DE2938277A1 - Schleifbuerstenanordnung fuer einen startermotor - Google Patents
Schleifbuerstenanordnung fuer einen startermotorInfo
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Description
Lucas Industries Limited
Great King Street
Birmingham B19 2XF/England
Great King Street
Birmingham B19 2XF/England
SchIeifbürstenanordnung für einen Startermotor
Die Erfindung betrifft eine Schleifbürstenanordnung für einen Startermotor sowie den Startermotor selbst.
Es ist bekannt, daß Startermotoren sehr große Ströme aufnehmen und daß es notwendig ist, sicherzustellen, daß alle
Verbindungen im elektrischen Stromkreis eines Startermotors einen so niedrigen Widerstand als möglich haben,
um eine Überhitzung der Verbindungen während des Betriebes zu verhindern.
Bei einer bekannten Art von Schleifbürstenanordnungen
für einen Startermotor ist eine Montageplatte elektrisch mit einem geerdeten Gehäuse des Startermotors verbunden.
Die Montageplatte trägt Schleifbürstenbuchsen, in denen Bürsten gleitend angeordnet sind und durch Federn nachgiebig
in eine Lage gedrückt werden, in denen sie den Kommutator des Startermotors berühren. Jede Bürste ist
mit einem Paar flexibler elektischer Leitungen verbunden, von denen jede am einen Ende in einem entsprechenden
Loch der Bürste sitzt, während ihre anderen Enden itu t
der Platte, in der Regel duich Löten, verbunden ist.
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C/w. 0300
Wenn solche Bürsten mit den Feldwickelungen des Motors verbunden sind, hat jede Platte die Form einer Anschlußendplatte,
deren Befestigung durch die gleiche Schraube erfolgt wie die betreffende Anschlußverbindung
der Feldwicklungen mit der Bürstenanordnungen bewirkt. Wenn solche Bürsten mit der Buchsen-Montageplatte zwecks Erdung verbunden sind, kann jede Platte,
an der die Leitungen befestigt sind, entweder unterhalb der entsprechenden Bürstenbuchse liegen oder durch eine
Schraube mit der Bürstenbuchse verbunden sein, die dann eine getrennte Erdverbindung zur Bürstenbuchsen-Montageplatte
hat. Die Bürstenbuchsen der mit den Feldwicklungen verbundenen Bürsten sind natürlich elektrisch
isoliert von der Montageplatte, obwohl sie darauf montiert sind.
Wenn auch die Bürsten einer solchen Bürstenanordnung verhältnismäßig leicht ersetzt werden können durch
Lösen der Schraubenverbindungen und Ausbau der Bürsten zusammen mit den daran sitzenden Leitungen, ist es nicht
immer möglich, die Schraubenverbindungen erneut mit der gleichen Wirksamkeit herzustellen, wie sie bei der Herstellung
in der Fabrik hatten. Außerdem besteht die Tendenz, abgenutzte Bürsten zu ersetzen, ohne daß die
Federn ersetzt werden, die ebenfalls abgenutzt oder korrodiert sein können.
Außerdem weist die vorgenannte Art der Bürstenanordnung eine verhältnismäßig große Anzahl von Verbindungen, insbesondere
Schraubenverbindungen auf, die alle effektiv sein müssen, um den Lauf des Startermotors sicherzustellen.
Es sind verschiedene Konstruktionen von Bürstenanordnungen bekannt, die eine geringere Anzahl von Verbindungen aufweisen
als die vorgenannte Art von Konstruktion; in der
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Regel beruhen sie darauf, daß zwischen den Leitungen der Bürsten und anderen Teilen Verbindungen gemacht sind, die
außerhalb der Fabrik nur mit großer Schwierigkeit oder überhaupt nicht gemacht werden können. Bei solchen
Konstruktionen ist es daher schwierig oder sogar unmöglich, die Bürsten außerhalb der Fabrik zu ersetzen. Wenn
solche Verbindungen als Lötverbindungen ausgeführt sind, können sie sich infolge vor. Übernitzung beim Betrieb des
Startermotors lösen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu beseitigen oder zu mildern, so daß die Bürsten außerhalb
der Fabrik leicht ersetzt werden können, die Anzahl der wiederherzustellenden kritischen Verbindungen gering
ist und ein Ersetzen der Bürsten ohne ein Ersetzen der Federn und Bürstenbuchsen erschwert ist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, er einen vom Startermotor abnehmbar angeordneten Träger
aufweist, auf dem mindestens eine erste Bürste und mindestens eine zweite Bürste derart montiert ist, daß
sie durch Federn vorgespannt sind, wobei von jeder Bürste mindestens eine flexible Leitung ausgeht, ferner
eine Verbindung der ersten Bürste oder Bürsten mit einer Feldwicklung des Motors und eine Verbindung der
zweiten Bürste oder zweiten Bürsten mit dem Träger vorgesehen ist, die Verbindung der ersten Bürste oder
Bürsten mindestens eine Anschlußplatte aufweist, die an dem Träger derart montiert ist, daß sie von ihm
elektrisch isoliert ist und daß sie leicht lösbar ist, um die Feldwicklung lösbar zu verbinden, während die
Leitung oder die Leitungen der ersten Bürste oder ersten Bürsten an die Anschlußplatte oder eine derselben angeschweißt
ist, während die zweite Verbindung wenigstens ein elektrisch mit dem Träger verbundenes Element aufweist,
wobei die Leitungen der zweiten Bürste oder Bürsten mit einem dieser Elemente verschweißt sind.
