DE3405193A1

DE3405193A1 - Buerstenhalterung fuer eine elektrische maschine

Info

Publication number: DE3405193A1
Application number: DE19843405193
Authority: DE
Inventors: Rudolf 1000 Berlin Borchardt
Original assignee: Huebner Elektromaschinen GmbH
Current assignee: Baumer Huebner GmbH
Priority date: 1984-02-14
Filing date: 1984-02-14
Publication date: 1985-08-22
Also published as: DE3405193C2

Description

Bürstenhalterung für eine elektrische Maschine
Die Erfindung betrifft eine Bürstenhalterung für eine elektrische Maschine, wie z. B. ein Tachometer-Dynamo mit federnd gegen die Lamellen eines Kommutators gedrückten, etwa stabförmigen Bürsten, die radial, ringförmig in Führungsfassungen angeordnet sind, mit den Lamellen-Kontaktflächen radial nach innen weisen und außenseitig von einer Feder beaufschlagt sind.
Bei einem Dynamo (Generator) dreht sich die Welle (deren Drehzahl beispielsweise gemessen werden soll) mit einem mit Wicklungen versehenen Anker in einem Magnetfeld, so daß eine Spannung in den Wicklungen induziert wird. Die Wicklungsenden sind mit Lamellen eines Kommutators verbunden, der sich mit dem Anker dreht. Herkömmlicherweise werden von außen gegen die Lamellen des Kommutators elektrisch leitende Bürsten federnd anqedrückt, welche die in den Wicklungen induzierten Spannungen abgreifen. Beim Gleiten über den Kommutator unterliegen die Bürsten nicht vermeidbaren Abnutzungserscheinungen, weshalb sie etwa stabförmig ausgebildet sind und mit einer Stirnseite des Stabes gegen den Kommutator andrücken, wobei der Stab nach längeren Betriebszeiten des Generators immer kürzer wird und mittels einer elastischen Feder auch bei verkürzter Stablänge ein ausreichender Andruck an den Kommutator gewährleistet ist.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Bürstenhalterung er eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei kostengünstiger Herstellung eine einfache Montage, einen sicheren Kontakt und eine einfache Arretierung der Bürsten ermöglicht. Dabei sollen abgenutzte Bürsten leicht auch von wenig fachkundigem Personal austauschbar sein.
Erfindungsgemäß wird diese Aufqabe dadurch gelöst, daß die Bürsten in Ausnehmungen in einem Kunststoff-Ring angeordnet sind, welcher den Anker des Dynamos umfängt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erstrecken sich die Ausnehmungen radial zwischen der inneren Umfangsfläche und der äußeren Umfangsfläche des Kunststoff-Ringes und weisen einen Querschnitt auf, der dem der Bürsten angepaßt ist, so daß die Bürsten zuverlässig in den Ausnehmungen geführt werden.
Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, daß die Bürsten bei der Montage bzw. Erneuerung einfach in die Ausnehmungen im Kunststoff-Ring einschiebbar sind, welcher dann als komplettes Bauteil in den Generator einbaubar ist.
Ein solcher mit Ausnehmungen versehener Kunststoff-Ring läßt sich leicht und kostengünstig herstellen.
Sind die Ausnehmungen im Kunststoff-Ring so angeordnet, daß sie jeweils eine offene Seitenfläche aufweisen, so ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, sie mit Abdeckungen aus Metall zu versehen. Die Abdeckungen können dabei vorteilhaft als elektrische Zuleitungen zu den Bürsten Verwendung finden.
Besonders leicht lassen sich die Abdeckungen dann auf dem Kunststoff-Ring montieren, wenn sie krampenförmig ausgebildet sind und jeweils eine etwa rechteckförmige Grundplatte aufweisen, welche die Ausnehmungen abdeckt, und mit im Bereich der Ecken der Grundplatte abstehenden Beinen versehen ist, welche in Löcher im Kunststoff-Ring eingreifen und so eine einfache Befestigung der Abdeckungen am Kunststoff-Ring ermöglichen.
