DE19650243A1 - Bürstenhalter und mit einem solchen Bürstenhalter versehener Elektromotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bürstenhalter gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1 und einen mit einem solchen Bürstenhalter versehenen Elektro­ motor.

Aus der DE 33 90 138 C2 ist ein Bürstenhalter bekannt, bei dem die Bürste in Form einer Kohle durch eine Feder in ihrem Führungsschacht gegen den Kollektor andrückbar ist, wobei die Feder mehrere kreisförmige Windungen aufweist, deren eines Ende an einem Halteelement für den Führungsschacht festgelegt und das andere Ende gegen die Bürste anlegbar ist, um diese gegen den Kollektor zu drücken. Für den Fall eines Zusammenbaus des Elektromotors nach seiner Demontage kann der Andrückarm der Feder an eine Seitenfläche der Bürste angelegt werden, um diese im Führungs­ schacht festzuklemmen und ein Hineinrutschen in den normalerweise vom Kollektor besetzten Raum zu verhindern. Hierfür muß die Bürste aber erst in ihre äußere Stellung verschoben werden. Da sich das äußere Ende des An­ drückarmes der Feder auf einem Kreisbogen bewegt, ist die Anpreßkraft nicht immer exakt in Führungsrichtung der Bürste ausgerichtet.

Aus der EP-A-0 486 330 ist ein Bürstenhalter mit einer im Führungsschacht für die Bürste angeordneten Schraubendruckfeder bekannt, die eine exakt in Führungsrichtung der Bürste wirkende Kraft erzeugt, jedoch müssen diese Federn bei der Demontage des Elektromotors entfernt werden, um ein zu weites radiales Einschieben der Bürste in den für den Kollektor vorgesehe­ nen Raum zu vermeiden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen platzsparenden Bürstenhalter in ein­ facher baulicher Ausgestaltung zu schaffen, der einerseits eine klemmfreie, in axialer Richtung wirkende Federkraft und außerdem die Möglichkeit einer Arretierung der Bürste im Führungsschacht in einfacher Weise ermöglicht.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Bürstenhalter der eingangs erläu­ terten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Feder als ein Feder­ stahlband ausgebildet ist, welches zumindest an einem Ende mit einer Vor­ spannung zum Aufrollen zu einer Spiralfeder eingerollt ist, daß die Ausneh­ mung im Bürstenschacht in zwei gegenüberliegenden Wänden des Bürsten­ schachtes Freiräume für die in den Bürstenschacht eindringende Feder schaffend ausgebildet ist, daß an dem geschlossenen Ende der beiden Aus­ nehmungen Halterungen für die Federenden vorgesehen sind und daß die Feder mit ihren beiden Enden an den Halterungen einhängbar ist und mit ihrem zwischen den Federenden liegenden Teil über die Bürste an dieser oder an einem zwischen Feder und Bürste angeordneten Zwischenelement an liegend gespannt ist. Da die Feder die Tendenz zum Aufrollen zu einer Spiralfeder aufweist und mit einem zwischen den Enden liegenden Teil an der Rückseite der Bürste anliegt, wird ein exakter axialer Schub auf die Bürste ausgeübt. Für den Fall einer Demontage des Elektromotors ist es dann nur notwendig, das teilweise zu einer Spirale aufgerollte Federende aus der Halterung auszuhängen und an der Seitenwand der Bürste anzu­ legen, wodurch diese im Führungsschacht festgeklemmt wird. Außen­ liegende Halterungen für die Feder an einem zusätzlichen Halteelement sind hierbei nicht erforderlich. Für das Arretieren der Bürste im Führungsschacht ist es auch nicht erforderlich, die Bürste in eine äußere Lage zu bringen, was den Arbeitsvorgang verkürzt und erleichtert.

Besonders günstig ist es, wenn die Feder nicht direkt an der Bürste anliegt, sondern ein Zwischenelement in dem Bürstenführungsschacht zwischen Bürste und Feder angeordnet ist. So wird nicht nur die Bürste geschont, sondern es ist auch möglich, die Bürste völlig zu verschleißen, bevor sie durch eine neue ersetzt werden muß.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden der Feder mit entgegengesetztem Drehsinn mit einer Vor­ spannung zum Aufrollen zu jeweils einer Spiralfeder eingerollt sind. Hier­ durch wird eine völlig symmetrische Ausgestaltung der Feder und damit des Bürstenhalters erzielt, was auch die Montage erleichtert, da die Feder an der Bürste vor ihrer Einführung in den Führungsschacht festgeklemmt werden kann, worauf die beiden eingerollten Enden beim Einführen der Bürste über die seitlichen Halterungen gedrückt und eingehängt werden können. Gegen­ über einer getrennt von der Einführung der Bürste festzulegenden zweiarmi­ gen Wendelfeder, die als loses Bauteil zusätzlich zu der Bürste vorhanden ist, bedeutet dies eine erhebliche Montageerleichterung.

