DE2925022A1 - BRUSHES - Google Patents
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Description
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Firmacompany
Robert Bosch GmbHRobert Bosch GMBH
7000 Stuttgart Γ7000 Stuttgart Γ
BürstenhalterBrush holder
Die Erfindung geht aus von einem Bürstenhalter nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei Bürstenhaltern für elektrische Maschinen, insbesondere für Gleichstrommotoren, die mit hoher Leistung gefahren werden und deren Ankern daher über die Bürstenhalter erhebliche Ströme zugeführt werden müssen, ist es bekannt, die Bürstenhalter als genietete und kalibrierte Blechstanzteile auszubilden. Jeder Bürstenhalter verfügt über die eigentliche Führungsöffnung für die auf dem Kollektor des Ankers schleifende Kohle, über einen Haltesteg für eine gesonderte Feder, die auf die Kohlerückseite drückt und daher deren Vorderseite zur Erzielung eines guten Stromübergangs auf den Kollektor preßt sowie gegebenenfalls über einen weiteren Halte steg, der der Befestigung der elektrischen Zuleitung und deren Verbindung zur Kohlerückseite dient.The invention is based on a brush holder according to the species of the main claim. For brush holders for electrical machines, especially for DC motors that are driven with high power and their anchors therefore via the brush holder considerable currents have to be supplied, it is known to design the brush holders as riveted and calibrated stamped sheet metal parts. Each brush holder has the actual guide opening for the coal dragging on the collector of the armature, via a retaining bar for a separate spring that presses on the back of the coal and therefore its front to achieve a good current transfer on the collector presses as well as possibly via a further holding web, the attachment of the electrical Feed line and its connection to the coal back is used.
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Bei der Herstellung solcher gestanzter Bürstenhalter aus Blechen geeigneten Materials und geeigneter Dicke ist man bisher so vorgegangen, daß man zunächst aus den Blechen entsprechende Teilformen ausgestanzt und dann durch Biegen derselben eine gewünschte kompliziertere Formgebung erzielt hat. Da es nicht möglich ist, den dreidimensionalen, komplizierten Aufbau eines Bürstenhalters mittels eines einzigen Biegeteils herzustellen, wurde dann die die Durchtrittsöffnung für die Kohle bildende Führung in U-Form separat hergestellt und mit dem entsprechend abgebogenen Hauptstanzteil durch Nieten verbunden. Anschließend mußte ein solcher Bürstenhalter noch kalibriert werden, was auf jeden Fall für den Bereich der Kohleführung zutrifft» damit diese ohne zu kippen oder zu rattern in ihrer Führung auch bei Reversieren des zugeordneten Motors, also Umkehren der Drehrichtung und damit auch der Schleifrichtung am Kollektor ruhig in der Führung verbleibt und in der Lage ist, die erforderlichen Stromstärken zu übertragen.In the manufacture of such stamped brush holders from sheet metal suitable material and suitable thickness, the procedure has so far been that one first of all appropriate partial forms from the metal sheets punched out and then achieved a desired more complicated shape by bending the same. Since it is not possible To produce the three-dimensional, complicated structure of a brush holder by means of a single bent part then became the die Passage opening for the coal-forming guide in U-shape produced separately and with the correspondingly bent main punched part connected by rivets. Then such a brush holder still had to be calibrated, which in any case for the area the carbon guide applies »so that it does not tip over or rattle in its guide even when reversing the assigned Motor, i.e. reversing the direction of rotation and thus also the grinding direction on the collector, quietly remains in the guide and in is able to transmit the required currents.
