DE602005003500T2

DE602005003500T2 - Bürstenanordnung

Info

Publication number: DE602005003500T2
Application number: DE602005003500T
Authority: DE
Inventors: James Ching Sik Tai Po Lau
Original assignee: Johnson Electric SA
Current assignee: Johnson Electric SA
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2005-04-27
Publication date: 2008-11-27
Anticipated expiration: 2025-04-28
Also published as: CN1700533A; JP2005328695A; US7298065B2; BRPI0501582A; EP1592112A1; ES2297633T3; ATE379872T1; GB0409662D0; DE602005003500D1; EP1592112B1; CN100530858C; US20050242683A1; JP4986412B2

Description

Diese Erfindung betrifft Elektromotoren und insbesondere eine Bürstenhalteranordnung für eine Verwendung bei Elektromotoren oder dergleichen.
Bürstenanordnungen für Elektromotoren, insbesondere kleine Dauermagnetgleichstrommotoren, sind entweder Käfigbürstenanordnungen oder Blattbürstenanordnungen. Blattbürsten sind relativ billig, wobei sie im Wesentlichen einen länglichen freistehenden Streifen aus elastischem, leitendem Material aufweisen, typischerweise Berylliumkupfer, der gegen eine Schleifkontaktfläche eines Kommutators elastisch verformt wird. Ein Bürstenkopf auf Kohlenstoffbasis kann am distalen Ende des Bürstenarmes befestigt werden, um einen Kontakt mit der Schleiffläche herzustellen. Käfigbürstenanordnungen verwenden eine Bürste auf Kohlenstoffbasis, die mittels einer separaten Feder gegen den Kommutator gepresst und in Richtung des Kommutators mittels eines starren Rohres oder Käfigs im Allgemeinen aus Messing oder einem isolierenden Kunststoffmaterial geführt wird. Diese ist stabiler und daher wünschenswerter, ist aber ebenfalls kostspieliger, und es ist schwieriger, die Bürste abzukühlen.
Daher besteht ein Wunsch nach einer stabilen Bürstenanordnung, die leicht abzukühlen und dennoch billig herzustellen ist.
Aus den GB 2302999A , JP 61-88743A und EP 0482235A1 ist bekannt, dass eine Bürste bei Verwendung einer oder mehrerer Platten gehalten wird, die Schienen aufweisen oder definieren. Obgleich die Bürste stabil gehalten wird, wirkt die oder jede Platte jedoch als eine Wand, die den Luftstrom in mindestens einer Richtung über die Bürste unvermeidlich behindert.
Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung eine Bürstenanordnung für einen Elektromotor bereit, wobei die Bürstenanordnung aufweist: eine Bürste für das Herstellen eines Schleifkontaktes mit einem Kommutator; eine Feder für das elastische Treiben der Bürste in Kontakt mit dem Kommutator; einen Halter für das Halten der Bürste und das Führen der Bürste in Richtung des Kommutators, wobei der Halter eine Basis und eine Vielzahl von Vorsprüngen aufweist, die sich von der Basis für das Halten und Führen der Bürste erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge längliche Stifte sind, die Schienen bilden, und dass die Bürste eine Vielzahl von Nuten aufweist, in denen die Stifte für das Führen und Halten der Bürste aufgenommen werden, wobei die Stifte eine kleine Fläche der Bürste in Anspruch nehmen, so dass die Bürste fast vollständig freigelegt wird, wodurch gestattet wird, dass Kühlluft unbehindert um die Seiten der Bürste strömt.
Vorzugsweise sind zwei Stifte mit kreisförmigem Querschnitt vorhanden, und die Nuten in der Bürste weisen einen teilkreisförmigen Querschnitt auf.
Vorzugsweise ist die Bürstenanordnung so ausgeführt, dass sie lösbar an einer Bürstenplatte des Motors befestigt wird.
Vorzugsweise sind die Basis und die Stifte als eine monolithische Konstruktion zusammenhängend ausgebildet, und die Stifte bilden Schienen, die aus dem Halter frei vorstehen, und die Bürste ist so ausgeführt, dass sie unter dem Einfluss der Feder entlang der Schienen gleitet.
Vorzugsweise sind die zwei Stifte die jeweiligen Enden eines einzelnen Stabes, und der Stab weist einen im Wesentlichen U-förmigen mittleren Abschnitt auf, der einen untersten Teil mit zwei Armen bildet, die sich daraus erstrecken.
Vorzugsweise wird der unterste Teil sicher in einer Aussparung in einer Bürstenplatte des Motors aufgenommen.
