-
-
Geräuscharmer Bürstenhalter, insbesondere für einen
-
Kommutator-Kleinmotor Die Erfindung bezieht sich auf einen geräuscharmen
Bürstenhalter, insbesondere für einen Kommutator-Kleinmotor, gemäß Oberbegriff des
Patentanspruchs 1; ein derartiger Bürstenhalter ist aus der DE-OS 25 60 959 bekannt.
-
Zur geführten Halterung der Bürste in beiden Drehrichtungen des Kommutators
ist bei dem bekannten Bürstenhalter einerseits zwischen jeder Seitenfläche der Bürste
und der in Abstand dazu gegenüberliegenden Seitenwand der Büstenhülse je eine Blattfeder
eingeklemmt und andererseits die Kohlebürste fußseitig durch eine Paßöffnung der
Bürstenhülse herausgeführt; zum Andruck der Kohlebürste an die Oberfläche des Kommutators
dient eine dritte, innerhalb der Bürstenhülse angeordnete, allein radial in Richtung
der Normalen auf die Oberfläche des Kommutators und senkrecht auf die Kopffläche
der Kohlebürste drückende Schraubendruckfeder. Zur Geräuschentkopplung zwischen
der Kohlebürste bzw. der Bürstenhülse und dem resonanzgebenden Lagerschild, an dem
die die Bürstenhülse aufnehmende Bürstentragplatte befestigt ist, dient ein die
Bürstenhülse allseitig umschließender Schlauch aus Silikon-Kautschuk.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Fertigungs-und Montageaufwand
für einen derartigen Bürstenhalter mit in ihren Bürstenhülsen mit Spiel geführten
Kohlebürsten wesentlich zu mindern und trotzdem eine hohe Geräuscharmut, insbesondere
bei reversierendem Betrieb, zu gewährleisten.
-
Diese Aufgabe wird bei einem Bürstenhalter der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnende Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Durch die in bestimmter Weise vorgesehene Schrägstellung der Bürstenführung
relativ zur Normalen auf die Oberfläche des Kommutators im Berührungspunkt zwischen
der Kohlebürste und der Oberfläche enthält die einzige, an sich nur dem Andruck
der Kohlebürste auf die Oberfläche des Kommutators dienende Schenkelfeder auch eine
Kraftkomponente in tangentialer Richtung; die aus der Reibung zwischen der Kohlebürste
und dem Kommutator im Betrieb resultierende tangentiale Reibungskraft liegt, abhängig
von der Drehrichtung des Kommutators, entweder in Richtung oder in Gegenrichtung
zu dieser tangentialen Kraftkomponente der Andruckfeder. Durch die erfindungsgemäße
vorgesehene Wahl der Größe des Anstellwinkels der Bürstenführung wird nun auf einfache
Weise erreicht, daß die von der Schenkelfeder abgeleitete tangentiale Kraftkomponente
auf jeden Fall - d.h. auch bei entgegengesetzter Richtung von Reibungskraft einerseits
und tangentialer Kraftkomponente der Andruckfeder andererseitsgrößer ist als die
aus der Brstenreibung sich ergebende tangentiale Reibungskraft. Damit ist zusammen
mit der an der Kohlebürste sich aufgrund der Kopfschräge ergebenen Tangential-Kraft
die Lage der Bürste in der Bürstenhülse trotz eines notwendigerweise vorzusehenden
Spiels zwischen Kohlebürste und Bürstenhülse in jedem Augenblick gleichbleibend
abstandskonstant zu den Seitenwänden der Bürstenhülse, da die Kohlebürste durch
die jeweiligen kopf- und fußseitigen Tangential-Kräfte in der gleichen Richtung
gegen die eine Seitenwand gedrückt wird. Auf diese Art und Weise wird mit einfachen
Mitteln eine
instabile Bürstenlage und damit die Zerstörung eines
einmal eingeschliffenen Tragbildes der Kohlebürste verhindert, was ansonsten zu
erhöhtem Bürstenverschleiß und verstärkter Geräuschbildung führen würde.
-
Trotzdem,insbesondere aufgrund radial schwingender Bürsten, entstehende
Geräusche können erfindungsgemäß durch die zwischen BürstenhUlse und Bürstentragplatte
auf fertigungs-und montagetechnisch einfache Weise zwischenlegbare Dämpfungsplatte
vom resonanzgebenden Lagerschild fern gehalten werden. Die sich dadurch ergebende
freie Zugänglichkeit der Vorderwand und insbesondere der Seitenwände der Bürstenhülse
wird in vorteilhafter Weise dazu benutzt, um anstelle von innerhalb der Bürstenhülse
vorgesehener mehrerer Schrauben- bzw. Blattfedern lediglich eine einzige sowohl
dem Andruck auf den Kommutator als auch die seitliche Fuhrung in der Bürstenhülse
gewährleistende Schenkelfeder außerhalb der Bürstenhülse zu lagern und in raumsparender
Weise lediglich den freien Schenkel dieser Schenkelfeder in die Bürstenhülse zu
fuh ren, so daß deren Raum im wesentlichen für eine möglichst lange Kohlebürste
zur Verfügung steht. Der erfindungsgemäße Bürstenhalter erlaubt also bei geringem
Fertigungs- und Montageaufwand und Gewährleistung langer störungsfreier Betriebszeiten
eine hohe Geräuscharmut und Geräusch isolierung trotz kleinster Baugröße.