Die Herstellung eines solchen Bürstenhalters aus Stanzteilen ist äußerst aufwendig, kompliziert und kostenträchtig, außerdem ergeben sich Nachteile insofern, als das Wärmeabführungsvermögen eines solchen Bürstenhalters nur gering ist und daher die Einschaltzeit des Motors bei Schwerlast begrenzt bleibt. Durch das Schleifen der stationären Kohlen auf dem sich drehenden Kollektor der elektrischen Maschine ergibt sich eine unvermeidbare Funkenbildung, die bei Maschinen größerer Leistung, beispielsweise bei Gleichstrommotoren für Gapelstapler o. dgl. zu einer erheblichen "Erwärmung der Kohle, der Kollektoroberfläche und des Mo-The manufacture of such a brush holder from stamped parts is extremely time-consuming, complicated and costly; there are also disadvantages insofar as the heat dissipation capacity such a brush holder is only small and therefore the switch-on time of the motor remains limited under heavy loads. By the Grinding of the stationary coals on the rotating collector of the electrical machine results in unavoidable spark formation, which in machines with greater power, for example in DC motors for stacker trucks o. The like. To a considerable extent "Heating of the coal, the collector surface and the mo-
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tors allgemein führt. Diese Erwärmung ist äußerst nachteilig. Vorteile der Erfindung tors generally leads. This heating is extremely disadvantageous. Advantages of the invention
Der erfindungsgemäße Bürstenhalter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die neue Herstellungstechnik die Sdi affung eines von Anfang an sehr maßgenauen Bürstenhalters ermöglicht, der stabil und belastungsfähig ist, sehr kostengünstig hergestellt werden kann und praktisch keiner Nachbearbeitung, beispielsweise eineni Kalibriervorgang, unterworfen werden muß. Von besonderem Vorteil ist noch, daß der erfindungsgemäße Bürstenhalter vorzugsweise im Bereich der Kohleführung mindestens eine Kühlrippe auf jeder Seite be-The brush holder according to the invention with the characterizing features the main claim has the advantage that the new manufacturing technology the Sdi affung one from the very beginning dimensionally accurate brush holder that is stable and resilient can be produced very inexpensively and practically no post-processing, for example a calibration process, must be subjected. It is also particularly advantageous that the brush holder according to the invention is preferably in the area at least one cooling fin on each side of the carbon guide
eineone
sitzt, so daß sich/besonders gute Wärmeabführung der verhältnismäßig hohen Bürstentemperatur erzielen läßt.sits so that / particularly good heat dissipation of the relatively can achieve high brush temperature.
Der erfindungsgemäße Bürstenhalter ermöglicht einen durch eine gezielte Luftführung noch verbesserten, so stark wirksamen Kühleffekt für die Kohlebürste, die Kollektoroberfläche und den Motor allgemein, daß, wie Messungen bei bestimmten Motortypen ergeben haben, deren Einschaltzeit bei Schwerlast sich um 20 % erhöhen läßt.The brush holder according to the invention enables a cooling effect for the carbon brush, the collector surface and the motor in general, which is improved by a targeted air flow, so that, as measurements on certain types of motors have shown, the switch-on time for heavy loads can be increased by 20%.
Besonders vorteilhaft ist noch, daß die Führung für die Kohlebürste, d.h. die mit den äußeren Wandungen der Kohlebürste unmittelbar in Wirkverbindung tretenden inneren Führungsflächen sich durch den Gießvorgang so genau herstellen lassen, wie diesIt is particularly advantageous that the guide for the carbon brush, i.e. the inner guide surfaces that come into direct operative connection with the outer walls of the carbon brush can be produced as accurately as this by the casting process
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durch ein übliches Biegen von Blechstanzteilen, auch wenn diese nachträglich noch kalibriert werden, praktisch nicht möglich ist. Ein Kippen oder eine sonstige unerwünschte Bewegung der Kohlebürste in ihrer Führung ist daher praktisch ausgeschlossen.by conventional bending of stamped sheet metal parts, even if these are subsequently calibrated, is practically impossible. Tilting or any other undesired movement of the carbon brush in its guide is therefore practically impossible.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Bürstenhalters möglich. Besonders vorteilhaft ist die Herstellung des Bürstenhalters in vollständig einstückiger Ausführung einschließlich der Kühlrippen aus korrosionsbeständigem Aluminium., dessen Oberfläche eloxiert ist. Ein solcher Bürstenhalter in seiner Ausbildung als Aluminium-Spritzgußteil oder Aluminium-Druckgußteil ist auch besonders widerstandsfähig gegen äußere Krafteinwirkung und erheblich leichter als ein vergleichbares Bürstenhalter-Stanzteil, obwohl bei letzterem die Wandungen vergleichsweise dünn sind und Schwingungen nicht ausgeschlossen werden können.The measures listed in the subclaims are advantageous Further developments and improvements of the brush holder specified in the main claim are possible. That is particularly advantageous Manufacture of the brush holder in a completely one-piece design including the cooling fins made of corrosion-resistant aluminum., whose surface is anodized. Such a brush holder in its design as an aluminum injection-molded part or an aluminum die-cast part is also particularly resistant to external forces and considerably lighter than a comparable stamped brush holder part, although the walls of the latter are comparatively thin and vibrations cannot be ruled out can.