Eine besonders einfach herzustellende und zu montierende Ausführungs­ form des Bürstenhalters ergibt sich, wenn ein Ende der Feder mit einer Vor­ spannung zum Aufrollen zu einer Spiralfeder eingerollt ist und das andere Ende einen Haken aufweist. Von Vorteil ist es dann, wenn der Haken ein umgebogenes Endstück der Feder ist. Zusätzliche Montagevorgänge und eine höhere Anzahl von Einzelbauteilen werden so vermieden.

Der Zusammenbau eines erfindungsgemäßen Bürstenhalters läßt sich weiter vereinfachen, wenn in zumindest einer Wand des Bürstenführungsschachtes eine weitere Ausnehmung, in die ein Stützelement in den Schacht ragend einführbar ist, vorgesehen ist. Ein derartiges Stützelement, das z. B. ein mit einer Nocke versehenes Montagewerkzeug sein kann, wird beim Fertigungs­ vorgang in die Ausnehmung in der Wand des Bürstenführungsschachtes eingeführt, so daß es in den Schacht hineinragt. Daraufhin wird die Bürste in den Schacht eingeführt, bis sie an dem Stützelement zum Anliegen kommt.

Sie kann jetzt nicht weiter in den Schacht hineinrutschen, sondern stützt sich an dem Stützelement ab. Es ist dann leicht, die Feder an dem Bürstenhalter anzubringen. Insbesondere ermöglicht ein vorgenanntes Stützelement, den Bürstenhalter als Baugruppe eines Elektromotors vorzufertigen. Das Stütz­ element wird erst entnommen, wenn der Bürstenhalter mit dem Kollektor verbunden ist.

Die Ausnehmung kann gleichzeitig auch der Aufnahme einer elektrischen Anschlußleitung der Bürste dienen und entgegen der Einführrichtung der Bürste offen sein. Eine einen umlaufenden, geschlossenen Rand aufwei­ sende Ausnehmung ist vorteilhaft einzusetzen, wenn eine Lagesicherung des Stützelementes auch entgegen der Einführrichtung der Bürste zu ge­ währleisten ist.

Vorzugsweise ist in zwei gegenüberliegenden Wänden des Bürstenfüh­ rungsschachtes jeweils eine weitere Ausnehmung vorgesehen, wobei die weiteren Ausnehmungen in einer Flucht angeordnet sind. Damit ist es mög­ lich, das Stützelement den Bürstenführungsschacht überbrückend in eine Ausnehmung ein- und aus der gegenüberliegenden Ausnehmung herauszu­ führen. Eine sichere Abstützung der Bürste auf einer breiten Basis ist die Folge.

In der Bürste vorgesehene, mit der weiteren Ausnehmung oder den weiteren Ausnehmungen in dem Bürstenhalter und mit dem Stützelement korrespon­ dierende Ausnehmungen verhindern vorteilhaft eine durch ein Eindrücken des Stützelementes hervorgerufene Beschädigung der dem Kollektor zuge­ wandten Bürstenfläche.

In besonders einfacher Ausgestaltung ist das Stützelement ein gerader, ge­ bogener oder abgewinkelter Stift. Gebogene oder abgewinkelte Stifte er­ leichtern dabei ein Einführen und Entnehmen in die bzw. aus der Ausneh­ mung vor allem unter beengten räumlichen Verhältnissen.

Eine einfache Herstellung des Bürstenführungsschachtes mit seinen Halte­ rungen ergibt sich nach der Erfindung dadurch, daß die Halterungen für die Federenden durch Ausklinken von zwei einander gegenüberliegenden Wän­ den des Bürstenführungsschachtes und Abbiegen der ausgeklinkten La­ schen um etwa 90° oder mehr in Richtung auf den Kollektor gebildet sind, wobei die dabei gebildeten Ausnehmungen die Freiräume für die in den Bürstenführungsschacht eindringende Feder bilden, und daß die Feder­ enden im zusammengebauten Zustand unter die abgebogenen Laschen greifen.

