, that is, for example, in the stamping process from egg nem body of the brush plate is pushed out and rises above the ground plane. It is essential here that a change of the mechanical structure results, which leads to a stiffening of the brush plate. It is possible for this purpose to arrange the stiffening expression distributed over wide areas of the brush plate, depending on the areas in which the improvement in stiffness is desired. The stiffening expression can also be formed as a stiffening bead, that is, as an indentation or bulge made in the embossing process beyond the ground plane of the brush plate, but remains connected on all sides with the brush plate and in this case has an elongated shape, for example. In particular, partial vibrations of the brush plate in the region of the stiffening bead are effectively suppressed in this way.
Weiter kann vorgesehen sein, dass das Stabilisierungselement mindestens eine Versteifungsabstützung für die Anlage an einem Bauteil der elektrischen Maschine ist. Eine Stabilisierung, insbesondere eine Versteifung der Bürstenplatte, ist auch durch eine solche Versteifungsabstützung zu erreichen. Dies erfolgt durch die Abstützung der im Stand der Technik freitragenden Bürstenplatte an einem Bauteil der elektrischen Maschine durch eine Anlage mittels der Versteifungsabstützung. Bereiche der Bürstenplatte, in denen die Versteifungsabstützung ausgebildet ist, können dadurch nicht mehr schwingen, weil sie zur Ausführung einer Schwingung keinen beidseitigen Raum um ihre Ruhelage/Nullposition haben. Durch die Versteifungsabstützung und deren Anlage an einem Bauteil der elektrischen Maschine wird verhindert, dass die Bürstenplatte in diesem Bereich in Schwingung gerät.Further can be provided that the stabilizing element at least a stiffening support for the Attachment to a component of the electrical machine is. A stabilization, in particular a stiffening of the brush plate, is also by a such stiffening support to reach. This is done by the support of the prior art self-supporting brush plate on a component of the electrical machine by a system by means of Stiffening support. Areas of the brush plate, in which the stiffening support is trained, can do not swing anymore, because they do not have to vibrate two-sided space around their rest position / zero position. By the stiffening support and their attachment to a component of the electric machine is prevents the brush plate vibrates in this area.
Die Versteifungsabstützung ist in einer Ausführungsform ein Vorsprung, insbesondere eine Nase, der Bürstenplatte. Die Bürstenplatte ist demzufolge in diesem Bereich nicht eben ausgebildet, sondern weist den Vorsprung, insbesondere nämlich die Nase, auf, der die Anlage an dem Bauteil der elektrischen Maschine bewirkt. Weitere, insbesondere separate Bauteile, sind zur Bewirkung der Anlage nicht erforderlich, da die Versteifungsabstützung bevorzugt einstückig mit der Bürstenplatte ausgebildet oder in diese integriert ist.The stiffening support is in one embodiment a projection, in particular a nose, the brush plate. The brush plate is therefore not flat in this area, but has the projection, in particular namely the nose, on which the Plant on the component of the electric machine causes. Further, especially separate components, are not necessary to effect the system, because the stiffening support preferably in one piece with the brush plate trained or integrated into this.
Weiter wird eine elektrische Maschine mit einem Kommutator vorgeschlagen, die eine Bürstenplatte für mindestens eine Bürste aufweist. Hierbei ist vorgesehen, dass die Bürstenplatte mindestens ein mechanische Schwingungen dämpfendes Stabilisierungselement aufweist. Durch das Stabilisierungselement wird die Schwingung der Bürstenplatte vermieden oder zumindest stark bedampft, so dass die einleitend beschriebenen, unerwünschten Erscheinungen nicht oder nur in sehr vermindertem Umfang auftreten. Hierdurch lässt sich die Dauerbetriebssicherheit und Standzeit der Maschine sehr deutlich erhöhen.Further an electric machine with a commutator is proposed, the one brush plate for at least a brush having. It is provided that the brush plate at least one mechanical Vibration damping Having stabilizing element. By the stabilizing element becomes the vibration of the brush plate avoided or at least heavily steamed, so the introductory described, undesirable Phenomena do not occur or occur only to a very limited extent. This leaves the continuous operational safety and service life of the machine are very high increase significantly.
Weiter wird eine elektrische Maschine vorgeschlagen, bei der das Stabilisierungselement eine Versteifungsverformung, eine Randverformung, insbesondere Randumbördelung, eine Versteifungsausbildung, insbesondere Versteifungssicke, und/oder mindestens eine Versteifungsabstützung ist. Mittels dieser bereits vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des Stabilisierungselements lässt sich wirksam eine unerwünschte Schwingung der Bürstenplatte der elektrischen Maschine vermeiden und so die Lebensdauer und Betriebssicherheit der elektrischen Maschine sehr günstig beeinflussen.Further an electric machine is proposed in which the stabilizing element a stiffening deformation, edge deformation, in particular edge curling, a stiffening formation, in particular stiffening bead, and / or at least a stiffening support is. By means of these embodiments already described above of the stabilizing element leaves effectively an undesirable Vibration of the brush plate avoid the electrical machine and so the life and operational safety the electric machine very cheap influence.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Versteifungsabstützung an einem Lagerdeckel der elektrischen Maschine, insbesondere einem Kommutatorlagerdeckel der elektrischen Maschine, anliegt. Durch eine solche Anlage am Kommutatorlagerdeckel lässt sich, ohne weiteren Bauraum zu beanspruchen, eine sehr gute Stabilisierung der Bürstenplatte erreichen. Insbesondere ist auch in der laufenden Serienfertigung durch eine einfache Änderung der Bürstenplatte, nämlich durch Anbringung oder Vorsehung der Versteifungsabstützung, der erfindungsgemäße Vorteil erreichbar.In a preferred embodiment is provided that the stiffening support on a bearing cap the electrical machine, in particular a Kommutatorlagerdeckel the electric machine, is applied. By such a plant on Commutator bearing cover leaves a very good stabilization without stressing further space the brush plate to reach. In particular, is also in the current series production by a simple change the brush plate, namely by attachment or provision of the stiffening support, the inventive advantage reachable.
Größerer Konstruktionsänderungen sowie Änderungen im Herstellungsverfahren und Verfahrensablauf bedarf es hierzu nicht. Auch ist es hierbei möglich, die Versteifungsabstützung beispielsweise als Nachrüstlösung im Servicefall bereitzustellen.Bigger design changes as well as changes In the production process and procedure, this is not necessary. It is also possible the stiffening support for example as a retrofit solution in Service case to provide.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus Kombinationen derselben.Further advantageous embodiments emerge from the dependent claims and combinations thereof.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ohne aber hierauf beschränkt zu sein.The Invention will be described in more detail below with reference to exemplary embodiments, but not limited to this to be.
Es zeigen:It demonstrate:
Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) the invention
Claims (9)
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DE200810040112 DE102008040112A1 (en) | 2008-07-03 | 2008-07-03 | Brush i.e. carbon brush, holder for commutator of electrical machine, has mechanically oscillating damping stabilization element e.g. reinforcement support, arranged on rear side for dampening oscillations of plate |
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ID=41396840
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