DE2938277A1

DE2938277A1 - Schleifbuerstenanordnung fuer einen startermotor

Info

Publication number: DE2938277A1
Application number: DE19792938277
Authority: DE
Inventors: Roy Price Bowcott
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1978-09-29
Filing date: 1979-09-21
Publication date: 1980-04-17
Also published as: ES484406A1; ZA794835B; JPS5549954A; IT7950376A0; BR7906187A; FR2437723A1; AU5091079A; PL218602A1; GB2032195A

Description

Lucas Industries Limited
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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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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Leerseite

Claims

COHAUS2; & FBOHÄCK

PATENT AN WA LT S BÜRO

SCHUMANNSTR. 97 ■ D-4OOO DÜSSELDORF £. \) 0 O C. I I

ToMon: (02 111 68 33 46 Telex: 0858 6513 cop d

PATENTANWÄLTE:
DipL-lng. W. COHAUSZ Dipl.-Ing. R. KNAUF Dr Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER ■ Oipl.-Ing. H. B. COHAUSZ

20.9.1979

Ansprüche:

/ 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.

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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.

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