-
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden im
folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung
näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 eine kommutatorseitige Vorderansicht
eines kompletten Bürstenhalters mit im Schnittbild dargestellter Bürstenhülse, Fig.
2 eine Seitenansicht des Bürstenhalters gemäß Fig 1, Fig. 3 eine Draufsicht auf
den Bürstenhalter gemäß Fig. 1, Fig. 4 ein Schnittbild der Bürstentragplatte mit
vormontierter Bürstenhülse gemäß Schnittverlauf IV-IV in Fig. 5, Fig. 5 eine kommutatorseitige
Vorderansicht der Bürstentragplatte mit im oberen Teil aufgelegter, jedoch noch
nicht mit ihren Laschen festgeklemmter Bürstenhülse, Fig. 6 ein Schnittbild der
Bürstentragplatte mit fertigmontierten und bestückten Bürstenhülsen gemäß Schnittverlauf
VI-VI in Fig. 7, Fig. 7 eine kommutatorseitige Vorderansicht der Bürstentragplatte
mit aufgelegten und durch Umbiegen ihrer Laschen festgeklemmten Bürstenhülsen.
-
Fig. 1 zeigt die kommutatorseitige Vorderansicht einer Bürstentragplatte
3 mit je einer in der oberen bzw.
-
unteren Hälfte in gleicher Weise ausgebildeten und montierten Bürstenhülse
4 und darin jeweils gefuhrt gehaltener Kohlebürste 5; zur deutlicheren Darstellung
ist jede Bürstenhülse 4 im Schnittbild dargestellt, so daß die beiden Seitenwände
46, 47 der Bürstenhülse 4 im Schnitt und die in der Bürstenhülse 4 geführte Bürste
5 in Draufsicht erscheinen. Wie insbesondere aus Fig. 1 und Fig. 5 bzw. Fig. 7 ersichtlich,
sind die beiden Bürstenhülsen 4, 4)von denen eine im oberen und eine im unteren
Teil der Bürstentragplatte 3 befestigt ist, gegeneinander parallel mittenversetzt
und in einem, von der Normalen N auf die Oberfläche 8 des nur andeutungsweise dargestellten
Kommutators abweichenden, Anstellwinkel oil an der Bürstentragplatte 3 befestigt.
Zur Befestigung der Bürstenhülse 4 an der Bürstentragplatte 3
dienen
jeweils an der Rückwand 45 der Bürstenhülse 4 angeformte und um entsprechende Nasen
34, 35 der Bürstentragplatte3 festklemmbare Laschen 41-44. Radial von der Bürstenhülse
4 abstehend ist an diese einstückig ein Anschlußstift 48 mitangeformt, auf die hier
nicht dargestellte, mit einer äußeren Stromzuleitung verbundene Anschlußstecker
aufsteckbar sind. An die Anschlußstifte 48 sind mit ihrem einen Ende flexible Stromlitzen
7 angelötet, die mit ihrem anderen Ende mit der Kohlebürste 5 verbunden sind.
-
Zur dauernden lagestabilen Halterung der Kohlebürste 5 relativ zu
den Seitenwänden 46, 47 der Bürstenhülse 4 als auch zum Andruck der Kohlebürste
5 auf die Oberfläche 8 des Kommutators dient als einzige Feder eine Schenkelfeder
6, die mit ihrem aufgerollten Ende an einem an die Bürstentragplatte 3 einstückig
angeformten Haltezapfen 31 gelagert ist und mit ihrem freien Schenkel 61 auf einer
Kopfschräge 51 der Kohlebürste 5 aufliegt. Die Kopfschräge 51 und der Anstellwinkel
o(, sind derart gewählt, daß unter Berücksichtigung der betriebsmäßigen Reibungskraft
zwischen der Kohlebürste 5 und der Oberfläche 8 des Kommutators einerseits bzw.
