DE102014219266A1

DE102014219266A1 - Rückhaltevorrichtung für einen Gleitkontakt einer elektrischen Maschine sowie Verfahren zum Lösen einer Rückhaltevorrichtung

Info

Publication number: DE102014219266A1
Application number: DE102014219266.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Kutzner
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2016-03-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rückhaltevorrichtung (1) für einen Gleitkontakt (2) einer mechanisch kommutierten elektrischen Maschine während einer Paarungsphase des Läufers mit dem Stator und/oder einem Tragteil (5) des Stators, welche sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, dass die Rückhaltevorrichtung (1) als Haltedraht (7) ausgebildet ist, welcher mittels wenigstens eines an dem Stator und/oder dem Tragteil (5) angeordneten Halteteils (6) eine Arretierung des Gleitkontakts (2) bewirkt und der Haltedraht (7) mit einem Strom beaufschlagt wird, in der Weise, das der Haltedraht (7) aufgeschmolzen und die Rückhaltevorrichtung (1) gelöst wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Lösen einer Rückhaltevorrichtung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rückhaltevorrichtung für einen Gleitkontakt gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Lösen einer Rückhaltevorrichtung gemäß Oberbegriff von Anspruch 6.
In an sich bekannter Weise finden Gleitkontakte (auch Kohlebürsten genannt) in mechanisch kommutierten elektrischen Maschinen Anwendung, um den elektrischen Kontakt zum Läufer der Maschine herzustellen. Diese sind in einem an einem feststehenden Tragteil (Bürstenplatte) der Maschine angeordneten Führungsschacht eingebracht und werden zur Realisierung einer im Wesentlichen gleich bleibenden Anpresskraft mittels eines Federelements an den Kommutator des Läufers angedrückt, wodurch auch der Verschleiß der Gleitkontakte kompensiert wird.
Während der Herstellung einer solchen elektrischen Maschine sind Rückhaltemaßnahmen für die Gleitkontakte erforderlich, um den Läufer in den Stator einbringen zu können. Hierbei wird häufig ein Rückhalteblech verwendet, welches während des Zusammenbaus von Läufer und Stator zugänglich und entfernbar sein muss. Damit diese auf dem Kommutator aufliegen, werden die Gleitkontakte durch Entfernen des Rückhalteblechs anschließend entriegelt, wie beispielsweise in der DE 1 613 033 beschrieben. Die notwendige Zugänglichkeit zu dem Rückhalteblech begrenzt jedoch die Positionierbarkeit der Führungsschächte und Gleitkontakte in solchen elektrischen Maschinen.
In der EP 1 469 566 A2 ist ein artverwandtes Rückhalteelement für Kohlebürsten eines Kommutatormotors beschrieben, welches als dünne und elastische Kreisringscheibe mit am Umfang radial gerichteten und gegen deren Ebene abgewinkelt ausgebildeten, federnden Zungenlappen gestaltet ist und durch welches die Zugänglichkeit zu dem Rückhalteelement im Anschluss an die Paarungsphase überwunden wird. Mittels der Zungenlappen werden die Kohlebürsten in einer Montageanfangsstellung zurückgehalten. Der Läufer nimmt das Rückhalteelement während der Paarungsphase axial mit, wobei die Zungenlappen entriegelnd weggezogen werden und so die Kohlebürsten zur Anlage am Kommutator freigeben.
Die EP 1 940 010 A1 beschreibt einen Kommutatormotor, bei welchem das Problem der Zugänglichkeit mittels einer Montagevorrichtung gelöst wird, die in Umfangsrichtung des Kommutators drehbar an einem Bürstenträger befestigt ist, wobei die Montagevorrichtung die Bürsten vor dem Einbringen des Läufers zurückhält. Nach dem Einbringen ist die Montagevorrichtung derart drehbar, dass die Bürsten zum Anpressen durch Andruckmittel an den Kommutator freigegeben werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein alternatives Mittel bereitzustellen, mit welchem der beschränkenden Umstand der Zugänglichkeit einer Rückhaltevorrichtung für Gleitkontakte einer mechanisch kommutierten elektrischen Maschine sowie die eingeschränkte Positionierbarkeit der Gleitkontakte als solche überwunden werden kann und welches zudem möglichst preiswert zu realisieren ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Rückhaltevorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 6 gelöst.
