DE19643522A1 - Elektromotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere zum Antrieb einer Hydraulikpumpe mit einem Lagerschild aus elek­ trisch isolierendem Werkstoff, welcher an einer pumpenseiti­ gen Stirnfläche eine Anlage für ein Lager aufweist, sowie mit Stromzuführungselementen für Kohlebürsten im Bereich einer motorseitigen Stirnfläche.

Ein derartiger Elektromotor ist aus der WO 94/27045 bekannt und umfaßt einen Lagerschild, an dessen motorseitiger Stirn­ fläche Köcher für Kohlebürsten angeordnet sind. Zwar erlaubt ein derartiger Elektromotor die Verwendung von standardi­ sierten Kohlebürsten inklusive Köcher, was grundsätzlich kostengünstig ist. Allerdings wird die Befestigung der Kö­ cher an dem Lagerschild als nachteilig angesehen, weil dies eine große Zahl von Arbeitsschritten erfordert, welche teil­ weise in Handarbeit durchgeführt werden müssen. Es hat sich ferner gezeigt, daß die freie Anordnung der Kohlebürsten in Hinblick auf die Betriebssicherheit verbesserungswürdig ist. Bei Verwendung des Elektromotors für ein Elektromotor-Pum­ penaggregat ist es nicht auszuschließen, daß ein bestimmter Teil des Druckmediums in den Motorinnenraum und infolge des­ sen auch in den Bereich der Kohlebürsten gelangt. Das einge­ drungene Druckmedium kann zusammen mit leitfähigen Ver­ schleißprodukten, wie beispielsweise Abrieb der Kohlebür­ sten, zu elektrischen Kurzschlüssen führen, was letztendlich einen Totalausfall des Elektromotor-Pumpenaggregates ver­ ursacht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen ein­ fach montierbaren Elektromotor bereitzustellen, welcher dar­ über hinaus einen erhöhten Widerstand gegen das Verschmutzen der Kohlebürsten und die Entstehung elektrischer Kurzschlüs­ se aufweist.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 dadurch gelöst, daß die Kohlebürsten mit Führungskanälen unmittelbar an der motorseitigen Stirnfläche bewegbar geführt angeordnet sind.

Mit diesen Merkmalen ergibt sich der Vorteil, daß die Füh­ rungsflächen für Kohlebürsten vollständig an dem Lagerschild angeordnet sind, so daß bisher notwendige Köcher entfallen können. Dadurch ergibt sich nicht nur ein Kostenvorteil, sondern auch ein Montagevorteil, weil Köcher nicht mehr in aufwendiger Handarbeit an der motorseitigen Stirnfläche des Lagerschildes befestigt werden müssen. Schließlich ist ein derartiger Lagerschild einfach recyclierbar, weil nur eine geringe Anzahl unterschiedlicher Werkstoffe zur Herstellung herangezogen wird.

In Weiterbildung der Erfindung weist jeder Führungskanal mindestens zwei axial vorspringende Führungsrippen und einen radial äußeren und axial vorspringenden Anschlag auf. Zu­ sammen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ergibt sich somit eine Führung der Kohlebürste an insgesamt vier unmit­ telbar an dem Lagerschild angeformten Führungsflächen, wel­ che die Kohlebürsten umgreifen. Die Führungsflächen können bereits bei der Herstellung des Lagerschildes, beispiels­ weise mit Hilfe von Kunststoffspritzgußverfahren, unmittel­ bar und besonders maßgenau hergestellt werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die Führungs­ kanäle mit der Bewegungsachse der Kohlebürste in Wellendreh­ richtung um einen Winkel γ gegenüber dem Wellenmittelpunkt versetzt angeordnet. Dadurch wird eine besondere Laufruhe des Elektromotors erzeugt. Ferner führt dies auch zu gerin­ ger Geräuschentwicklung.