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Bei einer solchen Konstruktion hat die ganze Bürstenanordnung eine verhältnismäßig geringe Anzahl von Verbindungen
und kann ersetzt werden als eine Einheit durch bloßes Lösen der Feldwicklungen von der Klemmplatte bzw.
den Klemmplatten und anschließendem Abnehmen des Trägers vom Motor. Die Bürstenanordnung kann ersetzt werden, ohne
daß Löt-Schweißverbindungen oder andere Dauerverbindungen gelöst werden müssen und vermeidet die Verwendung gelöteter
Verbindungen. Wenn keine Möglichkeit des Schweißens besteht, können die Bürsten nicht als separate Einheit
ersetzt werden und somit muß die vollständige Bürstenanordnung ersetzt werden. Es ist also stets eine neue vollständige
Bürstenanordnung zu verwenden. Ein Löten zum Ersatz von Bürsten ist wegen der hohen Temperaturen, die
bei Startermotoren dieser Art auftreten können, nicht akzeptabel.
Vorzugsweise weist die Anschlußplatte einen mit einer Öffnung versehenen Ständer auf, gegen den ein mit einer
öffnung versehener und mit der Feldwicklung verbundener Anschlußteil durch ein lösbares Befestigungselement,
z.B. eine Befestigungsschraube, gehalten ist
Jede der genannten Elemente hat vorzugsweise die Form einer Platte, die unter der ihr zugeordneten zweiten
Bürste liegt.
Insbesondere ist es zweckmäßig, ein Paar separater Leitungen vorzusehen, von denen jede Leitung an ihrem einen Ende in
einem entsprechenden Loch der Bürste befestigt ist, während das andere Ende an einem der Glieder oder an der Klemmplatte
angeschweißt ist.
Die Erfindung umfaßt auch einen Startermotor mit einer Schleifbürstenanordnung der vorgenannten Art.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der
Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch einen Starter-
motor, der eine Schleifbürstenanordnung gemäß
der Erfindung aufweist,
Fig. 2 zei(,'t in einem Schnitt eine Einzelheit der
Befestigung der Bürstenanordnung am Startermotor ,
Fig. 3 zeigt in Draufsicht die an dem Starter
motor gemäß Fig. 1 angeordnete Bürstenanordnung,
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der Fig. 3, ge
sehen in Richtung des Pfeiles 4 der Fig. 3,
Fig. 5 ist eine Seitenansicht der Bürstenanordnung
gesehen in Richtung der Linie 5-5 der Fig. 3.
Der in Fig. 1 dargestellte Startermotor ist bestimmt zum Starten eines Verbrennungskraftmotors von Fahrzeugen. Der
Startermotor besitzt ein zusammengesetztes Gehäuse 10 mit End-Lagerscheiben 11, die mit dem übrigen Teil des Gehäuses
10 durch Bolzen 12 (von denen nur einer dargestellt ist) verbunden sind. In dem Gehäuse 10 befinden sich die Feldwicklung
13, eine Rotor 14, dessen Welle in Lagern 15a laufen, die in den Endscheiben 11 eingepreßt sind, und
ein auf der Achse 15 am einen Ende des Rotors sitzender Kommutator 16. Am anderen Ende des Rotors 14 trägt die
Welle 15 eine Ritzelanordnung 17, die auf der Welle 15 drehfest, aber ihr gegenüber mittels einer durch ein
Solenoid betätigten Plungervorrichtung 18 bekannter Art
betätigbar ist.
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In dem Gehäuse 10 befindet sich ferner eine Schleifbürstenanordnung
19.
Die Schleifbürstenanordnung 19 ist in den Fig. 3 bis 5
im einzelnen dargestellt. Sie umfaßt eine kupferplattierte stählerne, im wesentlichen ringförmige Montageplatte 20,
die aufeinander gegenüberliegenden Seiten mit Gewinde versehene und versenkt«* Löcher 21 (Fig. 2) besitzt, die
Schrauben 22 aufnehmen können, durch die die Platte 20 an die Innenseite der indscheiben 11 angeschraubt ist.
