DE4131959C2

DE4131959C2 - Bürstenhalter für einen Wechselstromgenerator in Fahrzeugen und Verfahren zu seiner Montage

Info

Publication number: DE4131959C2
Application number: DE4131959A
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Gotoh
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-09-27
Filing date: 1991-09-25
Publication date: 1994-12-01
Anticipated expiration: 2011-09-26
Also published as: KR920007298A; JPH0755034B2; FR2667736A1; FR2667736B1; US5245241A; DE4131959A1; JPH04137378A

Description

Die Erfindung betrifft einen Bürstenhalter, der in einem Wechselstromgenerator zur Verwendung in Fahrzeugen vorgesehen ist und bei dem eine Bürste in eine Bürstenkammer eingesetzt ist und durch eine Druckfeder niedergehalten wird (US-PS 3 445 705).

Fig. 6 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Wechselstromgenerators für Fahrzeuge, der einen auf ihm befestigten Bürstenhalter aufweist. In Fig. 6 umfaßt ein Stator (1) einen Statoreisenkern (2) und eine Statorwicklung (3). Andererseits umfaßt ein Rotor (4) Poleisenkerne (5, 6) mit unterschiedlichen Polaritäten, die derart angeordnet sind, daß ihre jeweiligen Polzahnabschnitte sich abwechselnd in Rotorumfangsrichtung erstrecken, eine Erregerspule (7), die zwischen den beiden Poleisenkernen (5, 6) gehalten wird, eine Welle (8), auf der die beiden Eisenkerne (5, 6) befestigt sind, ein Paar an der Welle befestigte Schleifringe (9) und Ventilatoren (10, 11), die jeweils an den Poleisenkernen (5, 6) befestigt sind.

Der Statoreisenkern (2) ist mit Hilfe von Befestigungsbolzen (14) an einer vorderen und hinteren Halterung (12, 13) befestigt. Die Welle (8) wird durch Lager (15, 16) gehalten, die jeweils in der vorderen und hinteren Halterung (12, 13) vorgesehen sind. Eine Riemenscheibe (17) ist an der Welle (8) montiert, um eine Motordrehung auf die Welle (8) zu übertragen und dadurch den Rotor (4) in Drehung zu setzen.

Eine Gleichrichteranordnung (18) wandelt einen Wechselstrom, der aus einer mittels der Statorwicklung (3) induzierten Wechselspannung erzeugt wird, in einen Gleichstrom um. Ein Spannungsregler (19) erfaßt eine Generatorspannung und steuert einen Erregerstrom, um eine Klemmenspannung auf einem vorgegebenen Wert zu regulieren.

Ein Bürstenhalter ist an der hinteren Halterung (13) befestigt. Eine Bürste (28) wird vom Bürstenhalter (20) gehalten und niedergedrückt und gestattet eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Bürste. Ein Zwischenring (22) ist an der hinteren Halterung (13) befestigt und umgibt abdichtend die Schleifringe (9) mit einem Spalt gegenüber dem Außenumfang der Schleifringe (9), um schädliche Stoffe, wie Feuchtigkeit und Salzgehalt in der Umgebungsluft, an einem Eintritt in das Innere des Zwischenringes (22) zu hindern.

Die Fig. 5A und 5B zeigen jeweils einen Grundriß und eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines bekannten Bürstenhalters, der an dem vorstehend aufgeführten Wechselstromgenerator montiert werden soll. Der Bürstenhalter (20) enthält eine Bürstenkammer (21) aus Kunstharz, in die die Bürste (28) eingesetzt ist, einen Verbindungsabschnitt (23), einen Klemmenabschnitt (24), eine Druckfeder (25) zum Niederdrücken der Bürste (28), einen Elektrodenabschnitt (26), der ein Anschlußabschnitt eines in der Bürstenkammer (21) aufgenommenen Anschlußleiters ist, und eine Abdeckung (27) aus Kunstharz.

Eine Leitung (29), die sich von der Bürste (28) wegerstreckt, wird von der Bürstenkammer durch ein Loch herausgeführt, das in einer oberen Wand der Bürstenkammer (21) gebildet wird, so daß das Anschlußende der Leitung (29) auf den Elektrodenabschnitt (26) aufgewickelt und mit ihm verlötet ist.