Vorzugsweise sind die Arme U-förmig, die einen ersten und zweiten Armabschnitt bilden, die sich im Wesentlichen senkrecht von der Basis erstrecken, wobei die Bürste längs der Stifte verschiebbar ist, die die freien Enden der zweiten Abschnitte der Arme sind, und die in unmittelbarer Nähe zum ersten Abschnitt der Arme und dem untersten Teil sind.
Vorzugsweise weist die Bürste einen Anschlagvorsprung auf, der zwischen dem ersten Abschnitt der Arme angeordnet ist und sich mit dem untersten Teil behindert, um die Bewegung der Bürste weg von der Basis zu begrenzen.
Alternativ sind die Stifte separate U-förmige Stäbe, die sich von der jeweiligen ersten und zweiten Basis erstrecken, die auf entgegengesetzten Querseiten der Bürste angeordnet sind.
Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls einen Elektromotor bereit, der eine derartige Bürstenanordnung enthält.
Vier bevorzugte Ausführungen der Erfindung werden jetzt nur als Beispiel mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die zeigen:
1 eine teilweise auseinandergezogene Darstellung eines Motors, der eine Bürstenanordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung enthält;
2 einen Bürstenhalter, der ein Teil der Bürstenanordnung aus 1 ist;
3 den Bürstenhalter aus 2 mit angebrachter Bürste und Leitungsdraht;
4 eine Bürstenplatte, die ein Teil einer Endkappe des Motors aus 1 ist;
5 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Entfernen der Bürstenanordnung des Motors aus 1;
6 eine alternative Bürstenkäfiganordnung;
7 eine perspektivische Darstellung einer Stiftanordnung, die Teil einer Bürstenanordnung entsprechend einer anderen Ausführung ist;
8 einen Bürstenhalter, der die Stiftanordnung aus 7 enthält;
9 eine Bürstenanordnung, die den Bürstenhalter aus 8 enthält; und
10 eine Innenansicht einer Motorbürstenplatte, die zwei Bürstenanordnungen entsprechend einer vierten Ausführung enthält.
Der Motor aus 1 ist ein kleiner PMDC-Motor, der für Hochstrom-Hochleistungs-Anwendungen geeignet ist, wie beispielsweise eine tragbare Handbohrmaschine. Der Motor 10 weist ein Gehäuse auf, das durch ein hinteres Gehäuse 12 und eine erste Endkappe 14 und eine zweite Endkappe 16 gebildet wird. Der Motor weist eine Welle 18 auf, die sich, wie gesehen werden kann, durch die Endkappe 14 erstreckt. Die Welle ist ein Teil eines Schleifringläufers, der einen Kommutator umfasst, und das hintere Gehäuse 12 tragt einen Dauermagnetstator.
Die Endkappe 16 weist zwei Teile auf, eine Metallaußenplatte und eine Kunststoffinnenplatte, die als Bürstenplatte 20 bekannt ist, da sie das Bürstengestell und die anderen elektrischen Bauteile trägt, die die Motorklemmen einschließen, wo sie verwendet werden.
In diesem Motor weist das Bürstengestell zwei Bürstenanordnungen auf. Eine Bürstenanordnung 22 wird auseinandergezogen vom Rest des Motors gezeigt, da sie eine auswechselbare Bürstenanordnung ist, was bedeutet, das die Bürstenanordnung ausgewechselt werden kann, wenn die Notwendigkeit besteht (beispielsweise, wenn sie abgenutzt oder beschädigt ist), ohne dass das Motorgehäuse demontiert wird. Die Bürstenanordnung wird bereit zur Anbringung an der Bürstenplatte gezeigt, indem sie durch das Fenster 34 im hinteren Gehäuse 12 montiert wird.
Die Bürstenanordnung 22 weist einen Bürstenhalter 24, eine Bürste 26 und eine Bürstenfeder 28 auf. Der Bürstenhalter 24 wird in 2 detaillierter gezeigt. Der Bürstenhalter weist eine Basis 25 in der Form eines gestanzten Streifens 36 aus verzinktem Stahlblech auf obgleich andere Materialien geeignet sein können, wie beispielsweise Messingblech. Der Streifen 36 weist Enden 38, 40 auf, die nach innen gebogen oder gekrümmt sind, um annähernd der Kontur des hinteren Gehäuses zu folgen. Er weist zwei Montagearme 42 auf, die sich von einem unteren Rand erstrecken, die gebogen sind, um sich horizontal nach innen zu erstrecken. Jeder Arm 42 weist einen Widerhaken 44 mit einer abgeschrägten Fläche und einem entgegengesetzten hinteren Absatz 46 auf. Ein Längsschlitz 48 im distalen Ende des Armes 42 gestattet, dass der Widerhaken 44 leicht elastisch zusammengedrückt wird, verglichen mit dem restlichen Teil des Armes. Der Widerhaken 44 oder die abgeschrägte Fläche und der Absatz liefern eine Einrastfunktion, wie später beschrieben wird.