Die Erfindung beschreibt eine Rückhaltevorrichtung für einen Gleitkontakt einer mechanisch kommutierten elektrischen Maschine während einer Paarungsphase des Läufers mit dem Stator und/oder einem Tragteil des Stators, welche sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, dass die Rückhaltevorrichtung als Haltedraht ausgebildet ist, welcher mittels wenigstens eines an dem Stator und/oder dem Tragteil angeordneten Halteteils eine Arretierung des Gleitkontakts bewirkt und der Haltedraht mit einem Strom beaufschlagt wird, in der Weise, das der Haltedraht aufgeschmolzen und die Rückhaltevorrichtung gelöst wird.
In vorteilhafter Weise wird durch die Erfindung ein preisgünstiges und alternatives Mittel bereitgestellt, mit welchem der beschränkende Umstand der Zugänglichkeit einer Rückhaltevorrichtung für Gleitkontakte einer mechanisch kommutierten elektrischen Maschine sowie die eingeschränkte Positionierbarkeit der Gleitkontakte als solche überwunden werden kann. Somit können die Gleitkontakte auch an nach der Paarungsphase von Stator und Läufer unzugänglichen Positionen vorgesehen werden.
Der Haltedraht ist erfindungsgemäß bevorzugt in der Weise elektrisch angebunden, dass der Strom durch den Haltedraht mittels zumindest eines die elektrische Maschine einfassenden Gehäuses und wenigstens eines Betriebsstromleiters eingebracht werden kann. Der oder die Betriebsstromleiter sind in an sich bekannter Weise mit den Gleitkontakten elektrisch verbunden und übertragen mittels der Gleitkontakte den Betriebsstrom an die Läuferwicklungen. Somit ist ein Lösen der Rückhaltevorrichtung nach der Paarungsphasen möglich, wenn der Stator durch ein Gehäuse umgeben ist, welches beispielsweise eine an einem Ende geschlossene zylinderförmige Konstruktion aufweist, wobei die Gleitkontakte an diesem geschlossenen Ende vorgesehen sind. Somit kann auch ein Transportschutz der Gleitkontakte nach dem Zusammenfügen realisiert werden und das Lösen der Rückhaltevorrichtung unabhängig vom eigentlichen Fertigungsvorgang des Zusammenfügens, z.B. nach einer Transportphase, erfolgen.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform ist der Haltedraht zum Aufnehmen einer durch ein elastisches Element zum Andrücken des Gleitkontakts an den Kommutator erzeugten Kraft ausgebildet.
Vorzugsweise ist der Haltedraht zur mechanischen Befestigung auf einer dem Gleitkontakt zugewandte Seite in den Gleitkontakt eingebettet. Dadurch werden zweckmäßigerweise eine mechanische Befestigung sowie eine elektrische Anbindung des Haltedrahts an den Betriebsstromleiter erzielt.
Der Haltedraht besteht bevorzugt vorwiegend aus Kupfer, insbesondere Elektrolytkupfer. Bevorzugt könnten auch alternative elektrisch leitfähige Materialien und/oder Materialverbindungen für den Haltedraht zur Anwendung kommen, wie insbesondere Aluminium oder Eisenmetalle.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Lösen einer Rückhaltevorrichtung für einen Gleitkontakt einer mechanisch kommutierten elektrischen Maschine im Anschluss an eine Paarungsphase des Läufers mit dem Stator und/oder einem Tragteil des Stators, welche sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, dass ein den Gleitkontakt arretierender Haltedraht mittels eines in dem Haltedraht hervorgerufenen Stromflusses aufgeschmolzen wird. Der Stromfluss durch den Haltedraht wird bevorzugt durch Anlegen einer Spannung zwischen wenigstens einem Gehäuse oder dem Stator und einem Betriebsstromleiter der elektrischen Maschine hervorgerufen.
