DE3531309A1 - Buerstenanordnung fuer kommutatormotore - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bürstenanordnung für Kommutatormotore gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1; der­ artige Bürstenanorndungen sind sowohl für Kasten- als auch für Hammer-Bürstenhaltersysteme allgemein bekannt.

Bei einem bekannten Kasten-Bürstenhaltersystem (DE-AS 12 63 917, Fig. 5, 6) werden die in mit einer Bürstentrag­ platte fest verbundenen Bürstenkästen geführten Kohle­ bürsten durch eine schraubenförmig gewendelte Feder auf den Kommutator gedrückt, die jeweils auf eine mit der Bürstentragplatte verbundenen Zapfen aufgesteckt ist, mit ihrem einen Ende auf die Oberseite der Bürste aufdrückt und sich mit ihrem anderen Ende an einem Fixpunkt der Bürsten­ tragplatte abstützt. Auf der Bürstentragplatte sind jeweils im Zwischenraum zwischen den Bürstenkästen Funkentstör­ drosseln festgeklemmt; diese bestehen aus einem Ferritkern und damit fest verbundenen umwickelten Drahtwindungen einer Selbstinduktionsspule, die elektrisch in Reihe jeweils zu einer Kohlebürste angeschlossen ist.

Bei einem bekannten Hammer-Bürstenhaltersystem (DE-PS 28 14 009, Fig. 1, 2) sind Bürstentragarme an einstückig an eine Kunststoff-Bürstenbrücke mitangespritzte Dreh­ zapfen in Form einer Schneidenlagerung aufgehängt und durch eine bzw. mehrere Schraubenzugfedern an den Kommu­ tator gedrückt, die zwischen zwei Bürstentragarmen bzw. mit ihrem einen Ende an der Bürstenbrücke in Ösen ein­ gehängt sind. Im Rücken der Bürstentragarme ist jeweils eine Funkentstördrossel mit einem Ferritkern und einer damit fest verbundenen umwickelten Selbstinduktionsspule festgeklemmt, die elektrisch jeweils mit der Kohlebürste des jeweiligen Bürstentragarmes in Reihe angeschlossen ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Fertigung und Montage der bekannten Bürstenanordnung mit Bürsten­ andruckfeder und Funkentstördrossel, insbesondere im Hinblick auf eine automatenfreundliche Handhabung, bei zumindest gleichbleibend guter Betriebssicherheit, zu vereinfachen.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einer Bürstenan­ ordnung der eingangs genannten Art durch die Lehre des Anspruchs 1; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Integration der Funktion von Bürsten­ andruckfeder einerseits und Funkentstördrossel anderer­ seits in einem einzigen Bauteil ermöglicht neben einer kleineren Baugröße die Einsparung eines ganzen Bauteils und eine wesentlich einfachere Montage, da das Zubringen zweier gesonderter Bürstenandruckfedern und deren Ein­ bringen in Ösen der Bürstentragarme bzw. der Bürsten­ tragplatte wegfällt und somit bei einer Automatenferti­ gung zwei ganze Handhabungsschritte eingespart werden können.

Eine besonders vorteilhafte Anwendung der erfindungsge­ mäßen Integration von Bürstenandruckfeder einerseits und Funkentstördrossel andererseits ergibt sich bei einem Hammer-Bürstenhaltersystem dadurch, daß nach einer Aus­ gestaltung der Erfindung die Induktionsspule jeweils als schraubenförmig gewendelte Torsionsfeder konzentrisch zu den Drehzapfen angeordnet und durch Torsionsvorspan­ nung mit ihrem einen Ende gegn die Bürstentragplatte und mit ihrem anderen Ende gegen einen Bürstenarm der Hammer-Bürstenhalter gedrückt ist, wobei in vorteilhaf­ ter Weise zusätzlich die Drehzahpfen jeweils in Form einer zu ihrem axial freien Ende hin stirnseitig offenen Hülse ausgebildet sind, innerhalb der jeweils ein axial frei vorstehender Ferritkern mit übergesteckter, als Torsionsfeder ausgebildeter Induktionsspule an der Bürstentragplatte befestigt ist.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand eines schema­ tisch dargestellten Ausführungsbeispiels in der Zeich­ nung näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 eine axiale Draufsicht auf eine Bürstentragplatte mit zwei daran schwenkbar gehaltenen Hammer- Bürstenhaltern,

Fig. 2 ein Teilschnittbild der Anordnung in Fig. 1 gemäß Schnittverlauf II-II.