Der Bürstenhalter 24 weist zwei Vorsprünge auf die durch zwei Stifte 30 gebildet werden, die in zwei Löchern im mittleren Abschnitt des Streifens 36 mittels Presspassung angebracht werden. Die Stifte 30 erstrecken sich senkrecht zum mittleren Abschnitt und stehen nach innen im Wesentlichen parallel zu den Armen 42 vor. Die Stifte 30 bilden Schienen, längs der die Bürste 26 verschiebbar in Kontakt mit einem Kommutator geführt wird.
Ein Ende 38 des Bürstenhalterstreifens 36 (linkes Ende, wie in 2 gezeigt wird) weist zwei sich in Längsrichtung erstreckende Schlitze auf, die drei Finger 50 bilden. Das andere Ende 40 des Streifens 36 weist einen Querschlitz 52 auf der einen rechtwinkeligen Vorsprung 54 mit einer kleinen Kerbe 56 bildet, die im Endrand des Streifens 36 gebildet wird. Dieser Vorsprung 54 bildet einen Halter oder eine Halterung für die Bürstenfeder 28, und die Kerbe 56 bildet einen Federsitz, in dem ein Ende der Feder eingeschlossen wird. Das andere Ende der Feder wird so angeordnet, dass es gegen die Rückseite der Bürste drückt, um sie vom Bürstenhalter 24 in einem Gleitvorgang längs der Stifte 30 weg zu drücken. Eine Aussparung 58 im mittleren Abschnitt des Bürstenhalterstreifens 36 liefert einen Zugang zur Bürste für die Feder. Ein Schenkel 60, der sich teilweise über die Aussparung 58 erstreckt und ein geschlitztes Ende 62 aufweist, liefert eine bequeme Auflage für das Bürstenende der Feder während der Montage.
3 zeigt den Bürstenhalter 24 mit einer angebrachten Bürste 26 und einem befestigten Klemmendraht 32. Die Bürste 26 weist zwei teilkreisförmige Nuten 64 auf, die axial entlang der längeren Seiten verlaufen. Die Stifte 30 ordnen sich innerhalb der Nuten 64 an, so dass die Bürste 26 gleichmäßig verschiebbar längs der Stifte 30 ist. Die Bürste 26 weist ebenfalls einen eingebetteten Nebenschlussdraht 66 auf, der sich seitlich von der Bürste 26 erstreckt und elektrisch am Bürstenhalter 24 befestigt wird, indem er an einen oder mehrere der drei Finger 50 geschweißt wird. Ein Motorklemmendraht 32 wird ebenfalls an einen oder mehrere der drei Finger 50 geschweißt oder anderweitig elektrisch befestigt, um die Bürste 26 mit einer externen Stromquelle zu verbinden.
Wie es vorangehend erwähnt wird, weist die Eingangsendkappe 16 eine Metallabdeckung, die eine Buchse für die Welle 18 trägt, und eine Bürstenplatte 20 aus Kunststoffmaterial auf, die mit der Metallabdeckung gekoppelt ist. Die Bürstenplatte 20 weist Halterungen 60 für das Befestigen der Bürstenanordnungen 22 an der Endkappe 16 auf. Jede Halterung 60 weist ein Paar Vorsprünge auf, die einen Tunnel 70 bilden, in dem die Montagearme 42 des Bürstenhalters 24 eine Presspassung zeigen. Die Widerhaken 44 werden elastisch verformt, während die Arme 42 in die Tunnel 70 gepresst werden und federn zurück, wenn sie das Ende der Tunnel 70 freigeben, während der Bürstenhalter 24 in die vollständig eingesetzte Position gepresst wird. Die Absätze 46 drücken gegen die Endwände der äußeren Tunnelvorsprünge, wodurch das Entfernen des Bürstenhalters 24 verhindert wird. Ein Schlitz 72 ist in der Bürstenplatte 20 benachbart den Klemmenfingern 50 für den Durchgang der Klemmenleitung 32 angeordnet.
Diese Konstruktion begünstigt insbesondere die Verwendung von Klemmenleitungen 32. Der Bürstenhalter 24 kann jedoch mit den Motorklemmen verbunden werden, die an den Motorklemmenhaltern angebracht wurden, die als Vorsprünge 74 auf der Bürstenplatte 20 gezeigt werden. Der Anschluss kann durch Verwendung eines Drahtes, Messingstreifens oder einer Verlängerung der Motorklemme vorgenommen werden, um eine Verbindung mit dem Bürstenhalter zu bewirken, vorzugsweise durch Schweißen oder eine elastische Verbindung.