-
der Andruckkraft der Schenkelfeder 6 andererseits die Kohlebürste
5 unabhängig von der Drehrichtung des Kommutators dauernd lagekonstant zu den Seitenwänden
46, 47 der Bürstenhülse 4 angeordnet ist. In Fig. 1 wird z.B. in der oberen Bürstenhülse
4 die Kohlebürste 5 aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung und Anordnung durch
die Schenkelfeder 6 an die eine Seitenwand 46 der Bürstenhülse 4 angedrückt, selbst
wenn der Kommutator sich in solaher Drehrichtung dreht, daß die Reibungskraft zwischen
Kommutator und Kohlebürste der Andruckkraft-Tangentialkomponente der Kohlebürste
5 und somit der Andruckkraft der Kohlebürste 5 an die Seiten-
wand
46 entgegengerichtet ist; erfindungsgemäß verbleibt jedoch ein genügender Restbetrag
für die andrückende, die Lagekonstanz der Kohlebürste 5 gewährleistende Tangentialkomponente.
-
Die Seitenwand 47 der Bürstenhülse 4 ist, wie insbesondere aus Fig.
1 und Fig. 3 ersichtlich, mit einer Längs-Ausnehmung 471 versehen, durch die der
betriebsmäßig auf der Kopfschräge 51 der Kohlebürste 5 aufliegende bzw. während
der Montage des Bürstenhalters zumindest zeitweise gegen die der Längs-Ausnehmung
471 zugewandte Seitenfläche der Kohlebürste 5 andrückende freie Schenkel 61 der
Schenkelfeder 6 einführbar ist.
-
In Fig. 1 ist die Kohlebürste 5 in der oberen Bürstenhülse in ihrer
Betriebslage zu Beginn der Betriebszeit und in der unteren Bürstenhülse zu Ende
der Betriebszeit bei praktisch vollgestreckter Stromlitze 7 dargestellt; im letzteren
Fall ist dann selbstverständlich das in Fig. 1 in den Kommutator-Raum ragende Ende
der Kohlebürste 5 entsprephend abgeschliffen.
-
Bei der Montage des Bürstenhalters ist die Bürste 5 zweckmäßigerweise
in der Bürstenhülse über die eingezeichnete Stellung nach außen dann soweit herausgehoben,
daß der Schenkel 61 der Schenkelfeder 6 gegen die Seitenfläche der Kohlebürste 5
andrückt und dadurch die Kohlebürste in dieser Montagestellung gegen die Seitenfläche
46 reibschlüssig in ihrer herausgeschobenen Position gesichert ist; aufgrund dieser
Montagestellung kann die bereits voll bestückte Bürstentragplatte ohne Behinderung
durch in den Kommutator-Raum hineinragende Kohlebürsten über den Kommutator geschoben
werden.
-
Zwischen der Rückwand 45 der Bürstenhülse 4 und der gegenliegenden
Fläche der Bürstentragplatte 3 ist erfindungsgemäß eine Dämpfungsplatte 2 zur Schwingungs-
entkopplung
zwischen der Bürstenhülse und dem resonanzgebenden Lagerschild vorgesehen. Wie insbesondere
aus dem Vormontägezustand gemäß Fig. 4, 5 ersichtlich, ist die aus elastischem Material
bestehende Dämpfungsplatte mit einer solchen Ubermaß-Wulst 21, 22 relativ zum gegenliegenden
Teil der festklemmbaren Bürstenhülse 4, insbesondere relativ zu den Laschen 41-44,
ausgeschnitten, daß die gegenliegenden Teile der Bürstenhülse 4 nach dem Festklemmen
aufgrund des Klemmdrucks von dem elastischen Material wulstartig umgriffen sind.
-
Wie weiterhin aus Fig. 4, 5 ersichtlich,ist die Dämpfungsplatte 2
in vorteilhafter Weise vor dem Festklemmen an der Bürstentragplatte 3 mittels an
die Bürstentragplatte 3 und/oder die Dämpfungsplatte 2 angeformter Halterungen vorpositionierbar.
Im vorliegenden Fall dienen der Vorsprung 32 bzw. der Haltezapfen 31 als an die
Bürstentragplatte 3 angeformte Halterungen, um die die entsprechend U-förmige ausgeschnittenen
Übermaß-Wülste 21, 22 der Dämpfungsplatte 2 im Sinne einer Vorpositionierung formschlüssig
gegenlegbar sind. Zur Fertigung und Montage der Bürstenhülse 4 an der Bürstentragplatte
3 werden also gemäß Fig. 4 zunächst die Dämpfungsplatte 2 mittels des Vorsprungs
32 bzw. des Haltezapfens 31 an der Bürstentragplatte 3 vorpositioniert und anschließend
in einem Arbeitsgang die Bürstenhülse 4 auf der Bürstentragplatte 3 unter gleichzeitiger
Festpressung der Dämpfungsplatte 2 fixiert. Fig. 6, 7 zeigen die fertig montierte
Bürstentragplatte 3 mit der mittels Laschen 41-44 unter Zwischenlage der vorher
vorpositionierten Dämpfungsplatte 2 festgeklemmten Bürstenhülse 4.
-
7 Figuren 5 Patentansprüche