DE9106141U1

DE9106141U1 - Elektromotor

Info

Publication number: DE9106141U1
Application number: DE9106141U
Authority: DE
Original assignee: Johnson Electric SA
Current assignee: Johnson Electric SA
Priority date: 1990-05-21
Filing date: 1991-05-17
Publication date: 1991-09-19
Anticipated expiration: 2001-05-18
Also published as: JPH05146108A; GB2244603B; HK37395A; CN2107723U; GB9011275D0; GB2244603A; JP2945503B2

Description

FQr die vorliegende Anmeldung wird die Prioriät der britischen Anmeldung 9011275.6 vom 21. Mai 1990 in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere einen Bürstenstromabnehmer für einen Elektromotor.

Ein Bürstenstromabnehmer in Elektro-Kleinmotoren, speziell Permanentmagnet-Gleichstrom-Kleinmotoren, weist charakteristischerweise eine Kohlebürste auf, die an einem Ende eines elastischen, elektrisch leitenden Arm - dem Bürstenarm - gehalten ist. Das Bürstenblatt ist so angeordnet, daß es die Bürste gegenüber einem Kommutator an der Motorwelle vorspannt. In ebenso charakteristischer Weise ist der Bürstenstromabnehmer in einer Abschlußkappe montiert, die ein Lager für die Motorwelle trägt und ein Bauteil der Motorbaugruppe bildet.

Bei Anwendungen im Niederspannungsbereich bestimmt sich der totale Widerstand des Motors zunehmend durch den Zwischenschichtwiderstand zwischen den Bürsten und dem Kommutator. Oa der Motorwiderstand den maximalen Energiebereich bestimmt, in weichem der Motor betrieben werden kann, ist eine Herabsetzung des Zwischenschichtwiderstands zwischen Bürste und Kommutator wünschenswert.

Damit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde einen Elektromotor entsprechend auszubilden.

Diese Aufgabe wird bei einem Gegenstand nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Dazu weist ein Elektromotor nach vorliegender Erfindung eine Borstenanordnung auf, die über eine elastische, elektrisch leitende Haltevorrichtung dergestalt verfügt, daß diese zwei oder mehr separat ausgebildete, in bezug auf die Motorlängsachse axial versetzte und parallel geschaltete Bürstenkörper trägt.

Normalerweise weist diese Haltevorrichtung für jeden Bürstenkörper einen separaten Arm auf, der so vorgesehen sein kann, daß er über unterschiedliche natürliche Schwingungs-Resonanzfrequenzen verfügt.

Die Bürstenkörper können unterschiedlich groß sein oder unterschiedliche physikalische Dichten aufweisen.

Es kann ein elektrischer Gleichstrom-Kleinmotor mit einer Bürstenanordnung zur Verfügung gestellt werden, die eine elastische, elektrisch leitende Haltevorrichtung dergestalt aufweist, daß sie zwei oder mehr separat ausgebildete, in bezug auf die Motorlängsachse axial versetzte und parallel geschaltete Bürstenkörper trägt.

Eine Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Motors erfolgt nun im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Darin zeigt:

Figur 1

Eine isometrische, zum Teil ausgebrochene Darstellung eines Motors

mit abgenommener Abschlußkappe.

Figur 2

Eine die Bürstenanordnung zeigenden Endansicht der Innenseite der Abschlußkappe.

Figur 3

Eine geschnittene Seitenansicht von Figur 2.

Figur 4

Eine Oberansicht der Bürstenanordnung.

Figur 5

Eine Seitenansicht der Bürstenanordnung.

Figur 6

Eine andere Darstellung eines Teils des Bürstenblatts und einer Bürste von Figur 5.

Der in Figur 1 gezeigte Motor hat eine Welle 10, die einen gewickelten Anker 11 und einen Kommutator 12 trägt. Der Kommutator 12 ist axial länger als Kommutatoren herkömmlicher Motoren gleicher oder ähnlicher Größe. In einem Gehäuse 13 sind zwei Feldmagneten 14 und ein Endlager 15 zur Lagerung der Welle 10 montiert.

In den Figuren 2 und 3 zeigt eine geformte Kunststoff-Abschlußkappe 16 einen Kunststoff-Bürstenhalter, der zwei Bürstenarmpaare hält. Jedes Bürstenarmpaar besteht aus einem Anschluß- bzw. Verbindungsteil 17, das mit elastischen bzw. federnden Bürstenhalteteilen oder Bürsten blättern 18 und 19 verbunden ist. Die Bürsten

20 und 21 sind in bezug auf die Motorlängsachse axial versetzt und durch das freie Ende des jeweiligen Bürstenblatts getragen. Bei Betrieb werden die Bürsten in Kontakt mit dem Kommutator 12 gedruckt.

Wie die Figuren 3 und 4 zeigen, sind das Verbindungs- bzw. Anschlußteil 17 und die Bürsten blätter 18 und 19 jeweils durch einen Nietensatz 22 und 23 aneinander befestigt. Es sind natürlich auch anderen Formen der Befestigung möglich, zum Beispiel Klammerbefestigung. Die Oberseite bzw. das obere Ende der Bürsten 20 und

21 ist geformt (siehe Figur 6) und durch Preßsitz in Längsschlitzen gehalten, die jeweils in und angrenzend an die freien Enden der Bürstenblätter 18 und 19 ausgebildet sind.