Zeichnungdrawing
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Bürstenhalters mit einer Bürstenführung für nur eine Kohlebürste in einer Ansicht von vorn und zwar von der Seite, von welcher auch der Kollektor den an einer Trägerbrücke befestigten Bürstenhalter sieht, Fig. 2 die Ausführungsform der Fig. 1 in einer teilweiseTwo embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. 1 shows a first exemplary embodiment of a brush holder with a brush guide for only one carbon brush in one view from the front, from the side from which the collector also attaches the brush holder to a carrier bridge Fig. 2 sees the embodiment of Fig. 1 in a partial
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geschnittenen Ansicht von oben längs der Linie H-II der Fig. 1 und die Fig. 3 die Ausführungsform der Fig. 1 in einer Seitenansicht; die Fig. 4 und S ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, wiederum in der gleichen Ansicht von vorn wie die Darstellung der Fig. 1 und in einer Schnittdarstellung längs der Linie V-V der Fig. 4.sectional view from above along the line H-II of FIG. 1 and FIG. 3 shows the embodiment of FIG. 1 in a side view; 4 and 5 a second embodiment of the invention, again in the same view from the front as the illustration of Fig. 1 and in a sectional view along the line V-V of Fig. 4.
Der Grundgedanke vorliegender Erfindung liegt darin, den Bürstenhalter einstückig vorzugsweise aus einem geeigneten Leichtmetall oder einer entsprechenden Legierung, wie Rotguß, Messing u.dgl. als Gußform herzustellen und im Bereich der Kohleführungen Kühlrippen anzuordnen, so daß der Bürstenhalter gleichzeitig verstärkt als Kühlkörper der besseren Wärmeabführung der verhältnismäßig hohen Bürstentemperatur dient.The basic idea of the present invention is the brush holder in one piece, preferably made of a suitable light metal or an appropriate alloy, such as red bronze, brass and the like. to produce as a mold and to arrange cooling fins in the area of the carbon guides so that the brush holder is reinforced at the same time serves as a heat sink for better heat dissipation from the relatively high brush temperature.
Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Bürstenhalter 1 umfaßt vier, unterschiedlichen Funktionen dienende Teilkomponenten, die als einheitliches, einstückiges Ganzes den Bürstenhalter 1 bilden. Es ist eine Grundplatte 2 vorgesehen, die der Befestigung des Bürstenhalters, beispielsweise auf einer nicht dargestellten Trägerbrücke des zugeordneten Elektromotors dient und daher, wie Fig. 2 zeigt, über zwei ein Gewinde aufweisende Bohrungen 2a, 2b verfügt. Von dieser Grundplatte 2 erstrecken sich nach oben und sind einstückig an ihr angeformt ein Haltesteg 3 für- eine nicht dargestellte Feder, die bei der dargestellten Ausführungsform etwa mittig angeordnete eigentliche Kohleführungen 4 und auf derThe brush holder 1 shown in Figs. 1 to 3 comprises four different functions serving subcomponents, which as form the brush holder 1 uniform, one-piece whole. It a base plate 2 is provided, which is used to attach the brush holder, serves for example on a carrier bridge, not shown, of the associated electric motor and therefore, as shown in FIG. 2 shows, has two threaded holes 2a, 2b. From this base plate 2 extend upwards and are integrally formed on her a retaining web 3 for a spring, not shown, which in the embodiment shown, for example centrally arranged actual carbon guides 4 and on the
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anderen Seite ein Befestigungsarm 5, der der Lagerung und Befestigung einmal der von außen zum Bürstenhalter geführten elektrischen Stromleitung dient, wobei aber gleichzeitig von diesem Befestigung sarm 5 ausgehend die Verbindung zur eigentlichen, nicht dargestellten Schleifkohle oder Bürste erfolgt. Die Andruckfeder für die Kohle, die in Fig. 2 bei 6 dargestellt ist, sitzt am Haltesteg 3 bis zur Schulter 3a auf und erstreckt sich mit ihrem anderen Ende bei 6a bis zur Rückseite der Kohleführung, wo sie im Normalfall auf der hier nicht dargestellten Kohlebürste aufsitzt und diese nach innen auf den Kollektor drückt.on the other side a fastening arm 5, which is used for storage and fastening once the electrical power line led from the outside to the brush holder is used, but at the same time from this attachment Sarm 5 starting from the connection to the actual carbon brush or brush, not shown, takes place. The pressure spring for the coal, which is shown in Fig. 2 at 6, sits on the retaining web 3 up to the shoulder 3a and extends with its other End at 6a to the rear of the carbon guide, where it is normally seated on the carbon brush, not shown here, and this presses inwards on the collector.