An einer Bürstentragplatte 1 sind zwei hülsenförmige, axial frei vorstehende Drehzapfen 11 bzw. 14 angeformt, auf die von ihrem freien Ende her die bürstenabgewandten Enden zweier Hammer-Bürstenhalter 8, 9 mit übergreifen­ den Gegenhülsen 81, 91 aufgesteckt sind. Zur axialen Lagefixierung der aufgesteckten Hammer-Bürstenhalter 8, 9 sind deren in Form von Gegenhülsen 81, 91 ausgebildeten bürstenabgewandten Enden - wie insbes. aus Fig. 2 ersicht­ lich - mit radial vorstehenden Ringsegmenten 82, 83 bzw. 92, 93 versehen, die in der endgültigen Aufstecklage der Hammer-Bürstenhalter 8, 9 hinter Rastnocken 12, 13 bzw. 15, 16 der Bürstentragplatte 1 einschnappen.

Zum Andruck der in Aufnahmetaschen 84 bzw. 94 der Hammer- Bürstenhalter 8, 9 eingeklemmten Kohlebürsten 6, 7 an die Oberfläche des Kommutators 10 dienen erfindungsgemäß Torsionsfedern 2, 3, die jeweils mit der Induktionsspule einer jedem Hammer-Bürstenhalter zugeordneten Funkent­ stördrossel integriert sind.

Wie insbes. aus Fig. 2 für den einen Hammer-Bürstenhalter 8 bzw. dessen Torsionsfeder 2 ersichtlich, sind deren Enden in axiale Öffnungen der Bürstentragplatte bzw. der Auf­ nahmetasche eines Hammer-Bürstenhalters eingesteckt; durch entsprechende Vorspannung der Torsionsfeder 2 drückt das eine Ende 21 der Torsionsfeder 2 gegen die Bürstentrag­ platte 1 und das andere Ende 22 gegen die Aufnahmetasche 84 derart, daß die in der Aufnahmetasche 84 eingeklemmte Kohlebürste 6 gegen die Oberfläche des Kommutators 10 an­ gedrückt wird. In die hülsenförmig ausgebildeten Dreh­ zapfen 81 bzw. 91 sind von deren freiem Ende her jeweils die Induktionsspule bzw. Torsionsfeder 2 bzw. 3 eingescho­ ben und innerhalb deren Wickel, wiederum vom freien Ende her, je ein Ferritkern 4 bzw. 5 bis zu dessen stirnseitiger Anlage an der Bürstentragplatte 1 eingesteckt, wo sie z. B. durch einen vorherigen Klebeauftrag fixiert werden können. Die gesamte zuvor beschriebene Stecktechnik-Mon­ tage erfolgt zweckmäßigerweise derart, daß die Bürsten­ tragplatte mit ihrer Rückseite auf einem Montagetisch liegt, derart daß die Achsrichtung der Drehzapfen 11, 14 senkrecht nach oben gerichtet ist und die Zuführung der weiteren Bauteile in Gegenrichtung von oben nach unten erfolgen kann. Die Lagerung der Hammer Bürstenhalter auf den Drehzapfen und ihren axiale Arretierung sowie die Positionierung der als Bürstenandruckfeder ausgebildeten Induktionsspule mit ihren Enden in Öffnungen der Bürsten­ tragplatte bzw. der Hammer-Bürstenhalter ist somit in vorteilhafter Weise im Sinne einer Zuführung und Montage in nur einer axialen Richtung ausgebildet.