Nach weiteren Ausführungsformen der Erfindung werden Motoren mit Bürstenanordnungen zur Verfügung gestellt, bei welchen zwei oder gewünschtenfalls mehr Bürsten Seite an Seite und elektrisch parallel geschaltet montiert sind, was bedeutet, daß der Motor ein übliches

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Design bzw. eine übliche Konstruktion aufweisen jedoch beim Zusammenbau dahingehend montiert oder abgewandelt werden kann, daß er pro Borstenanordnung eine Bürste oder zwei Bürsten aufweist, die in jeder Bürstenanordnung parallel geschaltet bzw. angeschlossen sind. Dadurch kann für Motoren unterschiedlicher Kapazität ein Maximum an gemeinsam verwendbaren Bauteilen erreicht werden. In Fällen, in denen eine höhere Motorleistung erforderlich ist, werden zwei (oder mehr) Bürsten in der vorstehend beschriebenen Form verwendet.

In modifizierten Ausführungsformen sind die Bürsten blätter 18 und 19 aus unterschiedlich elastischem bzw. federnden Material hergestellt oder haben unterschiedliche Abmessungen, derart, daß die natürliche Schwingungsfrequenz der Bürsten blätter unterschiedlich ist. Zur Herabsetzung der effektiven Elastizität kann zum Beispiel in einem der Bürstenblätter zwischen dessen Enden ein Schlitz ausgebildet sein, was bedeutet, daß, wenn immer die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Motorwelle der Resonanzfrequenz des einen der Bürstenblätter entspricht, ist bei der durch das andere Bürstenblatt gehaltenen Bürste die Tendenz vorhanden, den guten Kontakt mit dem Kommutator beizubehalten. Alternativ oder aber zusätzlich können die Bürsten 20 und 21 die gleichen Gesamtabmessungen haben, derart, daß sie in die größengleichen Längsschlitze in den Bürstenblättern passen, aber aus einem Bürstenmaterial unterschiedlicher physikalischer Dichte hergestellt sind. Jedoch können die Bürsten auch unterschiedliche Gesamtabmessungen für denselben Zweck aufweisen und vorzugsweise mit oberen Endbereichen gleicher Größe ausgestattet sein, derart, daß sie mit einem einheitlich großen Schütz in den Bürsten blättern eine Preßpassung bilden.

Wie eingangs bereits erwähnt, ermöglichen die Ausführungsformen vorliegender Erfindung eine Herabsetzung des effektiven Zwischenschichtwiderstands und die Führung höherer Ströme bei gleichem Wicklungswiderstand, wodurch für ein höheres Überlastdrehmoment und höhere Ströme gesorgt wird, so daß dafür die Stromdichte jeder Bürste nicht erhöht werden muß, da zwei oder mehr Bürsten vorhanden sind. Höhere Stromdichten erhöhen nämlich normalerweise auch den Verschleiß und die Abnutzung und verkürzen so die Be-

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triebsdauer der Bürsten. Das dynamische Verhalten jeder Bürste ist unterschiedlich und kann, wie bereits geschildert, auch unterschiedlich gestaltet werden, derart, daß über einen Geschwindigkeitsbereich hinweg ein guter und zuverlässiger Bürsten kontakt bestehen bleibt, ohne einfach den Bürsten kontaktdruck zu erhöhen, was wiederum die Betriebsdauer jeder Bürste verringern würde. Die inhärente Verschlechterung des mit einer Vergrößerung der Bürsten verbundenen dynamischen Verhaltens wird ebenso vermieden. Die dynamische Leistung Ist deshalb wichtig, weil Kommutatoren, was ihre Rundheit anbelangt, bis zu einem gewissen Grad unverändert unperfekt sind und sich im Betrieb mit sehr hoher Geschwindigkeit drehen.

Claims

JOHNSON ELECTRIC S.A. 125 Rue de Prog res La Chaux de Fonds Schweiz F 14*127 ELEKTROMOTOR Schutzansprüche

1. Elektromotor, gekennzeichnet durch eine Borstenanordnung mit einer elastischen bzw. federnden, elektrisch leitenden Haltevorrichtung dergestalt, daß diese zwei oder mehr separat ausgebildete, in bezug auf die Motortängsachse axial versetzte und elektrisch parallel geschaltete Borstenkörper (20 und 21) trägt.

2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung der Borstenanordnung einen separaten Arm für jeden Borstenkörper (20 und 21) aufweist.

3. Elektmtr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die separaten Arme dergestalt sind, daß sie unterschiedliche natürliche Resonanz-Schwingungsfrequenzen besitzen.

4. Elektromtor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenkörper unterschiedliche Größen aufweisen.

5. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Bürstenanordnung ein gemeinsamer Kommutator zugeordnet ist.