Um den Bürstenhalter 24 von der Bürstenplatte 20 freizugeben, beispielsweise um die Bürstenanordnung auszuwechseln, werden die Zinken eines pinzettenartigen Werkzeuges 76 in eine Aussparung 78 in der Endkappe 16 eingesetzt, was die distalen Enden der Montagearme 42 freilegt, und gegen die Widerhaken 44 gepresst, um die Absätze 46 weg von der Wand am Ende des Tunnels 70 elastisch zu biegen, wodurch gestattet wird, dass die Montagearme 42 aus dem Tunnel 70 herausgezogen werden und die Bürstenanordnung 24 am dem Motor 10 durch das Fenster 34 herausgezogen wird.
Die stiftartigen Vorsprünge oder Schienen 30 verleihen der Bürste 26 eine sehr stabile Bürstenposition gleich einer Käfigbürstenanordnung, da die Bewegung der Bürste 26 durch die Schienen 30 innerhalb der Nuten 64 in allen Richtungen verhindert wird, ausgenommen axial längs der Schienen 30. Gleichzeitig werden die Bürsten 26 vollständig freigelegt, ausgenommen die kleine Fläche der Vorsprünge 30, und daher zeigt diese Bürstenanordnung 22 die Stabilität einer Käfigbürstenbaugruppe beim Freilegen und daher das Abkühlvermögen einer Blattbürstenanordnung.
Die Bürstenanordnung aus 6, die in einem teilweise auseinandergezogenen und teilweise zusammengebauten Zustand gezeigt wird, zeigt eine Bürste 26 mit zwei Längsnuten 64. Die Nuten 64 gestatten, dass die Bürste 26 längs der zwei Vorsprünge in der Form der Schienen oder Stifte 30 gleitet. Die Vorsprünge 30 sind entgegengesetzte Enden einer einzelnen Länge des Drahtes oder Rundmaterials 80, der so gebogen ist, dass sich die Enden im Allgemeinen in der gleichen Richtung mit dem mittleren Abschnitt 82 erstrecken, der in einer Aussparung 84 in der Endkappe sicher aufgenommen wird. Auf diese Weise führen die Schienen 30 die Bürste 26 in einen Schleifkontakt mit einem Kommutator eines Rotors. Die Bürste wird bei Benutzung mittels einer Feder (nicht gezeigt) in Kontakt mit dem Kommutator getrieben, und ein elektrischer Kontakt zwischen der Bürste und einer Motorklemme (nicht gezeigt) erfolgt mittels eines eingebetteten Nebenschlusses (ebenfalls nicht gezeigt) und kann zusätzliche elektrische Bauteile für die Entstörung, wie beispielsweise eine Drossel (ebenfalls nicht gezeigt), einschließen oder nicht.
Obgleich gezeigt wird, dass das Rundmaterial 80 in eine Aussparung 84 eingesetzt werden kann, könnte das Rundmaterial direkt in das Material der Endkappe 16 geformt werden, um eine sichere Verbindung zu sichern. Während das mehr Freiheit in der Form des Materials 80 bieten kann, ist es ein kostspieligeres Verfahren und wird daher nicht so bevorzugt wie die veranschaulichte Ausführung.
Die Vorsprünge 30 oder die Enden des Materials werden als sich im Allgemeinen in der gleichen Richtung erstreckend beschrieben. Das ist der Fall, weil, obgleich idealerweise die Schienen parallel mit keinem Spalt zwischen den Stiften und der Fläche der Nuten verlaufen sollten, das nicht in Wirklichkeit infolge der Herstellungstoleranzen und der Notwendigkeit einer leichten Montage möglich ist. Die Schienen müssen gestatten, dass die Bürste leicht zwischen ihnen eingesetzt wird und dennoch die Bürste fest oder starr halten. Insbesondere, wenn die Schienen in der Form von Stiften vorliegen, wird das durch die elastische Beschaffenheit der Stifte ermöglicht, die elastisch verformt werden können, um den Spalt zwischen den Stiften zu verbreitern, um das Einsetzen der Bürste zu gestatten, aber dennoch starr genug sind, um eine Quer- oder seitliche Bewegung der Bürste während der Benutzung zu verhindern, insbesondere eine seitliche Schwingung, die durch die Drehung des Kommutators hervorgerufen wird, der versucht, die Bürste zu ziehen. Probleme mit dem Gleitzwischenraum zwischen der Bürste und den Stiften können ebenfalls durch Ausnutzen der Elastizität der Stifte überwunden werden. Durch Einsetzen der Stifte so, dass sie in ihrem freien Zustand etwas konvergent sind, können die Stifte so angeordnet werden, dass sie die Bürste leicht ohne eine ausreichende Kraft ergreifen, um das Gleiten der Bürste längs der Stifte bedeutend zu begrenzen. Das beseitigt den Zwischenraum, der erforderlich ist, damit die Bürste gleiten kann, und den zusätzlichen Zwischenraum, der erforderlich ist, um Herstellungstoleranzen zu gestatten, um ein Festklemmen der Bürste zu vermeiden, wie es beispielsweise bei einer Käfigbürstenanordnung erfolgen würde.