Eine besonders einfache Montage der Bürsten im Kunststoff-Ring ergibt sich dann, wenn von der Grundplatte der Abdeckung im Bereich der äußeren Umfangsfläche des Kunststoff-Ringes eine mit einer Ausnehmung versehene Lippe absteht, wobei die Ausnehmung in ihrem Querschnitt etwa dem der Bürste angepaßt ist(also etwa rechteckförmig), so daß die Bürste durch die Ausnehmung in der Lippe in die Ausnehmung in dem Kunststoff-Ring einschiebbar ist.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Bürsten an ihrem radial äußeren Endabschnitt mit einer Wendelfeder versehen, die an ihrem von der Bürste entfernten Ende ein Plättchen aufweist, dessen Abmessungen größer sind als die der Ausnehmung in der Lippe, so daß die Plättchen beim Einschieben der Bürste gegen die Lippe der Abdeckung anstößt. Wenn ein Deckel den Kunststoff-Ring paßgenau an der äußeren Umfangsfläche umfängt und andererseits die Lippe gegenüber der sich radial erstreckenden Grundplatte der Abdeckung einen Winkel aufweist der etwas verschieden 0 ist von 90 , läßt sich das Plättchen beim Montieren einfach zwischen der Lippe und dem Deckel einklemmen, und ergibt durch die Federwirkung der Lippe einen einwandfreien elektrischen Kontakt zwischen Kohlebürste und Metallabdeckung.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Dabei zeigt, bzw. zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht in axialer Richtung auf den Kunststoff-Ring der Bürstenhalterung; Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie I-I der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab; Fig. 3 eine Ansicht des Kunststoff-Ringes gemäß Fig. 1 von der Rückseite; Fig. 4 eine Abdeckung für die Ausnehmung im Kunststoff-Ring in vergrößertem Maßstab; und Fig. 5 eine Bürste mit Spiralfeder und Plättchen, ebenfalls in vergrößertem Maßstab; Fig. 6-8 die Montage und die Arretierung der Kohlebürste.
Fig. 1 zeigt einen als Bürstenhalterung für die Bürsten insbesondere eines Tachometer-Dynamos dienenden Kunststoff-Ring 16 in der Draufsicht. Innerhalb der inneren Umfangsfläche 18 des Kunststoff-Ringes 16 läuft der (nicht gezeigte) Anker mit einem Schleifring, an den die Bürsten 12 (Fig.5) andrücken. Die Bürsten 12 sind in den Ausnehmungen 14 im Kunststoff-Ring 16 geführt, wobei die eine Stirnfläche 44 der Bürsten 12 radial nach Innen weist und geringfügig über die innere Umfangsfläche 18 des Kunststoff-Ringes 16 vorsteht, wo Siq an den Kommutator des (nicht gezeigten) Ankers andrückt.
Der Kunststoff-Ring 16 ist im Gesamt-Gehäuse des Dynamos angeordnet, welches hier nicht gezeigt ist, da es ausschließlich um die Halterung der Bürsten selbst geht.
Gemäß Fig. 1 sind die Bürsten 12 paßgenau in die Ausnehmungen 14 eingesetzt, welche in ihrem Querschnitt demjenigen der Bürsten entsprechen. Gemäß Fig. 1 sind insgesamS vier Ausnehmungen 14 für die Bürsten 12 vorgesehen, wobei nur eine Ausnehmung 14 im einzelnen gezeigt ist, während die anderen drei Ausnehmungen von Abdeckungen 20 aus Meta} abgedeckt sind.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie I-I der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab. Die Ausnehmung 14 im Kunststoff-Ring 16 hat etwa rechteckförmigen Querschnitt und ist dem entsprechenden Querschnitt der Bürste 12 angepaßt. Neben der Ausnehmung 14 ist noch eine flachere Ausnehmung 42 im Kunststoff-Ring 16 vorgesehen, welche die Abdeckung 20 aufnimmt, so daß diese bündig mit der Oberfläche des Kunststoff-Ringes 16 abschließt.