Für die Auslegung der als "Federdrossel" zu einem ein­ zigen integrierten Bauteil zusammengefaßten Funkentstör­ drossel einerseits und der Bürstenandruckfeder anderer­ seits sind folgende, dem Fachmann geläufige Überlegungen maßgeblich:

Bleiben die Anzahl der Windungen einer für einen Kfz-Lüf­ termotor bekannten Zahl der Windungen N (z.B. N = l 3)und die Abmessung des Ferritkerns (z. B. 1 = 18 mm; D = 5 mm) unverändert, so ist die Induktivität noch von der Perme­ abilität µ abhängig. Die Permeabilität µ ist wiederum eine Funktion der magnetischen Feldstärke H und damit des jeweiligen Stroms I, der durch die in Reihe mit der Kohlebürste angeschlossene Induktivitätsspule fließt. Um nun zu erreichen, daß der durch die Induktionsspule I fließende und die magnetische Feldstärke H induzieren­ de Betriebsstrom I bei der herkömmlichen Drossel aus Kupferdraht als auch bei der erfindungsgemäßen "Feder­ drossel" annähernd gleich groß sind, muß der ohmsche Widerstand sowohl der bekannten als auch der erfindungs­ gemäßen Drossel etwa gleich groß sein; dies gilt auch zu dem Zweck, daß die Erwärmung der erfindungsgemäßen "Federdrossel" nicht wesentlich stärker ist als die der herkömmlichen bekannten Drossel.

Aus diesen Überlegungen ergibt sich dann mit den herkömm­ lichen Formeln der Elektrotechnik ein Durchmesser des Wicklungsdrahtes bei Verwendung von Kupfer-Knetlegie­ rungen der erfindungsgemäßen "Federdrossel", der etwas größer ist als der Durchmesser der herkömmlichen (aus reinem Kupfer-Draht), allein nach den Maßgaben einer Funkentstördrossel ausgebildeten Induktionsspule.

Claims (5)

1. Bürstenanordnung für Kommutatormotore mit Bürstenandruckfeder und je Bürste zumindest einer Funkentstördrossel mit aus Draht gewendelter Induktionsspule, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule gleichzeitig als Bürstenandruckfeder ausgebil­ det ist.

2. Bürstenanordnung mit an axialen Drehzapfen einer Bürstentragplatte schwenkbar gelagerten Hammer-Bürstenhaltern nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule jeweils als schraubenförmig gewendelte Torsionsfeder (2 bzw. 3) konzen­ trisch zu den Drehzapfen (11 bzw. 14) angeordnet und durch Torsionsvor­ spannung mit ihrem einen Ende (21 bzw. 31) gegen die Bürstentragplatte (1) und mit ihrem anderen Ende (22 bzw. 32) gegen einen Bürstenarm der Hammer-Bürstenhalter (8 bzw. 9) gedrückt ist.

3. Bürstenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drehzapfen (11 bzw. 14) jeweils in Form einer zu ihrem axial freien Ende hin stirnseitig offenen Hülse ausge­ bildet sind, in welche jeweils in Achsrichtung der Drehzapfen (11 bzw. 14) eine als Torsionsfeder (2 bzw. 3) ausgebildete Induktionsspule ein­ geschoben und innerhalb deren Wickel ein stirnseitig an der Bürsten­ tragplatte (1) befestigbarer Ferritkern (4 bzw. 5) eingesteckt ist.

4. Bürstenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Hammer-Bürsten­ halter auf den Drehzapfen und der als Bürstenandruckfeder ausgebilde­ ten Induktionsspule mit ihren Enden in Öffnungen der Bürstentragplatte bzw. der Hammer-Bürstenhalter im Sinne einer Zuführung und Montage in nur einer axialen Richtung ausgebildet ist.

5. Bürstenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht der Torsionsfeder (2 bzw. 3) aus Kupfer oder aus einer Kupfer-Knetlegierung besteht.