In Weiterbildung der Erfindung wird eine Oberseite jedes Führungskanals von einem Schenkel übergriffen, welcher ein­ stückig an einer Blechplatine zur Stromzuführung angeordnet ist. Dadurch wird es ermöglicht, die Kohlebürsten in axialer Richtung in die Führungskanäle einzulegen und die Oberseite jedes Führungskanals sodann mit Hilfe des zugeordneten Schenkels zu übergreifen. Dies bewirkt eine sichere und mon­ tagefreundliche Führung der Kohlebürsten. Schließlich kann ein Bürstenaustausch einfach dadurch vorgenommen werden, daß der Schenkel entsprechend auf- bzw. zugebogen wird.

Gemäß Patentanspruch 11 wird ferner ein Verfahren zur Her­ stellung einer Bürstenhalteplatte aus Kunststoff vorgeschla­ gen, bei dem in einem ersten Verfahrensschritt eine Blech­ platine und Führungskanäle in den Lagerschild eingeformt werden, sodann in einem zweiten Schritt Kohlebürsten in die Führungskanäle eingebracht werden und schließlich in einem dritten Verfahrensschritt Schenkel der Blechplatine derart umgebogen werden, daß eine Oberseite jedes Führungskanals von dem Schenkel verschlossen wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Draufsicht auf eine Stirnseite eines Lagerschildes für einen Elektromotor gemäß der Erfindung;

Fig. 2 Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 Ansicht einer Kohlebürste in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1;

Fig. 4 Schnitt durch die Befestigung einer Stromzuführungs­ litze entlang der Linie IV-IV in Fig. 1;

Fig. 5 Schnitt wie in Fig. 4 entlang der Linie V-V in Fig. 1.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen Lagerschild 1 für einen Elektromotor. Der Lagerschild 1 ist aus elektrisch isolierendem Werkstoff, beispielsweise Kunststoff, herge­ stellt und weist an einer pumpenseitigen Stirnfläche 2 eine Anlage 3 bzw. einen Sitz für ein Lager 4 auf. Das Lager 4 dient der Lagerung einer aus dem Motorgehäuse heraus treten­ den, nicht dargestellten Motorwelle. Darüber hinaus sind an einer motorseitigen Stirnfläche 5 Stromzuführungselemente 6 für Kohlebürsten 7, 7', 7", 7' angeordnet. Im folgenden wird exemplarisch nur auf die Kohlebürste 7 bezug genommen, wobei grundsätzlich gleiches für die Kohlebürsten 7', 7'' und 7''' sowie deren zugeordnete Bauteile gilt.

Der Lagerschild 1 ist im wesentlichen topfförmig und die Kohlebürste 7 ist an einem Topfboden 8 unter unmittelbarer Anlage an der motorseitigen Stirnfläche 5 in Führungskanälen 9 bewegbar geführt angeordnet. Jeder Führungskanal 9 weist in Richtung der Motorwellenachse 10, also axial, vorstehende Führungsrippen 11, 12 sowie einen radial äußeren und axial vorspringenden Anschlag 13 auf. Jede Führungsrippe 11, 12 dient der seitlichen Führung der Kohlebürste 7 während jeder Anschlag 13 die Bewegbarkeit der Kohlebürste 7 nach radial außen begrenzt. Ferner dient jeder Anschlag 13 als Anlage für eine, die Kohlebürste 7 beaufschlagende Feder 14, welche die Bürste mit ihrem Ende zur Anlage an einem nicht darge­ stellten, an der Motorwelle vorgesehenen Kommutator bringt.