Die Erfindung findet bevorzugt Verwendung für eine elektrische Maschine zur Verwendung in einem elektrohydraulischen oder elektropneumatischen Steuergerät eines Kraftfahrzeugbremssystems.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand von 1.
Es zeigt:
1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Rückhaltevorrichtung für Gleitkontakte einer mechanisch kommutierten elektrischen Maschine.
Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Rückhaltevorrichtung 1 vor dem Zusammenfügen von Läufer und Stator einer elektrischen Maschine, wobei Tragteil 6 dem Stator zugeordnet ist. In an sich bekannter Weise wird Gleitkontakt 2 dabei mittels des mit Tragteil 6 verbundenen Führungsschachts 4 geführt und, nach dem Zusammenfügen von Läufer und Stator, unter Verwendung von Feder 3 an den Kommutator (nicht dargestellt) angedrückt, wobei zur Übertragung des Betriebsstroms Leiter 8 vorgesehen ist. Zur Ausbildung der eigentlichen Rückhaltevorrichtung ist Gleitkontakt 2 mittels Haltedraht 7 mit Halteteil 6 mechanisch verbunden, wodurch Gleitkontakt 2 während des Zusammenfügens von Läufer und Stator in einer Rückhalteposition verbleibt. Der aus einem leitfähigen Werkstoff, bevorzugt Elektrolytkupfer, gefertigte Haltedraht 7 kann dabei beispielsweise während der Herstellung von Gleitkontakt 2 in diesen eingefügt werden, wie es in an sich bekannter Weise für den Betriebsstromleiter 8 erfolgt, und ist so auszulegen, dass dieser die durch Feder 3 hervorgerufene Kraft im Rückhaltezustand aufzunehmen im Stande ist. Um eine möglichst geringe jedoch zur Aufnahme der durch Feder 3 erzeugten Kraft ausreichende Menge Werkstoff für Haltedraht 7 vorsehen zu müssen, wird dieser, bezogen auf die aufzunehmende Kraft von Feder 3, bevorzugt bis etwa 10% überdimensioniert.
Haltedraht 7 ist mit dem feststehenden und beispielsgemäß mit Tragteil 5 mechanisch verbundenen Halteteil 6 verbunden, wodurch die Federkraft aufgenommen und Gleitkontakt 2 zurückgehalten wird. Halteteil 6 ist ebenfalls elektrisch leitfähig und ist in der Weise elektrisch angebunden, dass eine Stromzuführung im Anschluss an ein Zusammenfügen von Läufer und Stator ermöglicht werden kann. Die Anbindung ist insbesondere dergestalt, dass eine Stromzufuhr von außen mittels eines die elektrische Maschine einfassenden Gehäuses und des Betriebsstromleiters ermöglicht wird.
Das Lösen der Rückhaltevorrichtung der Gleitkontakte 2 erfolgt bevorzugt unmittelbar oder mittelbar nachdem Läufer und Stator zusammengefügt sind. Zu diesem Zweck wird ein Stromfluss durch Haltedraht 7 hervorgerufen, dessen Stromstärke während einer hinreichend langen Zeitspanne ausreichend hoch ist, um Haltedraht 7 bis zur Unterbrechung des Stromkreises aufzuschmelzen, wie es beispielsweise für Schmelzsicherungen bekannt ist. Unter Aufschmelzen ist in diesem Sinne insbesondere ein punkt- bzw. ein teilweises Aufschmelzen von Haltedraht 7 zu verstehen. Um einen Stromfluss in Haltedraht 7 zu realisieren, wird Betriebsstromanschluss 8 mit einem ersten Pol und das Gehäuse und somit Halteteil 6 mit einem zweiten Pol einer Spannungsquelle elektrisch verbunden. Nach dem Aufschmelzen von Haltedraht 7 erfolgt mittels Feder 3 ein Andrücken von Gleitkontakt 2 auf den Kommutator des Läufers.