Die Stifte können ebenfalls geformt oder gebogen werden, um eine divergierende Öffnung zu bilden, um ein leichteres Einsetzen der Bürsten zu gestatten, oder um scharfkantige Vorderkanten der Stifte zu vermeiden, die an der Bürste haften bleiben können.
Obgleich ein auswechselbarer Bürstenhalter gezeigt und bevorzugt wird, kann der Bürstenhalter an der Bürstenplatte in einer nicht entfernbaren, nicht auswechselbaren Weise eingeschlossen oder befestigt werden, wie beispielsweise Einsetzwiderhaken und ein Übergießen.
Die in 7 bis 9 gezeigte dritte Ausführung veranschaulicht eine derartige Verbindung zwischen dem Bürstenhalter und der Endkappe.
In 7 werden die Vorsprünge 30 aus einem einzelnen Stück des Rundmaterials oder Stabes 80 gebildet, das zu einer U-Form geformt und zweimal gebogen wurde, so dass die Vorsprünge über oder benachbart dem untersten Teil des „U" liegen, wobei jeder Arm 86 ebenfalls U-förmig ist, wobei sich die Vorspringe 30 parallel zum ersten Abschnitt der Arme benachbart dem untersten Teil 82 erstrecken.
Der Bürstenhalter 24 ist gleich dem Bürstenhalter in 2, außer dass die Montagefinger 42 durch axial einsetzbare mit Widerhaken versehene Finger 43 ersetzt werden, die in Löcher in einer Kunststoffbürstenplatte oder Endkappe gepresst werden, um den Bürstenhalter an Ort und Stelle zu fixieren.
Die Vorsprünge 30 werden am Bürstenhalter fixiert, indem das geformte Rundmaterial 80 durch Löcher und/oder Spalte im Bürstenhalter geschoben wird. Genau gesagt, die Vorsprünge gelangen durch einen offenen Schlitz 47 und den untersten Teil des „U", und der erste Abschnitt der Arme 86 gelangt durch einen weiteren Schlitz 49, wo sie durch Quetschen oder anderweitiges Verformen des Materials des Schlitzes 49 auf den Armen 86 eingeschlossen werden. Durch Quetschen des ersten Abschnittes der Arme 86 und nicht der Vorsprünge 30 verringert sich die Wahrscheinlichkeit des Veränderns der Position der Vorsprünge während des Fixierens.
Der erste Abschnitt der Arme 86 und der unterste Teil des „U" 82 liefern eine zweite Schiene, damit die Bürste darauf sitzen kann, was eine zusätzliche Halterung oder Steifigkeit in der axialen Richtung des Motors bewirkt. Das liefert ebenfalls einen zweckmäßigen Anschlag für eine Bürstenanschlagarretierung.
Wie in 9 gezeigt wird, die die Bürstenanordnung veranschaulicht, wird ein Anschlag 65 auf der unteren Fläche der Bürste in Richtung des hinteren Endes der Bürste gebildet. Der Anschlag 65 bewegt sich längs und zwischen dem ersten Abschnitt der Arme 86, bis er den untersten Teil 82 des „U" erreicht. Wenn er mit dem untersten Teil 82 in Eingriff kommt, verhindert er eine weitere Bewegung der Bürste 26 weg vom Bürstenhalter 24 unter dem Einfluss der Feder 28. Der Bürstenanschlag wird verwendet, um zu verhindern, dass sich die Bürste zu kurz abnutzt, was zu entweder zum Scheuern des eingebetteten Nebenschlusses am Kommutator oder zum Verrücken der Bürste vom Bürstenhalter am Ende der Bürstenlebensdauer führt.