Der bekannte Bürstenhalter für einen in Fahrzeugen verwendeten Wechselstromgenerator hat jedoch die Schwierigkeit, daß eine Montage der Bürste (28) auf den Bürstenhalter (20) mühsam ist, da die Montage durchgeführt wird, indem die Bürste (28) in die Bürstenkammer (21) in einer Richtung eingesetzt wird, die in Fig. 5B durch einen Pfeil A angegeben ist, das Anschlußende der Leitung (29) von der Bürstenkammer (21) nach oben herausgezogen wird, das Anschlußende auf den Elektrodenabschnitt (26) gewickelt wird, und das Anschlußende auf den Elektrodenabschnitt (26) aufgelötet wird. Da ferner das Anschlußende der Leitung (29) auf den Elektrodenabschnitt (26) aufgewickelt und mit ihm verlötet wird, wird, falls der aufgelötete Abschnitt der Leitung (29) zu lang ist, der andere freie Abschnitt der Leitung (29) verkürzt. Infolgedessen wird die Bürste (28) durch die Leitung (29) gezogen und die Bewegung der Bürste (28) wird auf die verkürzte Länge der Leitung (29) verkürzt, bevor die Bürste (28) ihre Abriebgrenze erreicht.

Ferner, wenn die Bürste infolge des Abriebs gegen eine andere ausgetauscht wird, ist es notwendig, daß das Anschlußende der Leitung (29) der Bürste (28) aufgelötet wird, die Bürste von der Bürstenkammer (21) nach unten entfernt wird, die andere neue Bürste (28) in die Bürstenkammer (21) nach oben eingeführt wird, ein Anschlußende einer Leitung (29) der anderen neuen Bürste (28) aus der Bürstenkammer (21) herausgezogen wird, und das Anschlußende aufgewickelt und auf den Elektrodenabschnitt (26) aufgelötet wird. Somit erfordert die Austauscharbeit viel Arbeitszeit und besonderes Geschick.

Sowohl aus US 3,445,705 als auch aus US 3,558,949 sind Bürstenhalteanordnungen bekannt, welche eine Bürste, eine mit der Bürste verbundene Leitung, eine metallische Klemm platte mit daran festgeschweißtem anderen Leitungsende, eine Druckfeder sowie eine Bürstenkammer (aus Kunstharz) aufweisen.

Bei diesen Bürstenhalterungen hat es sich als nachteilig erwiesen, daß ein Austauschen der Bürsten aufgrund des Erreichens der "Abriebgrenze" sehr zeit- und arbeitsauf wendig ist. Dies ist dadurch bedingt, daß zuerst das Anschlußende der Leitung der Bürste aufgelötet, die Bürste aus der Bürstenkammer entfernt, eine neue Bürste in die Bürstenkammer eingeführt, ein Anschlußende einer Leitung der neuen Bürste aus der Bürstenkammer her ausgezogen und das Anschlußende aufgewickelt und auf einen Elektrodenabschnitt aufgelötet werden muß.

Ferner ist in der DE-OS 19 28 513 eine Kohle bürstenkonstruktion für eine elektrodynamische Maschine offenbart, welche einen aus Kunststoff hergestellten und aus einem Ganzen bestehenden Bürstenhalter aufweist. In die ser Anordnung ist die Klemmplatte mit dem Elektrodenab schnitt einstückig ausgebildet und muß einer komplizierten Biegung zum Zusammenbau mit einer Bürste und einer Feder unterzogen werden. Zudem wird auch bei dieser Bürstenkon struktion der Anschlußleiter vor dem Zusammenbau mit der Klemmplatte bzw. dem Elektrodenabschnitt verlötet und es ergeben sich folglich oben ausgeführte Nachteile.

Die Erfindung erfolgte, um die vorstehend aufgeführten Probleme zu lösen. Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Bürstenhalter zu schaffen, der in einem Wechselstromgenerator zur Verwendung in Fahrzeugen vorgesehen ist, bei dem eine Bürste mühelos in eine Bürstenkammer ohne besonderes Geschick eingebracht werden kann und bei dem die Arbeit des Austauschens der Bürste in einfacher Weise durchgeführt werden kann.

Zur Lösung der vorstehend aufgeführten Aufgabenstellung und weiterer Aufgabenstellungen betrifft die Erfindung Bürstenhalter für einen Wechselstromgenerator zur Ver wendung in Fahrzeugen, mit
einer Bürsteneinheit, bestehend aus einer Bürste, einer Leitung, die an ihrem einen Ende mit der Bürste verbunden ist, einer metallischen Klemmenplatte, mit der das andere Ende der Leitung verbunden ist, und einer Druckfeder, die zwischen der Bürste und der metallischen Klemmenplatte eingefügt ist,
einer Bürstenkammer aus Kunstharz zur Aufnahme der Bürsteneinheit, und
einem Anschlußleiter, der von dem äußeren Endabschnitt der Bürstenkammer ausgeht und mit der metallischen Klemmenplatte verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der metallischen Klemmenplatte eine Öffnung vorgesehen ist, durch welche ein Elektrodenabschnitt des Anschlußleiters von außen nach innen durchtritt und ein Halten der Bürste in der Bürstenkammer bewirkt, und
daß der Elektrodenabschnitt des Anschlußleiters mit der Klemmenplatte in einem Zustand verlötet ist, bei dem die Bürsteneinheit in der Bürstenkammer aufgenommen ist.