In gleichen Umfangswinkeln sind auf der Platte 20 vier
Bürstenträger 23, 24, 25 und 26 angeorndet. Sie haben im wesentlichen einen U-förmigen Querschnitt, wie die
Fig. 4 und 5 zeigen. Jeder der Bürstenträger 23 und 25, die einander gegenüberliegend, ist auf der Platte 20
durch Nieten 27 befestigt. Zwischen jedem Bürstenträger 23, 25 und der Platte 20 befindet sich eine aus Kupfer
bestehende Verbindungsplatte 28. 29 und eine entsprechende, aus Kupfer bestehende Abstandsplatte 30, 31. Die Nieten
27 gehen durch die Platten 28 bis 31 und dienen dazu, diese in ihrer Lage zu halten. Jede der Bürstenträger 24 und
26 ist mit der Platte 20 mechanisch verbunden, aber elektrisch von ihr isoliert. Die Nieten 32 erstrecken sich durch die
entsprechenden Träger 24 und 26 und durch entsprechende Anschlußplatten 33 und 34 sowie durch entsprechende
Isolierplatten 35 (eine der Platten 35 ist in Fig. 5 zu erkennen). Nieten 32 gehen durch die entsprechenden
elektrisch isolierenden Buchsen 36 hindurch und sind daher elektrisch isoliert von der Platte 20. Jeder Bürstenträger
23 bis 26 hat im wesentlichen einen U-förmigen Querschnitt, durch dessen Steg die Nieten 27 und 32 hindurchgehen. Vom
Steg jedes Trägers 2 3 bis 26 und weg von der Platte 20 erstreckt sich ein mit dem Träger verbundener Ständer
37 bzw. 38, 39, 40. An jedem Ständer 37 bis 40 ist eine Spiralfeder 41 bis 44 befestigt. Eine Bürste 45 bis 48
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ist in jedem der Träger 2 3 bis 26 so angeordnet, daß sie in radialer Richtung gleiten kann. Die Bürsten 46 und
48 bilden ein Paar erste Bürsten, während die Bürsten
45 und 47 ein Paar zweiter Bürsten bilden. Die Federn 41 bis 44 drücken die betreffenden Bürsten 54 bis 58
in radialer Richtung nach innen gegen die Umfangsfläche
des Kommutators 16 (in Fig. 3 mi+-, strichpunktierten
Linien angedeutet). Vier Paar flexible durchflochtene Kupferlitzen 49 bis 52 sind in entsprechenden Löchern
jeden Bürstenträgers 45 bis 48 befestigt und erstrecken sich radial nach außen. Die mit den zweiten Bürsten 45
und 47 verbundenen Leiter 49 und 51 sind mit den Platten 28 bzw. 29 verschweißt, während die mit den ersten
Bürsten 26 und 48 verbundenen Leiter 50 und 52 mit den Platten 33 und 34 verschweißt sind. Elektrisch isolierende
Hülsen 53 bis 56 umschließen die Leitungen 49 bis 52 über den größten Teil ihrer Länge. Jede Platte 33 und
weist den mit ihr aus einem Stück bestehenden und von ihr vorspringenden Ständer 57, 58 auf.
Jeder Ständer hat ein versenktes und mit Innengewinde versehenes Loch 59. Leitungen 60 und 61 der Feldwicklung
13, die mit den ersten Bürsten 46 und 48 zu verbinden sind, sind mit ihren Enden 62 und 63 daran angeschweißt. Jedes
Ende 62, 6 3 hat die Form eines U-förmigen elektrischen Leitungselements, dessen Innenseite in Kontakt mit dem
entsprechenden Ständer 57, 58 steht. Eine Befestigungsschrauben 64, 65 geht durch das Loch im Steg der Enden
62, 63 und greift ein in das Gewindeloch 59 des betreffenden Ständers 57, 58. Auf diese Weise ergibt sich eine erhebliche
Kontaktfläche zwischen den Enden 62, 63 und den Ständern 57, 58, so daß eine zuverlässige elektrische Verbindung
zwischen den Leitungen 60 und 61 und den ersten Bürsten
46 und 48 gewährleistet ist.
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Da die Arbeitsweise des Startermotors an sich bekannt ist, wird von einer Beschreibung derselben hier abgesehen.