10 veranschaulicht eine vierte Ausführung, die an einer Kunststoffendkappe oder Bürstenplatte 20 angebracht ist. Bei dieser Ausführung sind die Schienenvorsprünge 30 ein Rundmaterial, das zu einer U-Form geformt wurde, wobei die Arme auf die jeweiligen einzelnen Halteplatten 90, 91 gequetscht wurden. Die Halteplatten 90, 91 werden an der Bürstenplatte 20 durch plastische Verformung der Fixiervorsprünge 92 fixiert, die durch Aufnahmelöcher hindurchgehen. Eine Halteplatte 90 weist Aufnahmelöcher auf, die so bemessen sind, dass sie die Fixiervorsprünge 92 aufnehmen, während die andere Halteplatte 91 geschlitzte Löcher 94 für das Aufnehmen der Fixiervorsprünge 92 aufweist, um eine Regulierung des Spaltes zwischen den Schienenvorsprüngen 30 zu gestatten, um Toleranzen bei den Abmessungen der Bürste 26 auszugleichen. Die Schienenvorsprünge werden an den Halteplatten 90, 91 mittels der Arme 96 in U-Form fixiert, so dass die Basis des „U" die Schiene bildet, auf der die Bürste 26 gleitet. Ein Quetschen wird durch Bilden von vier Stützen 98 um jedes Ende der Arme 96 herum bewirkt, vorzugsweise durch Stanzen der Halteplatte 90, 91. Sobald die Arme 96 der Schienen zwischen den Stützen 98 angeordnet wurden, werden die Stützen gequetscht oder anderweitig plastisch verformt, um die Schienen einzuschließen. Die erste Halteplatte 90 hält ebenfalls die Bürstenfeder 28. Der Bürstennebenschluss wird der Einfachheit halber weggelassen, würde aber elektrisch die Bürste direkt mit einer Motorklemme oder einem anderen Bauteil verbinden, beispielsweise einem Entstörungsbauteil des Motors.
Bei den auf diese Weise gebildeten Schienen 30 erfordern die Enden der Vorsprünge/Stifte nicht eine spezielle Behandlung, um Grate zu entfernen, da das Ende nicht die Bürste kontaktiert.
Daher liefert die vorliegende Erfindung eine Bürstenanordnung, die relativ leicht herzustellen ist, die eine stabile Bürstenposition aufweist, und bei der die Bürste dennoch fast vollständig freigelegt wird, um zu gestatten, dass Kühlluft unbehindert um die Seiten der Bürste strömt.
Die vorangehend beschriebenen Ausführungen werden nur als Beispiel angegeben, und für die Fachleute werden verschiedene Abwandlungen ersichtlich werden, ohne dass man vom Bereich der Erfindung abweicht, wie er in den als Anhang beigefügten Patentansprüchen definiert wird. Beispielsweise können, obgleich runde Stifte und halbkreisförmige Nuten gezeigt werden, andere Querschnittsformen wunschgemäß verwendet werden, um die Bewegung betreffs Gleitrichtung zu begrenzen, und um die Kontaktfläche zu verringern, um die Gleitreibung zu verringern, oder um die Herstellbarkeit zu verbessern. Beispielsweise runde oder rechteckige Stifte mit dreieckigen Nuten, sechseckige oder elliptische Schienen mit quadratischen Nuten.
Obgleich die bevorzugte Ausführung einen Blechhalter mit eingepresster Schiene oder Stiftvorsprüngen verwendet, könnte eine günstige Konstruktion eine einteilige geformte oder geschmiedete Anordnung für den Halter und die Vorsprünge sein. Das bringt eine größere Freiheit bei der Konstruktion der Vorsprünge und der Verstärkung der Vorsprung/Halterverbindung. Das Gießen oder Schmieden von Metall, wie beispielsweise Messing, Kupferlegierung und Aluminiumlegierung, und ein Kunststoff und keramisches Formen können geeignet sein.

Claims

Bürstenanordnung für einen Elektromotor, wobei die Bürstenanordnung aufweist: eine Bürste (26) für das Herstellen eines Schleifkontaktes mit einem Kommutator; eine Feder (28) für das elastische Treiben der Bürste (26) in Kontakt mit dem Kommutator; und einen Halter (24) für das Halten der Bürste (26) und das Führen der Bürste in Richtung des Kommutators, wobei der Halter (24) eine Basis (25) und eine Vielzahl von Vorsprüngen (30) aufweist, die sich von der Basis (25) für das Halten und Führen der Bürste (26) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (30) längliche Stifte sind, die Schienen bilden, und dass die Bürste (26) eine Vielzahl von Nuten (64) aufweist, in denen die Stifte für das Führen und Halten der Bürste (26) aufgenommen werden, wobei die Stifte eine kleine Fläche der Bürste in Anspruch nehmen, so dass die Bürste fast vollständig freigelegt wird, wodurch gestattet wird, dass Kühlluft unbehindert um die Seiten der Bürste strömt.
Bürstenanordnung nach Anspruch 1, bei der zwei Stifte (30) mit kreisförmigem Querschnitt vorhanden sind und die Nuten (64) in der Bürste (26) einen teilkreisförmigen Querschnitt aufweisen.
Bürstenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Basis (25) einen mittleren Abschnitt und einen ersten und zweiten Endabschnitt (90, 91) aufweist und sich die Stifte (30) im Allgemeinen senkrecht vom mittleren Abschnitt aus erstrecken.
Bürstenanordnung nach Anspruch 3, bei der die Basis (25) ein gestanzter Streifen aus Blechmaterial ist.