Fig. 4 zeigt eine der drei in Fig. 1 dargestellten Abdeckungen 20 im Detail. Die Abdeckung 20 weist eine Grundplatte 22 auf, von der vier Beine 24 (siehe auch Fig. 1) abstehen, welche in entsprechende Löcher 26 im Kunststoff-Ring 16 eingreifen. In Fig. 3, welche eine Rückansicht des in Fig. 1 gezeigten Kunststoff-Ringes 16 darstellt, sind die Löcher 26 für die Beine 24 der Abdeckung 20 dargestellt. Die Länge der Beine 24 ist so bemessen, daß sie den Kunststoff-Ring 16 durchragen und auf der der Grundplatte 22 gegenüberliegenden Seite in der Art einer Krampe durch Abbiegen der Beine befestigbar sind.
Die Grundplatten 22 der Abdeckungen 20 sind an ihrer radial nach außen stehenden Seite mit einer abgebogenen Lippe 30 versehen, welche eine Ausnehmung 28 aufweist.
Die Abmessungen der Ausnehmung 28 entsprechen etwa denjenigen der Ausnehmung 14, so daß die Bürste 12 ohne Schwierigkeiten durch die Ausnehmung 28 in der Lippe 30 in die Ausnehmungen 14 in dem Kunststoff-Ring 16 einschiebbar sind. Gemäß Fig. 5 ist jede Bürste 12 an ihrem radial nach außen stehenden Endabschnitt 36 mit einer Wendelfeder 38 versehen, welche an ihrem von der Bürste 12 abgewandten Ende ein Plättchen 40 aus Metall trägt.
Die Abmessungen des Plättchens 40 sind so gewählt, daß es größer ist als die Ausnehmung 28 in der Lippe 30, so daß das Plättchen 40 beim Einschieben der Bürste 12 vor der Lippe 30 hängenbleibt. Wie in Fig. 4 dargestellt, ist die Lippe 30 von der Grundplatte 22 nicht genau um 0 90 abgebogen, sondern die Hauptflächen der Grundplatte 22 und der Lippe 30 bilden zueinander einen Winkel, der 0 um einen kleinen Betrag d von 90 abweicht. Aufgrund dieser leichten Schrägung der Lippe 30 kann das außen an der Lippe 30 anliegende Plättchen 40 zwischen der Lippe 30 und einem den Kunststoff-Ring 16 an dessen Außenfläche 21 paßgenau umfangenden Deckel 50 (Fig. 8) eingeklemmt werden, wobei die Elastizität der Lippe 30 als Klemmspannung dient.
In Fig. 3 sind in der äußeren Umfangsfläche 21 des Kunststoff-Ringes 16 vorgesehene Ausnehmungen 32 dargestellt, in welche die Lippen 30 der Abdeckungen 20 aufgenommen werden. Eine Nut 34 ist in der in Fig. 3 dargestellten Rückfläche des Kunststoff-Ringes 16 vorgesehen und dient u.a. der Aufnahme von elektrischen Zuleitungen für die einzelnen Bürsten 12. Die Zuleitungen brauchen nicht mit den Bürsten 12 direkt verbunden zu sein, sondern nur zu den metallischen Abdeckungen 20 (d.h. deren Beinen 24) zu führen, welche über die Plättchen 40 sicherren Kontakt zu den Bürsten 12 haben.
In den Figuren 6,7 und 8 ist dargestellt, wie die Kohlebürste 12 zu montieren ist.
Figur 6 zeigt einen Schnitt durch die der Bürstenführung dienenden Ausnehmungen 14 sowie die von der Grundplatte 22 abstehende Lippe 30. Die Lippe 30 bildet mit der Grundplatte 22 einen Winkel, der nicht genau 900 entspricht, sondern um einen Winkel oC abweicht.
In Figur 7 ist dargestellt, wie bei der Montage die Kohlebürste 12 in die Ausnehmung 14 eingefügt ist, wobei das Plättchen 40 außenseitig an der Lippe 30 anliegt und die Feder 38 durch die Ausnehmung 28 ragend das Plättchen 40 mit der Bürste 12 verbindet. Bei der Montage wird also zunächst die Kohlebürste 12 durch die Ausnehmung 28 hindurchgeschoben bis das Plättchen 40 an der Lippe 30 anliegt. Sodann wird das Plättchen 40 gemäß Figur 7 in Richtung des Pfeiles A gedrückt, wobei es sich zwischen der Umfangswand 52 und der Lippe 30 einklemmt. Die Klemmspannung wird durch die Lippe 30 erzeugt, welche sich geringfügig verbiegt.
In Figur 8 ist dargestellt, wie der Deckel 50 über die Anordnung geschoben wird und sämtliche Bauteile fest arretiert, so daß eine sichere Bürsctenführung gewährleistet ist.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung zum Ausdruck kommenden Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
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Claims