Die Kohleführung 4 ist von im wesentlichen rechteckförmiger Form und verfügt bei diesem Ausführungsbeispiel, wie Fig. 2 entnommen werden kann, über beidseitige, über die gesamte Höhe der Kohleführung laufende Kühlrippen 7a, 7b, die einstückig aus dem Material der Kohleführung 4 und damit des gesamten Bürstenhalters hergestellt sind und etwa beim Druck- oder Spritzguß der Kohleführung mit angeformt sind. Die Durchtrittsöffnung für die Kohlebürste ist mit 4a bezeichnet; durch das auf einer Gußtechnik beruhende Herstellungsverfahren ergibt sich eine praktisch einwandfrei kalibrierte Öffnung, die auch bei hoher Beanspruchung und starken Temperaturschwankungen stabil und maßgenau bleibt. Das verwendete Material für den Bürstenhalter, bevorzugt korrosionsbeständiges Aluminium, verfügt über eine gute Wärmeleitfähigkeit und ist daher in der Lage, die von der Kohlebürste aufgenommene Wärme sicher abzuführen, insbesondere über die Kühlrippen 7a, 7b. »The carbon guide 4 is essentially rectangular in shape and, in this exemplary embodiment, has, as can be seen from FIG can be, on both sides, over the entire height of the carbon guide running cooling ribs 7a, 7b, which are made in one piece from the Material of the carbon guide 4 and thus the entire brush holder are made and for example during pressure or injection molding of the carbon guide are molded with. The passage opening for the carbon brush is denoted by 4a; by that based on a casting technique Manufacturing process results in a practically flawlessly calibrated opening, which even with high stress and strong temperature fluctuations remains stable and dimensionally accurate. The material used for the brush holder, preferably corrosion-resistant Aluminum, has good thermal conductivity and is therefore able to absorb the heat absorbed by the carbon brush Reliably dissipate heat, in particular via the cooling fins 7a, 7b. »
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 dient dem Einsatz beiThe embodiment of FIGS. 4 and 5 is used for
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noch stärker belastbaren Motoren, denn der Bürstenhalter 1' der Fig. 4, 5 verfügt über zwei parallele Durchtrittsöffnungen 4a3 , 4b' der Bürstenführung, so daß zwei Kohlebürsten parallel von dieser Ausführungsform eines Bürstenhalters getragen auf den Kollektor der elektrischen Maschine einwirken können. Die Montagefläche, die der Befestigung an der Bürstenhalter-Trägerbrücke dient, kann hier gebildet sein von einem unteren Teilbereich β mit zwei Ansätzen 8a, 8b oder dem oberen Abschlußbereich 9 mit zwei seitlichen Ansätzen 9a, 9b. Die Ansätze 8a, 8b bzw. 9a, 9b können über Bohrungen verfügen, durch welche Befestigungsmittel, beispielsweise Schrauben oder Nieten geführt sind zur Befestigung an der Trägerbrücke. Es sind zentral zwei weitere Ansätze 10 und 11 an der durchgehenden Bürstenführung 4' angeordnet, wobei einer der zentralen Ansätze, beispielsweise der längere Ansatz 11 dazu dienen kann, einen nicht dargestellten Quersteg zu lagern, der dann seinerseits beidseitig der Lagerung je einer Andruckfeder für die beiden Kohlen dient. Der andere Ansatz 10 bildet dann den festen Lagerpunkt für die elektrische Zuleitung zum Bürstenkörperträger l' und von diesem zu den einzelnen Kohlebürsten. Auch hier verfügt, wie die Fig. 5 zeigt, die zentrale Kohleführung 4' über beidseitig angeordnete Kühlrippen 12a, 12b, die sich über die gesamte Höhe der Bürstenführung 4' erstrecken. Die Befestigung der elektrischen Zuleitungen am Befestigungsarm oder Ansatz 10 kann beliebig erfolgen, beispielsweise können auch hier Querstege angeschraubt oder sonstwie befestigt sein, die einmal die beweglichen Zuführungen zu den Rückseiten der Kohlebürsten lagern und außerdem mit den externen Zuführungen, beispielsweise durch Schweissen, Löten oder Klemmen, verbunden sind. Es versteht sich, daßEven more resilient motors, because the brush holder 1 'of Figs. 4, 5 has two parallel openings 4a, 3 , 4b' of the brush guide, so that two carbon brushes carried in parallel by this embodiment of a brush holder can act on the collector of the electrical machine. The mounting surface, which is used for attachment to the brush holder support bridge, can be formed here by a lower sub-area β with two shoulders 8a, 8b or the upper end area 9 with two lateral shoulders 9a, 9b. The lugs 8a, 8b or 9a, 9b can have bores through which fastening means, for example screws