Abhängig von der Ausformung der Feder erfolgt der Kraftangriff an den Laschen in unterschiedlicher Richtung. Bei entsprechend günstiger Feder­ gestaltung kann es ausreichend sein, wenn die Laschen etwas unter 90° in Richtung auf den Kollektor abgebogen gebildet sind. Ein Abbiegen von mehr als 90° hält die Feder jedoch in jedem Fall sicher in den Halterungen.

Um ein seitliches Verrutschen der Feder - das im äußersten Fall sogar zu einem Entgleiten aus der Halterung führen kann - zu verhindern, ist der dem Bürstenführungsschacht abgewandte äußere Rand mindestens einer der Halterungen bevorzugt mit einer Aussparung für die Führung der Feder ver­ sehen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung eines Bürstenhalters nach der Er­ findung,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Bürstenhalters,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines weiteren Bürstenhalters nach der Erfin­ dung,

Fig. 4 eine schaubildliche Darstellung eines weiteren Bürstenhalters nach der Erfindung und

Fig. 5 eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bür­ stenhalters mit Stützelement.

In einem dünnwandigen Bürstenführungsschacht 1 mit rechteckigem Quer­ schnitt ist eine als Kohle ausgebildete Bürste 2 verschiebbar aufgenommen und durch eine Feder 3 in Richtung auf einen Kollektor 4 belastet (Fig. 2).

Der vorzugsweise aus Blech hergestellte Bürstenführungsschacht 1 weist zwei seitliche Halterungen 5 auf, an denen die Feder 3 einhängbar ist. Die Feder 3 ist aus einem Stahlband gefertigt und an beiden Enden zu gegen­ sinnig gedrehten Spiralfedern 6 aufgerollt, die die Tendenz bzw. Vorspan­ nung zu einem vollständigen Aufrollen besitzen. Wenn nun die beiden aufge­ rollten Enden 6 unter die schräg nach unten angestellten Halterungen 5 ein­ gehängt sind, so übt der zwischen den Spiralwindungen verbleibende Teil der Feder 3, der sich an die Bürste 2 anlegt, einen in Richtung auf den Kol­ lektor 4 wirkenden Druck aus.

Die Halterungen 5 sind als Laschen ausgebildet, die durch Ausklinken ein­ ander gegenüberliegender Wände des Bürstenführungsschachtes 1 gebildet und um mehr als 90° nach unten abgebogen sind. An den freien Rändern der Halterungen 5 sind Aussparungen 7 für die Führung der Feder 3 vorge­ sehen. Die durch das Ausklinken der Halterungen 5 gebildeten Ausnehmun­ gen 8 bilden die Freiräume für das Eindringen der Feder in den Bürstenfüh­ rungsschacht mit zunehmender Abnutzung der Bürste 2 (Fig. 1).

In Fig. 3 ist eine Ausführungsform eines Bürstenhalters dargestellt, bei wel­ cher die Feder 3' nur an einem Ende zu einer Spiralfeder aufgerollt ist. Das andere Ende ist mit einem Haken 12 versehen, der in eine der Halterungen 5 eingeklinkt ist.

Ausnehmungen 9 des Bürstenführungsschachtes nach Fig. 4 sind so gestal­ tet, daß sie einen Stift 10 aufnehmen können. Der Stift 10 ist gerade aus­ gebildet, aber auch ein abgewinkelter Stift 11 kann in eine Ausnehmung 9 eingeführt werden. Dargestellt ist hingegen ein Einstecken des abgewinkel­ ten Stiftes 11 in eine Ausnehmung 13, die auch zur Aufnahme einer elektri­ schen Anschlußleitung für die Bürste 2 vorgesehen ist. Die Stifte 10, 11 ge­ währleisten durch eine Festlegung in axialer, der Federkraft entgegenge­ richteter Richtung in dem Schacht 1 eine Abstützung der Bürste 2, wenn diese Abstützung nicht durch einen Kollektor erfolgt.