Die Erfindung stellt ferner ein Verfahren zur Montage eines Bürstenhalters zur Verfügung, das die folgenden Schritte umfaßt:

a) Einführen einer Leitung einer Bürste in das Innere einer Druckfederwicklung,
b) Aufschweißen eines Anschlußendes der Leitung auf eine metallische Klemmenplatte,
c) nach den Schritten a) und b) Einführen der Bürste in eine Bürstenkammer aus Kunstharz, bis die metallische Klemmenplatte gegen den oberen Endabschnitt der Bürstenkammer anliegt, und
d) Verlöten eines Elektrodenabschnittes, der vom äußeren Endabschnitt der Bürstenkammer vorsteht, auf die metallische Klemmenplatte, um dadurch die Bürste elektrisch mit dem Elektrodenabschnitt zu verbinden und die Bürste innerhalb der Bürstenkammer zu halten.

In den anliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Wechselstromgenerators für Fahrzeuge, an dem ein Bürstenhalter gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform befestigt ist;

Fig. 2A und 2B jeweils einen Grundriß und eine teilweise geschnittene Vorderansicht, die jeweils den in Fig. 1 angegebenen Bürstenhalter darstellen;

Fig. 3 eine Vorderansicht, die eine Bürsteneinheit gemäß den Fig. 2A und 2B darstellt;

Fig. 4 eine Vorderansicht des Bürstenhalters in einem Zustand, in dem eine Führungsabdeckung am Bürstenhalter angeordnet ist;

Fig. 5A und 5B jeweils einen Grundriß und eine teilweise geschnittene Vorderansicht, die jeweils einen bekannten Bürstenhalter darstellen; und

Fig. 6 eine Längsschnittdarstellung eines Wechselstromgenerators für Fahrzeuge, an dem der Bürstenhalter gemäß den Fig. 5A und 5B befestigt ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Bürstenhalter gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, in einem Zustand, bei dem der Bürstenhalter auf einem Wechselstromgenerator zur Verwendung in Fahrzeugen befestigt ist. In dieser Figur bezeichnen die Bezugszeichen (1-9, 11, 13, 16, 19, 28) die gleichen Teile wie bei dem vorausgehend aufgeführten Wechselstromgenerator nach Fig. 6, und somit wird die Einzelbeschreibung dieser Teile weggelassen.

Ein Bürstenhalter (40) ist an einer hinteren Halterung (15) befestigt. Die Bürste (28) wird vom Bürstenhalter (40) gehalten und ist dabei gemäß Fig. 1 in Aufwärts- und Abwärtsrichtung beweglich. Ein Zwischenring (42) ist fest verbunden an einer Bürstenkammer (41) ausgeführt. Der Zwischenring (42) umgibt abdichtend die Schleifringe (9) und bildet mit diesen einen dazwischenliegenden Spalt.

Bei dem im einzelnen in den Fig. 2A und 2B gezeigten Bürstenhalter sind die Bürstenkammer (41) und der Zwischenring (42) einteilig als ein Kunstharzteil ausgebildet. Ein Verbindungsabschnitt (43) und Klemmenabschnitte (44) sind am Bürstenhalter (40) vorgesehen. Ein Elektrodenabschnitt (46) wird in der Bürstenkammer (41) derart aufgenommen, daß sein Anschlußende von einem oberen Ende der Bürstenkammer (41) vorsteht.

Gemäß Fig. 3 ist eine metallische Klemmenplatte (45) mit einem Vorsprung (45a) versehen. Die Bürste (28) wird mit der Klemmenplatte (45) vorab verbunden, bevor die Bürste (28) in die Bürstenkammer (41) eingesetzt wird, wobei ein Anschlußende, das sich von der Bürste (28) wegerstreckt, in eine Druckfeder (25) eingeführt wird, ein Anschlußende der Leitung (29) in die metallische Klemmenplatte (45) eingeführt wird und das Anschlußende mit dem Vorsprung (45a) durch Schweißen, wie beispielsweise Warzenschweißen, verbunden wird. Somit kann die Länge der Leitung (29) zwischen dem oberen Ende der Bürste (28) und der metallischen Klemmenplatte (45) genau auf einen vorgegebenen Wert eingestellt werden. Dadurch ist es möglich, das Problem zu verhindern, das durch die verkürzte Leitung beim bekannten Bürstenhalter verursacht wird.