Ansprtfche ================= 0 Bürstenhalteruna für eine elktrische Maschine,z. B.

einen Tachometer-Dynamo mit federnd aeqen die Lamellen eines Kommutators gedrückten, etwa stabförmiqen Bürsten, die radial, ringförmia in Führungsfassungen angeordnet sind, mit den Lamellen-Kontaktflächen radial nach innen weisen und außenseitiq von einer Feder beaufschlagt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten (12) in Ausnehmungen (14) in einem Kunststoff-Ring (16) angeordnet sind, welcher den Anker des Dynamos umfängt.
2. Bürstenhalterung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sich die Ausnehmungen (14) radial zwischen der inneren Umfangsfläche (18) und der äußeren Umfangsfläche (21) des Kunststoff-Ringes (16) erstrecken.
3. Bürstenhalterung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ausnehmungen (14) im Querschnitt in Umfangsrichtung dem der Bürsten (12) angepaßt, insbesondere rechteckförmig, sind.
4. Bürstenhalterung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ausnehmungen (14) mit Abdeckungen (20) aus Metall versehen sind.
5. Bürstenhalterung nach Anspruch 4, d a d u r c h gek e n n z e i c h ne t , daß die Abdeckungen (20) krampenförmig sind und jeweils eine etwa rechteckförmige Grundplatte (22) mit davon im Bereich der Ecken abstehenden Beinen (24) aufweisen.
6. Bürstenhalterung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Grundplatte (22) die Ausnehmung (14) jeweils abdeckt und daß die Beine (24) in den Kunststoff-Ring (16) eingreifen.
7. Bürstenhalterung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß für die Beine (24) in dem Kunststoff-Ring (16) sich axial erstreckende Löcher (26) vorgesehen sind.
8. Bürstenhalterung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß von der Grundplatte (22) der Abdeckung (20) im Bereich der äußeren Umfangsfläche (21) des Kunststoff-Ringes (16) eine mit einer Ausnehmung (28) versehene Lippe (30) absteht.
9. Bürstenhalterung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ausnehmung (28) in der Lippe (30) im Querschnitt dem der Bürste (12) entspricht.
10. Bürstenhalterung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß für die Lippe (30) eine Ausnehmung (32) in der äußeren Umfangsfläche (21) des Kunststoff-Ringes (16) vorgesehen ist.
11. Bürstenhalterung nach einem der Ansprüche 8 - 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lippe (30) unter einem Winkel von der Grundplatte (22) absteht, der etwas verschieden ist von 900.
12. Bürstenhalterung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf der den Ausnehmungen (14) im Kunststoff-Ring (16) gegenüberliegenden Seite des Kunststoff-Ringes (16) eine umlaufende Nut (34) im Kunststoff-Ring (16) vorgesehen ist.
13. Bürstenhalterung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die sich axial erstrekkenden Löcher (26) jeweils mit einem Endabschnitt in der Nut (34) enden.
14. Bürstenhalterung nach einem der Ansprüche 6 - 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Beine (24) derart bemessen sind, daß sie auf der der Grundplatte (22) gegenüberliegenden Seite zum Arretieren der Abdeckung (20) abbiegbar sind.
15. Bürstenhalterung nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Bereich der Abbiegung der Beine (24) jeweils eine Ausnehmung im Kunststoff-Ring (16) vorgesehen ist.
16. Bürstenhalterung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Bürsten (12) an ihrem radial äußeren Endabschnitt (36) mit einer Wendelfeder (38) versehen sind, die an ihrem von der Bürste (12) entfernten Ende ein Plättchen (40) aufweist, dessen Abmessungen größer sind als die der Ausnehmung (28) in der Lippe (30).
17. Bürstenhalterung nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Deckel (50) den Kunststoff-Ring (16) paßgenau an der äußeren Umfangsfläche (21) umfängt und die Plättchen (40) zwischen der Lippe (30) und dem Deckel einklemmbar sind.