Somit können Gleitkontakte 2 auch an unzugänglichen Positionen in der elektrischen Maschine positioniert werden. Zum Beispiel umfassen an sich bekannte elektrohydraulische Steuergeräte für Fahrzeugbremssysteme elektrische Maschinen zum Aufbau eines systeminternen Drucks. Die elektrische Maschine ist dabei bevorzugt mittels eines zylinderförmigen Gehäuses an einer Hydraulikeinheit des Steuergeräts montiert, wobei die der Hydraulikeinheit abgewandte Seite des Gehäuses geschlossen ist. Unter Verwendung der Erfindung kann Tragteil 5, auf welchem die Gleitkontakte angeordnet sind, innerhalb des Gehäuses auch auf dieser der Hydraulikeinheit abgewandten Seite angeordnet sein. Dadurch ist es beispielsweise möglich den Läufer räumlich näher an ein Wellenlager desselben anzuordnen, wodurch z.B. die Beherrschung von Pendelkräften des Läufers verbessert werden kann. Die erfindungsgemäße Rückhaltevorrichtung kann an die Vielzahl unterschiedlicher Ausführungsvarianten von Gleitkontakten, z.B. mit innerhalb von Feder 2 verlaufendem Arbeitsstromleiter oder seitlichem Anschluss, wie für das Ausführungsbeispiel der 1 beschrieben, angepasst werden und umfasst diese ebenfalls.
Bezugszeichenliste

1: Rückhaltevorrichtung
2: Gleitkontakt
3: Feder
4: Führungsschacht für Gleitkontakt 2
5: Tragteil für Führungsschacht 4
6: Halteteil
7: Haltedraht
8: Betriebsstromleiter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 1613033 [0003]
EP 1469566 A2 [0004]
EP 1940010 A1 [0005]

Claims

Rückhaltevorrichtung (1) für einen Gleitkontakt (2) einer mechanisch kommutierten elektrischen Maschine während einer Paarungsphase des Läufers mit dem Stator und/oder einem Tragteil (5) des Stators, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhaltevorrichtung (1) als Haltedraht (7) ausgebildet ist, welcher mittels wenigstens eines an dem Stator und/oder dem Tragteil (5) angeordneten Halteteils (6) eine Arretierung des Gleitkontakts (2) bewirkt und der Haltedraht (7) mit einem Strom beaufschlagt wird, in der Weise, das der Haltedraht (7) aufgeschmolzen und die Rückhaltevorrichtung (1) gelöst wird.
Rückhaltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltedraht (7) in der Weise elektrisch angebunden, dass der Strom durch den Haltedraht (7) mittels zumindest eines die elektrische Maschine einfassenden Gehäuses und wenigstens eines Betriebsstromleiters (8) eingebracht werden kann.
Rückhaltevorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltedraht (7) zum Aufnehmen einer durch ein elastisches Element (2) zum Andrücken des Gleitkontakts (2) an den Kommutator erzeugten Kraft ausgebildet ist.
Rückhaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltedraht (7) zur mechanischen Befestigung auf einer dem Gleitkontakt (2) zugewandte Seite in den Gleitkontakt (2) eingebettet ist.
Rückhaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltedraht (7) vorwiegend aus Kupfer, insbesondere Elektrolytkupfer, besteht.
Verfahren zum Lösen einer Rückhaltevorrichtung für einen Gleitkontakt (2) einer mechanisch kommutierten elektrischen Maschine im Anschluss an eine Paarungsphase des Läufers mit dem Stator und/oder einem Tragteil (5) des Stators, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Gleitkontakt (2) arretierender Haltedraht (7) mittels eines in dem Haltedraht (7) hervorgerufenen Stromflusses aufgeschmolzen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromfluss durch den Haltedraht (7) durch Anlegen einer Spannung zwischen wenigstens einem Gehäuse oder dem Stator und einem Betriebsstromleiter (8) der elektrischen Maschine hervorgerufen wird.