Wie Fig. 1 zeigt, ist die Bewegungsrichtung 15 jeder Kohle­ bürste 7 im wesentlichen auf die Motorwellenachse 10 ausge­ richtet und die Führungskanäle 9 sind entsprechend der Bewe­ gungsrichtung 15 der Kohlebürsten 7 um einen Winkel γ gegen­ über der Motorwellenachse 10 versetzt angeordnet. Mit dem Versatz wird quasi ein Nachlauf der Kohlebürsten 7 in bezug auf die Drehrichtung der Motorwelle erreicht, was zur Erhö­ hung der Laufruhe und zur Verringerung der Geräuschentwick­ lung führt. Eine Oberseite 16 jedes Führungskanals 9 wird von einem Schenkel 17 übergriffen. Jeder Schenkel 17 ist im wesentlichen L-förmig und einstückig an einer Platine 18 zur Stromzuführung angeordnet. Die Platine 18 befindet sich im Inneren des Lagerschildes 1, gemäß der Fig. 2 im Inneren des Topfbodens 8 und wird vorzugsweise als Blechpreßteil mit Hilfe von Kunststoffspritzgußverfahren in den Lagerschild 1 eingeformt. Bei der Einformung der Platine 18 und vor Monta­ ge der Kohlebürsten 7 nimmt jeder Schenkel 17 noch eine ge­ streckte Position ein, wie dies in Fig. 3 gestrichelt ge­ zeichnet ist. Das L-förmige Abbiegen der Schenkel 17 erfolgt erst in einem späteren Verfahrensschritt, was nachfolgend noch beschrieben wird.

Führungsrippen 11, 12 mit Anschlag 13, Schenkel 17 und Stirn­ fläche 5 bilden somit jeweils einen Führungskanal 9 mit fünf Führungsflächen. Allein in Bewegungsrichtung 15 verbleibt eine Durchtrittsöffnung 19 für jede Kohlebürste 7. Schließ­ lich bleibt noch anzumerken, daß die Rippen 12 noch eine seitliche Ausnehmung 20 zur Durchführung einer Anschlußlitze 21 für die Kohlebürsten 7 aufweist. Jeder der Anschlußlitzen 21 ist mit einem anderen Ende 22 elektrisch leitend an der Platine 18 befestigt. Üblicherweise erfolgt die Kontaktie­ rung mit Hilfe von Schweißstellen 23, welche im Bereich von Ausnehmungen 24 in dem Topfboden 8 an der Platine 18 ange­ ordnet sind.

Wie die Fig. 4 und 5 zeigen, wird vorgeschlagen, die Kontak­ tierung der Anschlußlitzen 21 mit Hilfe mindestens eines Schenkels 25 vorzunehmen. Jeder Schenkel 25 ist wie der Schenkel 17 einstückig an der Platine 18 angeordnet und er­ streckt sich mit seinem freien Ende 26 in einer Vormontage­ position rechtwinklig zu der Platine 18, wie dies in den Figuren gestrichelt dargestellt ist. Nachfolgend wird de­ tailliert auf Fig. 4 Bezug genommen. Die Platine 18 ist in den Topfboden 8 des Lagerschildes 1 eingeformt und ein frei­ es Ende 26 des Schenkels 25 ragt rechtwinklig von der Platine 18 aus der Stirnfläche 5. Im Bereich des Schenkels 25 weist die Stirnfläche 5 eine trogförmige Vertiefung 27 auf, in der das Ende 22 der Anschlußlitze 21 angeordnet wird. Seitlich ist neben der Vertiefung 27 ein Wulst 28 angeord­ net. In der Befestigungsposition der Anschlußlitze 21 befin­ det sich diese am Boden der Ausnehmung 24 und der Schenkel 25 übergreift mit seinem freien Ende 26 die Anschlußlitze 21 und wird derart abgebogen, daß das freie Ende 26 zur Anlage an dem Wulst 28 kommt. Dadurch wird es ermöglicht, den Schenkel 25 im Bereich der Ausnehmung 27 derart zu überbie­ gen, daß eine besonders zuverlässige Kontaktierung erreicht wird.