Es wird erneut auf die Fig. 2A und 2B Bezug genommen; Die Bürste (28) mit einer metallischen Klemmenplatte (45), die mit dem Anschlußende der Leitung (29) der Bürste (28) verbunden ist und mit einer Druckfeder (25), die zwischen der Bürste (28) und der metallischen Klemmenplatte (45) liegt, wird in die Bürstenkammer (41) nach unten eingeführt, wie durch einen Pfeil in Fig. 2B dargestellt ist, bis die metallische Klemmenplatte (45) gegen das obere Ende der Bürstenkammer (41) anliegt. In diesem Zustand wird die metallische Klemmenplatte (45) mit dem Elektrodenabschnitt (46) verlötet, der von der metallischen Klemmenplatte (45) durch ein Loch ragt, das an der Klemmenplatte (45) gebildet wird, um mit der Bürstenkammer (41) befestigt zu werden, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen der Bürste (28) und dem Elektrodenabschnitt (46) hergestellt wird und ein Halten der Bürste durch die Bürstenkammer (41) erzielt wird. Ferner wird eine Gummikappe (47) auf den oberen Abschnitt der Bürstenkammer (41) zum Schutz aufgesetzt, und darüber wird eine Abdeckung (48) aus Kunstharz unter Niederdrücken der Gummikappe (47) aufgesetzt.

Ferner ist gemäß Fig. 4 eine Führungshaube (49) aus Kunstharz vorgesehen, die sich gegen die Abdeckung (48) legt, und die Führungshaube (49) wird zusammen mit dem Bürstenhalter (40) mittels (in den Zeichnungen nicht dargestellten) Befestigungsschrauben an der hinteren Halterung (13) befestigt, wobei die Befestigungsschrauben in Aufnahmeöffnungen (49a) in der Führungshaube (49) eingesetzt werden. Durch diese Anordnung ist es möglich, ein Herabfallen der Gummikappe (47) und der Abdeckung (48) von der Bürstenkammer (41) infolge von Vibrationen oder dergleichen zu verhindern, und desgleichen den Eintritt schädlicher Stoffe, wie beispielsweise von Salzen, in die Bürstenkammer (41).

Claims

1. Bürstenhalter für einen Wechselstromgenerator zur Ver wendung in Fahrzeugen, mit
einer Bürsteneinheit, bestehend aus einer Bürste (28), einer Leitung (29), die an ihrem einen Ende mit der Bürste verbunden ist, einer metallischen Klemmenplatte (45), mit der das andere Ende der Leitung verbunden ist, und einer Druckfeder (25), die zwischen der Bürste und der metallischen Klemmenplatte eingefügt ist,
einer Bürstenkammer (41) aus Kunstharz zur Aufnahme der Bürsteneinheit, und
einem Anschlußleiter, der von dem äußeren Endabschnitt der Bürstenkammer (41) ausgeht und mit der metallischen Klemmenplatte verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der metallischen Klemmenplatte (45) eine Öffnung vorgesehen ist, durch welche ein Elektrodenabschnitt (46) des Anschlußleiters von außen nach innen durchtritt und ein Halten der Bürste in der Bürstenkammer (41) bewirkt, und
daß der Elektrodenabschnitt (46) des Anschlußleiters mit der Klemmenplatte (45) in einem Zustand verlötet ist, bei dem die Bürsteneinheit in der Bürstenkammer (41) aufgenommen ist.

2. Verfahren zur Montage eines Bürstenhalters nach Anspruch 1, der in einem Wechselstromgenerator zur Verwendung in Fahrzeugen vorgesehen ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Einführen einer Leitung (29) einer Bürste (28) in das Innere einer Druckfederwicklung (25),
b) Aufschweißen eines Anschlußendes der Leitung auf eine metallische Klemmenplatte (45),
c) nach den Schritten a) und b) Einführen der Bürste (28) in eine Bürstenkammer (41) aus Kunstharz, bis die metallische Klemmenplatte gegen den oberen Endabschnitt der Bürstenkammer anliegt, und
d) Verlöten eines Elektrodenabschnittes (46), der vom äußeren Endabschnitt der Bürstenkammer vorsteht, auf die metallische Klemmenplatte (45), um dadurch die Bürste elektrisch mit dem Elektrodenabschnitt zu verbinden und die Bürste innerhalb der Bürstenkammer (41) zu halten.