Wenn eine Bürste abgenutzt oder gebrochen ist und ersetzt werden muß, kann die gesamte Bürsteneinheit 19 leicht entfernt
werden, nachdem lediglich die Bolzen 12 und 22 entfernt worden sind und die Endschilder 11 des Gehäuses
abgenommen sind, wobei die Bürstenanordnung an ihrer Stelle verbleibt. Dadurch werden die Schrauben 64 und 65 zugänglich,
nachdem diese entfernt worden sind, kann die gesamte Bürstenanordnung 19 abgenommen und durch eine
neue Bürsteneinheit ersetzt werden. Die Schrauben 64 und 65 werden dann, nachdem die neue Bürsteneinheit 19 in
ihre richtige Lage gebracht worden ist, wieder an ihre Stelle gesetzt, das Endschild 11 wieder angebracht und
die Schrauben 22 und Bolzen 12 wieder eingesetzt.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel hat der Startermotor einen trommeiförmigen Kommutator und Bürsten, die
in radialer Richtung gleiten können. Die Erfindung kann jedoch auch bei Startermotoren angewandt werden, bei
denen der Kommutator eine zur Laufachse des Motors normale Fläche hat und die Bürsten in Richtungen parallel zur
Laufachse gleiten.
Gemäß der Erfindung können auch die Bürstenleitungen 49 und 51 unmittelbar an die Montageplatte angeschweißt werden,
Auch könnte ein entsprechend geformtes Lagerschild 11 als Montierplatte 20 dienen. In solchem Fall würde eine
vom Lagerschild 11 getrennte Montierplatte überflüssig sein. In solchem Fall würde sich ein Ersatz der Bürstenanordnung
ergeben, wenn die Lager 15a ersetzt werden müssen. Daher
würde ein neues Lager, eine Bürstenanordnung und ein Endschild
11 die auszuwechselnde Einheit sein.
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ORIGINAL INSPECTED
Leerseite
Claims (5)
- COHAUS2; & FBOHÄCKPATENT AN WA LT S BÜROSCHUMANNSTR. 97 ■ D-4OOO DÜSSELDORF £. \) 0 O C. I IToMon: (02 111 68 33 46 Telex: 0858 6513 cop dPATENTANWÄLTE:
DipL-lng. W. COHAUSZ Dipl.-Ing. R. KNAUF Dr Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER ■ Oipl.-Ing. H. B. COHAUSZ20.9.1979Ansprüche:/ 1. Echleifbürstenanordnung für einen Startermotor, V__/d adurch gekennzeichnet, daß er einen vom Startermotor abnehmbar angeordneten Träger (20) aufweist, auf dem mindestens eine erste Bürste (46, 48) und mindestens eine zweite Bürste (45, 47) derart montiert ist, daß sie durch Federn (41 - 44) vorgespannt sind, wobei von jeder Bürste (45 - 48) mindestens eine flexible Leitung (49 - 52) ausgeht, ferner eine Verbindung der ersten Bürste oder Bürsten (46, 48) mit einer Feldwicklung (13, 60, 61) des Motors und eine Verbindung der zweiten Bürste oder zweiten Bürsten (45, 47) mit dem Träger (20) vorgesehen ist, die Verbindung der ersten Bürste oder Bürsten (46, 48) mindestens eine Anschlußplatte (33, 34) aufweist, die an dem Träger (20) derart montiert ist, daß sie von ihm elektrisch isoliert ist und daß sie leicht lösbar ist, um die Feldwicklung (13, 60, 61) lösbar zu verbinden, während die Leitung oder die Leitungen (50, 52) der ersten Bürste oder ersten Bürsten (46, 48) an die Anschlußplatte (33, 34) oder eine derselben angeschweißt ist, während die zweite Verbindung wenigstens ein elektrisch mit dem Träger (20) verbundenes Element (28, 29) aufweist, wobei die Leitungen (49, 41) der zweiten Bi rste oder Bürsten (45, 47) mit einem dieser Elenente (28, 29) verschweißt sind.337C/w. - 2 -030Ö1B/0691ORIGINAL INSPECTED - 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußplatte (33, 34) einen mit einer Öffnung versehenen Ständer (57, 58) aufweist, gegen den ein mit einer Öffnung versehener und mit der Feldwicklung (60, 61) verbundener Anschlußteil (62, 63) durch ein lösbares Befestigungselement, z.B. eine Befestigungsschraube (64, 65) gehalten ist.
- 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte elektrisch mit dem Träger (20) verbundene Element (28, 29) die Form einer Platte hat, die unter der ihr zugeordneten zweiten Bürste (45, 47) liegt.
- 4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g ekennzeichnet, daß für jede Bürste (45 - 48) ein Paar getrennter Leitungen (49 - 52) vorgesehen ist, von denen jede Leitung an ihrem einen Ende in einem entsprechenden Loch der Bürste (45 - 48) befestigt ist, während das andere Ende an einem der Glieder (28, 29) oder an der Klemmplatte (33, 34) angeschweißt ist.
- 5. Startermotor mit einer Feldwicklung, einem Rotor, einem Kommutator und einer Schleifbürstenanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifbürstenanordnung ausgebildet ist nach einem der Ansprüche 1 bis 4.030016/0691
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