Bürstenanordnung nach Anspruch 4, bei der die Endabschnitte (90, 91) aus der Ebene des mittleren Abschnittes in Richtung der Seite der Stifte (30) herausgebogen sind.
Bürstenanordnung nach Anspruch 3, 4 oder 5, bei der die Feder (28) eine Schraubenfeder ist, die um eine Stütze (54) angeordnet ist, die auf der Basis (25) gebildet wird.
Bürstenanordnung nach Anspruch 6, bei der die Stütze (54) durch einen Querschlitz (52) gebildet wird, der sich nach innen von einem Rand der Basis erstreckt.
Bürstenanordnung nach Anspruch 7, bei der die Stütze (54) eine Kerbe (56) aufweist, die einen Sitz für die Feder (28) bildet.
Bürstenanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, bei der der mittlere Abschnitt eine Aussparung (58) aufweist, durch die sich ein Arm der Feder (28) erstreckt, um gegen eine hintere Fläche der Bürste (26) zu drücken.
Bürstenanordnung nach Anspruch 9, bei der der mittlere Abschnitt einen Schenkel (60) aufweist, der sich teilweise über die Aussparung (58) erstreckt, wobei der Schenkel (60) ein geschlitztes distales Ende (62) für das Halten des Armes der Feder (28) in einer zurückgezogenen Position aufweist, in der er nicht die hintere Fläche der Bürste (26) kontaktiert.
Bürstenanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, bei der der erste Endabschnitt (38) der Basis (25) ausgeführt ist, um den Bürstennebenschluss (66) mit einem Motorklemmenanschluss (32) elektrisch zu verbinden.
Bürstenanordnung nach Anspruch 11, bei der der Motorklemmenanschluss (32) ein Motorleitungsdraht ist.
Bürstenanordnung nach Anspruch 12, bei der die Basis (25) leitfähig und der Leitungsdraht (32) an den ersten Endabschnitt (38) geschweißt ist.
Bürstenanordnung nach Anspruch 13, bei der der erste Endabschnitt (38) geschlitzt ist, wobei eine Vielzahl von Klemmenfingern (50) gebildet wird, und bei der der Leitungsdraht (32) an mindestens einen der Klemmenfinger (50) geschweißt ist.
Bürstenanordnung nach Anspruch 14, bei der sich die Klemmenfinger (50) in der Längsrichtung der Basis (25) erstrecken und der Nebenschlussdraht (66) und der Leitungsdraht (32) an separate Klemmenfinger (50) geschweißt sind.
Bürstenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Bürstenanordnung (22) so ausgeführt ist, dass sie lösbar an einer Bürstenplatte (20) des Motors befestigt wird.
Bürstenanordnung nach Anspruch 16, bei der die Bürstenanordnung (22) lösbar an der Bürstenplatte (20) mittels Einrastmontagearmen (42) befestigt ist, die sich in einer Richtung quer zur axialen Richtung einer Welle des Motors erstrecken.
Bürstenanordnung nach Anspruch 17, bei der sich die Montagearme (42) vom mittleren Abschnitt der Basis (25) erstrecken und damit zusammenhängend sind, wobei sich die Arme (42) im Wesentlichen parallel zu den Stiften (30) erstrecken und in Montageschlitzen (70) aufgenommen werden, die auf der Bürstenplatte (20) gebildet werden.
Bürstenanordnung nach Anspruch 18, bei der die Montagearme (42) einen Widerhaken (44) am distalen Ende aufweisen, wobei der Widerhaken (44) eine nach vom liegende abgeschrägte Fläche und einen nach hinten liegenden Absatz (46) aufweist, der, wenn die Bürstenanordnung (22) vollständig eingesetzt ist, gegen eine Widerlagerwand am Ende der Montageschlitze (70) drückt, um ein Herausziehen der Montagearme (42) zu verhindern.
Bürstenanordnung nach Anspruch 19, bei der das distale Ende eines jeden Montagearmes (42) einen Schlitz (48) aufweist, damit das Ende während des Einsetzens des Montagearmes (42) elastisch verformt werden kann und elastisch verformt wird, um das Entfernen des Montagearmes (42) zu gestatten.
Bürstenanordnung nach Anspruch 20, bei der der Motor (10) ein Fenster (34) in einem Gehäuse (12) aufweist, wobei die Bürstenanordnung (22) durch das Fenster (34) beim Installieren oder Entfernen von der Bürstenplatte (20) geführt wird.
Bürstenanordnung nach Anspruch 21, bei der die Bürstenplatte (20) zumindestens ein Teil einer Endkappe (16) ist und die Endkappe (16), die die Bürstenplatte (20) umfasst, Öffnungen (78) aufweist, die einen externen Zugang zu den distalen Enden der Montagearme (42) gestatten, um die Arme (42) elastisch zu verformen, damit die Bürstenanordnung (22) aus dem Motor (10) entfernt werden kann.
Bürstenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei der die Basis (25) Montagearme (43) aufweist, die ausgeführt sind, um mit einer isolierenden Bürstenplatte (20) des Motors in Eingriff zu kommen.
Bürstenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Basis (25) ein integrierter Teil einer Bürstenplatte (20) des Motors ist.
Bürstenanordnung nach Anspruch 24, bei der die Bürstenplatte (20) ein geformtes Kunststoffteil ist und die Stifte (30) in die Bürstenplatte (20) geformt werden.
Bürstenanordnung nach Anspruch 24 oder 25, bei der die Stifte (30) die jeweiligen Enden eines einzelnen Stabes (80) sind.
Bürstenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Basis (25) und die Stifte (30) zusammenhängend als eine monolithische Konstruktion ausgebildet sind und die Stifte (30) Schienen bilden, die aus der Basis (25) frei vorstehen, und die Bürste (26) so ausgeführt ist, dass sie unter dem Einfluss der Feder (28) längs der Schienen gleitet.
Bürstenanordnung nach Anspruch 2, bei der die zwei Stifte (30) die jeweiligen Enden eines einzelnen Stabes (80) sind und der Stab (80) einen im Wesentlichen U-förmigen mittleren Abschnitt aufweist, der einen untersten Teil (82) bildet, wobei sich zwei Arme (86) daraus erstrecken.
Anordnung nach Anspruch 28, bei der der unterste Teil (82) sicher in einer Aussparung (84) in einer Bürstenplatte (20) des Motors aufgenommen wird.
Bürstenanordnung nach Anspruch 29, bei der die Aussparung (84) den U-förmigen mittleren Abschnitt (82) des Stabes (80) in einer axialen Richtung des Motors aufnimmt und der Stab (80) weiter so gebogen ist, dass sich die Stifte (30) in einer Richtung senkrecht zur axialen Richtung des Motors erstrecken.
Anordnung nach Anspruch 28, bei der die Arme (86) U-förmig sind, die einen ersten und zweiten Armabschnitt bilden, die sich im Wesentlichen senkrecht von der Basis (25) erstrecken, wobei die Bürste (26) längs der Stifte (30) verschiebbar ist, die die freien Enden der zweiten Abschnitte der Arme (86) sind, und die in unmittelbarer Nähe zum ersten Abschnitt der Arme (86) und dem untersten Teil (82) sind.
Anordnung nach Anspruch 31, bei der die Bürste (26) verschiebbar auf dem ersten Abschnitt der Arme (86) aufliegt.
Anordnung nach Anspruch 31 oder 32, bei der die Bürste (26) einen Anschlagvorsprung (65) aufweist, der zwischen dem ersten Abschnitt der Arme (86) angeordnet ist und sich mit dem untersten Teil (82) behindert, um die Bewegung der Bürste (26) weg von der Basis (25) zu begrenzen.
Anordnung nach Anspruch 31, bei der sich der Stab (80) durch Schlitze (47, 49) in der Basis (25) erstreckt und an der Basis (25) durch plastische Verformung des Schlitzes (49) fixiert wird, der den ersten Abschnitt der Arme (86) aufnimmit.
Anordnung nach Anspruch 34, bei der der erste Abschnitt der Arme (86) an der Basis (25) fixiert wird, wobei der mittlere Abschnitt der Arme (86) an einer entgegengesetzten Seite der Basis (25) zu den distalen Enden der Stifte (30) und dem untersten Teil (82) des „U" angeordnet wird.
Anordnung nach einem der Ansprüche 31 bis 35, bei der der unterste Teil (82) des „U" in unmittelbarer Nähe der distalen Enden der Stifte (30) ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Stifte (30) separate U-förmige Stäbe (80) sind, die sich von der jeweiligen ersten und zweiten Basis (90, 91) erstrecken, die auf entgegengesetzten Querseiten der Bürste (26) angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 37, bei der die erste Basis (90) die Bürstenfeder (28) hält.
Anordnung nach Anspruch 37 oder 38, bei der die erste Basis (90) genau an der Bürstenplatte (20) und die zweite Basis (91) an der Bürstenplatte (20) innerhalb eines vorgegebenen Bereiches der seitlichen Bewegung fixiert werden, um die Toleranzen bei den Bürstenabmessungen auszugleichen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 37 bis 39, bei der der unterste Teil des „U" die Schiene bildet, die in der Nut in der Bürste (26) angeordnet wird.
Anordnung nach einem der Ansprüche 37 bis 40, bei der die freien Enden der U-förmigen Stifte (30) auf die jeweilige Basis (90, 91) gequetscht werden.
PMDC-Motor, der mindestens zwei Bürstenanordnungen (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche einschließt.