Eine Abwandlung der Anschlußstelle ergibt sich aus Fig. 5. Demnach sind jeweils zwei zunächst rechtwinklig angeordnete Schenkel 29, 30 an der eingeformten Platine 18 vorgesehen. Im Bereich der Schenkel 29, 30 ist die Stirnfläche 5 des Topfbo­ dens 8 mit einer Vertiefung 31, welche eine Tiefe T aufweist und bis zu der Platine 18 reicht. Die beiden Schenkel 29, 30 ragen somit vollständig frei aus dem Topfboden 8 heraus und weisen in einer gestrichelt gezeichneten Vormontageposition zusammen mit einem verbindenden Steg 32 der Platine 18 U-Form. Dadurch wird ein Aufnahmekanal 33 für die Anschlußlit­ ze 21 gebildet. Zur Befestigung der Litze 21 wird diese bis zum Grund des Aufnahmekanals 33 geführt und sodann jeder der Schenkel 29, 30 in Richtung auf den anderen Schenkel gebogen, so daß beide Schenkel 29, 30 die Anschlußlitze 21 übergrei­ fen.

Die Montage der Kohlebürsten 7 an dem Lagerschild 1 wird wie folgt vorgenommen. Zunächst erfolgt das Einsetzen der Kohle­ bürsten 7 in den Führungskanal 9 und das Einfädeln der An­ schlußlitze 21 in die Durchtrittsöffnung 19. Sodann wird das freie Ende jedes Schenkels 17 in Richtung auf die Oberseite 16 jedes Führungskanals 9 gebogen, so daß der Schenkel 17 die Oberseite 16 und die Kohlebürste 7 übergreift. Schließ­ lich erfolgt die Kontaktierung der Anschlußlitzen 21 zusam­ men mit den vorbeschriebenen Maßnahmen.

Es versteht sich, daß vielgestaltete Abwandlungen der Erfin­ dung denkbar sind, ohne den Kern der Erfindung zu verlassen.

Claims (10)

1. Elektromotor, insbesondere zum Antrieb einer Hydraulik­ pumpe, mit einem Lagerschild (1) aus elektrisch isolie­ rendem Werkstoff, welcher an einer pumpenseitigen Stirn­ fläche (2) eine Anlage (3) für ein Lager (4) aufweist, sowie mit Stromzuführungselementen (6) für Kohlebürsten (7) im Bereich einer motorseitigen Stirnfläche (5), da­ durch gekennzeichnet, daß die Kohlebürsten (7) mit Füh­ rungskanälen (9) unmittelbar an der motorseitigen Stirn­ fläche (5) bewegbar geführt angeordnet sind.

2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Führungskanal (9) mindestens zwei axial vor­ springende Führungsrippen (11, 12) und einen radial äuße­ ren und axial vorspringenden Anschlag (13) aufweist.

3. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrip­ pen (11, 12) fluchtend zur Bewegungsrichtung (15) der Kohlebürsten (7) angeordnet sind.

4. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskanäle (9) entsprechend der Bewegungsrichtung (15) der Koh­ lebürsten (7) um einen Winkel γ gegenüber der Motorwel­ lenachse 10 versetzt angeordnet sind.

5. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberseite (16) jedes Führungskanales (9) von einem Schenkel (17) übergriffen wird.

6. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schenkel (17) einstückig an einer Platine (18) zur Stromzuführung angeordnet ist.

7. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schenkel (17) in einer Vormontageposition rechtwinklig mit einem freien Ende von der Bürstenhalteplatte (1) vorsteht.

8. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (18) in das Innere des Lagerschildes (1) eingeformt ist.

9. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (18) zusätzliche Schenkel (25, 29, 30) aufweist, denen Ausneh­ mungen (24, 31) zugeordnet sind und zur Befestigung von Anschlußlitzen (21) dienen.

10. Verfahren zur Herstellung einer Bürstenhalteplatte aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Verfahrensschritt eine Platine (18) und Führungskanäle (9) in den Lagerschild eingeformt werden, in einem zwei­ ten Verfahrensschritt Kohlebürsten (7) in die Führungs­ kanäle (9) eingebracht werden und in einem dritten Schritt vorstehende Schenkel (17) der Platine (18) der­ art umgebogen werden, daß sie eine Oberseite (16) jedes Führungskanals (9) übergreifen.