or rivets, are passed for fastening to the girder bridge. There are two more approaches 10 and 11 centrally arranged on the continuous brush guide 4 ', one of the central approaches, for example the longer extension 11 can serve to support a crossbar, not shown, which then in turn has a pressure spring on both sides of the support for the serves both coals. The other approach 10 then forms the fixed bearing point for the electrical supply line to the brush body carrier 1 'and from this to the individual carbon brushes. Here too, as FIG. 5 shows, the central carbon guide 4 'has cooling ribs 12a, 12b which are arranged on both sides and which extend over the entire height of the brush guide 4'. The electrical leads can be fastened to the fastening arm or attachment 10 in any way, for example, transverse webs can also be screwed on or otherwise fastened, which support the movable leads to the rear of the carbon brushes and also to the external leads, for example by welding, soldering or clamping , are connected. It goes without saying that
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bei einem praktischen Ausführungsbeispiel entweder die oberen Ansätze 9a., 9b oder die unteren Ansätze 8a, 8b entfallen können, je nachdem, welche der Ansätze der Montage auf der Trägerbrücke dienen. Auch der Zwischensteg 14, der die beiden eigentlichen Durchtrittsöffnungen 4a' 4b' der Kohleführung 4' trennt, kann entfallen, so daß beide Kohlebürsten parallel nebeneinander und aneinander angrenzend gehalten und geführt sind.in a practical embodiment either the above approaches 9a., 9b or the lower approaches 8a, 8b can be omitted, each according to which of the approaches are used for mounting on the girder bridge. Also the intermediate web 14, which the two actual Passage openings 4a '4b' separating the carbon guide 4 'can be omitted, so that both carbon brushes are parallel to one another and next to one another are held and run adjacent.
Beiden Ausführungsformen ist wesentlich, daß diese in sich stabil und fest, dennoch sehr leichtgewichtig einstückig aus einem geeigneten Leichtmetall hergestellt sind, und zwar durch einen Gußvorgang, also beispielsweise durch ein Spritzguß-oder Druckgußverfahren. Da bevorzugt Aluminium als Grundlage für die Bürstenhalter verwendet wird, stellen diese Aiuminiumspritzguß- oder Aluminiumdruckgußteile dar und können über eloxierte Oberflächen verfügen. Es versteht sich aber, daß auch andere Stoffe, bevorzugt Rotguß, Messing, gegebenenfalls aber auch mittels geeigneter Fasern (Glasfaser, Kohlefasern) verstärkte Kunststoffe Verwendung finden können, soweit sie entsprechend hoch temperaturbeständig und wenig verformbar sind. Beide Ausführungsformen verfügen im Bereich der Bürstenführungen über Kühlrippen, die einstückig angeformt sind.It is essential to both embodiments that they are inherently stable and solid, yet very lightweight, made in one piece from a suitable one Light metal are made, namely by a casting process, thus, for example, by an injection molding or die casting process. Aluminum is preferred as the basis for the brush holder is used, make these aluminum injection-molded or aluminum die-cast parts and can have anodized surfaces. It goes without saying, however, that other substances are also preferred Gunmetal, brass, but possibly also by means of suitable ones Fibers (glass fiber, carbon fibers) reinforced plastics can be used as long as they are correspondingly highly temperature-resistant and are not very deformable. Both embodiments have cooling ribs in the area of the brush guides that are integrally formed are.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten neuen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All of the new features presented in the description, the following claims and the drawing can be used individually as well as in any combination with one another essential to the invention be.
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| WO2020043456A1 (en) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | Wabco Gmbh | Compressor unit, compressed-air supply system, in particular for a vehicle having a compressed-air supply system |
| DE102018121058A1 (en) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | Wabco Gmbh | Compressor unit, compressed air supply system, in particular for a vehicle with a compressed air supply system |
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