In einer geschnittenen Seitenansicht verdeutlicht Fig. 5 die Lage des in ge­ genüberliegende Ausnehmungen 9 eingeführten Stiftes 10. Es ist zu erken­ nen, daß die Bürste 2 an ihrer zur Aufnahme eines Kollektors bestimmten Seite bogenförmig ausgenommen ist. Daraus ergibt sich bei einer den Fig. 4 und 5 entsprechenden Anbringung der Ausnehmungen 9 eine Abstützung der Bürste 2 an nur zwei Punkten, was zu Beschädigungen führen kann (Eindrücken des Stiftes 10 in die Bürste 2). Werden die Ausnehmungen 9 um 90° um die vertikale Achse gedreht in den benachbarten Seitenflächen des Schachtes 1 angebracht oder werden die Ausnehmungen 13 durch Ein­ legen eines Stiftes zur Abstützung genutzt, so führt dieses zu einer linien­ förmigen und damit materialschonenderen Auflage der Bürste 2 auf dem Stift. Auch ein Vorsehen von korrespondierenden Ausnehmungen in neben­ einanderliegenden Seitenwänden des Bürstenführungsschachtes ist denk­ bar. Z. B. kann vorzugsweise ein eine Kante des Schachtes in horizontaler Richtung, d. h. senkrecht zu der Kante, schneidender Einschnitt gebildet sein, in welchen als Stützelement eine passende (Metall- oder Kunststoff-) Platte eingeführt wird.

Claims (11)

1. Bürstenhalter für einen Kollektor-Elektromotor mit einem Bürsten­ führungsschacht, in dem eine Bürste durch eine Feder belastet gegen den Kollektor andrückbar ist, wobei der Bürstenführungsschacht mit einer Ausnehmung für die in den Bürstenführungsschacht mit zuneh­ mendem Bürstenverschleiß eindringende Feder versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (3) als ein Federstahlband ausgebildet ist, welches zumindest an einem Ende mit einer Vorspannung zum Auf­ rollen zu einer Spiralfeder eingerollt ist, daß die Ausnehmung (8) im Bürstenschacht (1) in zwei gegenüberliegenden Wänden des Bürsten­ schachtes Freiräume für die in den Bürstenschacht eindringende Feder schaffend ausgebildet ist, daß an dem geschlossenen Ende der beiden Ausnehmungen (8) Halterungen (5) für die Federenden (6) vorgesehen sind und daß die Feder mit ihren beiden Enden an den Halterungen (5) einhängbar ist und mit ihrem zwischen den Federenden liegenden Teil über die Bürste (2) an dieser oder an einem zwischen Feder (3) und Bürste (2) angeordneten Zwischenelement an liegend gespannt ist.

2. Bürstenhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden der Feder (3) mit entgegengesetztem Drehsinn mit einer Vor­ spannung zum Aufrollen zu jeweils einer Spiralfeder (6) eingerollt sind.

3. Bürstenhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Feder (3) mit einer Vorspannung zum Aufrollen zu einer Spiral­ feder (6) eingerollt ist und daß das andere Ende einen Haken (12) auf­ weist.

4. Bürstenhalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Haken (12) ein umgebogenes Endstück der Feder (3') ist.

5. Bürstenhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in zumindest einer Wand des Bürstenführungs­ schachtes (1) eine weitere Ausnehmung (9; 13), in die ein Stützelement in den Schacht (1) ragend einführbar ist, vorgesehen ist.

6. Bürstenhalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in zwei gegenüberliegenden Wänden des Bürstenführungsschachtes (1) jeweils eine weitere Ausnehmung (9; 13) vorgesehen ist, wobei die weiteren Ausnehmungen (9; 13) in einer Flucht angeordnet sind.

7. Bürstenhalter nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Bürste (2) mit der weiteren Ausnehmung (9; 13) oder den weiteren Ausnehmungen (9; 13) in dem Bürstenhalter (1) und mit dem Stützelement korrespondierende Ausnehmungen vorgesehen sind.

8. Bürstenhalter nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Stützelement ein gerader, gebogener oder abgewin­ kelter Stift (10; 11) ist.

9. Bürstenhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Halterungen (5) für die Federenden (6) durch Ausklinken von zwei einander gegenüberliegenden Wänden des Bür­ stenführungsschachtes (1) und Abbiegen der ausgeklinkten Laschen um etwa 90° oder mehr in Richtung auf den Kollektor (4) gebildet sind, wo­ bei die dabei gebildeten Ausnehmungen (8) die Freiräume für die in den Bürstenführungsschacht (1) eindringende Feder (3) bilden, und daß die Federenden (6) im zusammengebauten Zustand unter die abgebogenen Laschen (5) greifen.

10. Bürstenhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der dem Bürstenführungsschacht (1) abgewandte äußere Rand mindestens einer der Halterungen (5) mit einer Ausspa­ rung (7) für die Führung der Feder (3) versehen ist.

11. Kollektor-Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Bür­ stenhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist.