EP0225978A2 - Bürstenanordnung für Elektromotore - Google Patents

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EP0225978A2
EP0225978A2 EP86113607A EP86113607A EP0225978A2 EP 0225978 A2 EP0225978 A2 EP 0225978A2 EP 86113607 A EP86113607 A EP 86113607A EP 86113607 A EP86113607 A EP 86113607A EP 0225978 A2 EP0225978 A2 EP 0225978A2
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EP
European Patent Office
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brush
collector
connections
cap
brushes
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EP86113607A
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Emilio Rodriguez
Antonio Martinez
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Braun GmbH
Original Assignee
Braun GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/38—Brush holders
    • H01R39/39—Brush holders wherein the brush is fixedly mounted in the holder

Definitions

  • the invention relates to a brush assembly for electric motors, comprising an insulating material, the motor front housing cap with arranged on the inside of the cap, parallel to the motor axis, with the end wall of the cap and its projections penetrating openings for receiving and fixing resilient collector brushes and with these corresponding brush connections, the collector brushes and the brush connections forming separate components.
  • Such a brush arrangement is already known from DE-AS 24 58 991.
  • Such brush arrangements are primarily characterized by a division of their collector brushes in two, namely into a section forming the actual brushes and a section forming the electrical connections thereof.
  • This division is advantageous in that only the first section, which forms the actual brush, in order to ensure an always optimal contact on the rotating collector interacting with the collector brush, must consist of non-corrosive and therefore relatively expensive material, while the second, the electrical one Connection forming section only needs to be made of a conventional electrically conductive material and is therefore less expensive and less problematic in terms of its dimensions.
  • a disadvantage of this brush arrangement in electric motors with a rotating drive axis consists in the relatively complex assembly of the collector brushes and the brush connections, which have to be assembled and fastened from the inside of the cap before the electric motor is closed. It follows from this that additional fastening means (soldering or plugs) are required to connect the brush connections to a power source from the outside, which connect the brush connections to the power source. Installation of the additional fasteners is therefore only possible after the electric motor has been installed, which complicates the installation.
  • Another disadvantage is that the collector brushes are held only frictionally by the brush connections in the openings, which can lead to the collector brushes loosening quickly due to the vibrations acting on them and thus a total failure of the electric motor can be caused.
  • the object of the invention is to eliminate the disadvantage of loosening the collector brushes and at the same time to create an electric motor in which the assembly of the brush connections with the electric motor mounted is possible without additional fasteners being required.
  • the brush arrangement according to the invention thus enables easy assembly and safe prior to assembly of the electric motor Attachment of the collector brushes within the housing cap of the electric motor. After the electric motor has been installed, the brush connections can then be easily inserted from the outside into the openings provided for this purpose in which they come into contact with the collector brushes and are held in place by the latter. This makes it possible for the brush connections to be connected to the current-carrying cables even before the brush connections are installed on the electric motor, and not only when, as in the prior art, the contact tabs (brush connections) are integrated in the electric motor.
  • each projection of the housing cap is formed with a flat support which serves to hold the collector brushes axially, onto which the angled fastening tabs associated with each collector brush can be placed and by means of a fastening tab formed over the bearing via a hole penetrating centering pin can be fixed on the cap-side projection.
  • the sections of the collector brushes inserted into the end wall of the housing cap from opposite sides and their brush connections, which meet in each of the two openings, are electrically actuated by an effective locking mechanism depending on the insertion connected to each other and the brush connections are determined in their functional position. This ensures that the brush connections are held in place in the openings by the locking mechanism.
  • the locking mechanism is formed from a respective resilient and protruding tab belonging to the base section of the collector brush, which extends parallel to the latter, and the brush connection resiliently rests on the tab.
  • the width of the opening (slot) is dimensioned so that the two parts are pressed into it frictionally next to each other.
  • the brush connections are formed on a circuit arrangement that controls the electric motor. It is hereby achieved according to the invention that a switch which switches the electric motor on or off can be fastened directly to the electric motor via the brush connections, so that additional fastening means for the switch are not required.
  • the brush arrangement according to the invention comprises a pair of contacts consisting of two collector brushes 1 and 2, which in the usual way with a rotating collector (not shown) of the rotor (not shown), for example for driving a household or Personal care device serving electric motor cooperates.
  • the individual collector brushes 1 and 2 are each held in an inwardly projecting section 7 and 8 of a housing cap 10 which is assigned on the end face in the stator housing 9 of the electric motor.
  • each of the sections 7 and 8 is formed with a receiving slot (opening) 12 or 13 which penetrates the end wall 11 of the housing cap 10 and into which the opposite the longitudinal extension of the collector brushes 1 or 2, the web section 14 or 15 bent at right angles can be inserted in the axial direction of the housing cap 10 ', in a functionally appropriate manner from the inside of the cap, ie from the cavity 16.
  • the base section 14 or 15 of the collector brush 1 or 2 is each provided with a right-angled fastening tab 17 or 18, which extends parallel to the plane of the end wall 11 and which, when the collector brushes 1 or 2 are in use, has one on each of the sections 7 and 8 of the housing cap 10 molded supports 19 and 20 rest.
  • the pins 21 and 22 molded onto the supports each penetrate a centering hole 23 and 24 of the fastening tabs 17 and 18, respectively by rivet-like deformation the immovable and permanent fixation of the collector brushes 1 and 2 on the housing cap 10 of the electric motor.
  • the collector brushes 1 and 2 which are thus fixed on the end face of the housing cap 10, lie with their square ends on their free ends 25 and 26, square carbon rods 27 and 28 under self-resilience against the collector of the rotor, the rotor shaft (not shown) of one of the housing caps 10 associated pivot bearing 30 is added.
  • the collector brushes 1 and 2 are only pressed radially outwards when the rotor is installed and are then always pre-loaded on the rotor.
  • the width and depth of the slot-shaped openings 12 and 13 which define the collector brushes 1 and 2 are dimensioned such that in addition to the brush-side base section 14 and 15 there is also a brush connection (connection contact) 32 and 33 in the openings 12 and 13 can be inserted.
  • This brush connection 32 and 33 here consists of a flat, rigid contact strip made of electrically conductive material, for example brass, which can be inserted from the outside into the end wall 11 of the housing cap 10 completely penetrating receiving slot 12 or 13, which by the conical, outer Inputs 34 and 35 of these two slot-shaped openings 12, 13 is facilitated.
  • the brush connections are connected to a circuit arrangement S which controls the running of the electric motor.
  • each adjacent base sections 14 and 15 and the connecting contacts 32 and 33 are now fixed to each other within the slot-shaped openings 12 and 13 by a respective locking mechanism 36 and 37, which becomes effective when the same is plugged together.
  • This locking mechanism 36 or 37 is formed by a bent-out, resilient tab 38 or 39, which interacts with the corresponding terminal contact 32 or 33 in the clamp, by pressing the same against the inner walls of the slot-shaped opening 12 or 13th requirement for the function of this locking mechanism is that the tab 37 or 38 extends in the insertion direction of the contact 32 or 33.
  • the flap 37 or 38 which performs the clamping function can also achieve the same success if it is assigned to the connecting contacts 32 or 33 and acts on the base sections 14 or 15 of the collector brushes 1 and 2 in the manner described above.

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  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

Die Bürstenanordnung für Elektromotore weist eine aus Isoliermaterial bestehende, den Motor stirnseitig abschließende Gehäusekappe (10) auf, die mit an der Kappeninnenseite (16) angeformten, parallel zur Motorachse verlaufenden Vorsprüngen (7,8) ausgebildet ist. Die Vorsprünge (7, 8) werden von Öffnungen (12, 13) zur Aufnahme und Festlegung elastischer Kollektorbürsten (1, 2) durchdrungen. Die in die schlitzförmigen Öffnungen (12, 13) von außen einsetzberen Kontaktfahnen (32, 33) werden über ein an den Kollektorbürsten (1, 2) ausgebildetes Klemmgesperre (36, 37) ortsfest mit diesen verbunden.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Bürstenanordnung für Elektromotore, enthaltend eine aus Isoliermaterial bestehende, den Motor stirnseitig abschließende Gehäusekappe mit an der Kappeninnenseite angeordneten, parallel zur Motorachse verlaufenden Vorsprüngen, mit die Stirnwandung der Kappe und deren Vorsprünge durchdringenden Öffnungen zur Aufnahme und Festlegung federnder Kollektorbürsten und mit diesen korrespondierenden Bürstenanschlüssen, wobei die Kollektorbürsten und die Bürstenanschlüsse separate Bauteile bilden.
  • Eine derartige Bürstenanordnung ist bereits aus der DE-AS 24 58 991 bekannt. Derartige, insbesondere Kleinmotoren zugeordnete Bürstenanordnungen zeichnen sich primär durch eine Zweiteilung ihrer Kollektorbürsten aus, nämlich in ein die eigentlichen Bürsten bildendes Teilstück und in ein die elektrischen Anschlüsse derselben bildendes Teilstück. Diese Aufteilung ist insofern von Vorteil, als daß nur das erste, die eigentliche Bürste bildende Teilstück zur Gewährleistung eines stets optimalen Berührungskontaktes an dem mit der Kollektorbürste zusammenwirkenden, rotierenden Kollektor aus nicht korrodierendem und deshalb relativ teuren Material bestehen muß, während das zweite, den elektrischen Anschluß bildende Teilstück nur aus einem üblichen elektrisch leitenden Material hergestellt sein braucht und deshalb kostengünstiger und hinsichtlich seinen Abmessungen weniger problematisch ist.
  • Ein Nachteil dieser Bürstenanordnung in Elektromotoren mit rotierender Antriebsachse besteht in der relativ aufwendigen Montage der Kollektorbürsten und der Bürstenanschlüsse, die vom Kappeninneren her montiert und befestigt werden müssen, bevor der Elektromotor verschlossen wird. Hieraus ergibt sich, daß zur Kontaktierung der Bürstenanschlüsse mit einer Stromquelle von außen zusätzliche Befestigungsmittel (Löten bzw. Stecker) benötigt werden, die die Bürstenanschlüsse mit der Stromquelle verbinden. Eine Montage der zusätzlichen Befestigungsmittel ist also erst nach montiertem Elektromotor möglich, was die Montage erschwert. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Kollektorbürsten nur reibschlüssig von den Bürstenanschlüssen in den Öffnungen gehalten werden, was dazu führen kann, daß sich die Kollektorbürsten aufgrund der auf sie einwirkenden Schwingungen schnell lockern und somit ein Totalausfall des Elektromotors hervorgerufen werden kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, den Nachteil des Lockern der Kollektorbürsten zu beheben und gleichzeitig einen Elektromotor zu schaffen, bei dem die Montage der Bürstenanschlüsse bei montiertem Elektromotor möglich ist, ohne daß dabei zusätzliche Befestigungsmittel benötigt werden.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an der Kollektorbürste ein quer zur Motorachse verlaufender Befestigungslappen ausgebildet ist, der mit dem Vorsprung formschlüssig verbindbar ist und daß die Bürstenanschlüsse von außen in die Öffnung einsetzbar sind.
  • Die Bürstenanordnung gemäß der Erfindung ermöglicht somit vor dem Zusammenbau des Elektromotors eine leichte Montage und sichere Befestigung der Kollektorbürsten innerhalb der sie haltenden Gehäusekappe des Elektromotors. Nach montiertem Elektromotor können dann beim Einbau desselben in ein Gerät die Bürstenanschlüsse leicht von außen in die hierfür vorgesehenen Qffnungen eingeführt werden, in denen sie mit den Kollektorbürsten in Kontakt gelangen und von diesen ortsfest gehalten werden. Hierdurch wird es möglich, daß bereits vor Montage der Bürstenanschlüsse am Elektromotor diese mit den stromführenden Kabeln verbunden werden können und nicht erst dann, wenn bereits, wie im Stand der Technik, die Kontaktfahnen (Bürstenanschlüsse) im Elektromotor integriert sind.
  • Zum Befestigen und Zentrieren der Kollektorbürsten an der statorseitigen Gehäusekappe ist erfindungsgemäß jedem Vorsprung der Gehäusekappe ein zur axialen Halterung der Kollektorbürsten dienendes, planes Auflager angeformt, auf das der jeder Kollektorbürste zugehörige, abgewinkelte Befestigungslappen aufsetzbar und mittels eines dem Auflager angeformten, den Befestigungslappen über eine Bohrung durchdringenden Zentrierzapfens am kappenseitigen Vorsprung festlegbar ist. Nach Montage des Befestigungslappens auf dem Zentrierrzapfen wird dieser durch plastische Verformung aufgeweitet, so daß eine formschlüssige Verbindung mit dem Befestigungslappen entsteht.
  • Es ist weiterhin vorteilhaft, daß die in jeder der beiden Qffnungen zusammentreffenden Abschnitte der von gegensätzlichen Seiten in die Stirnwand der Gehäusekappe eingesetzten Kollektorbürsten und deren Bürstenanschlüsse durch in Abhängigkeit vom Einsetzen wirksame Klemmgesperre elektrisch miteinander verbunden und die Bürstenanschlüsse in ihrer funktionsgerechten Lage festgelegt werden. Hierdurch wird erreicht, daß die Bürstenanschlüsse durch die Klemmgesperre ortsfest in den Jffnungen gehalten werden.
  • Schließlich ist im Hinblick auf einen möglichst einfachen und kostengünstigen Aufbau das Klemmgesperre aus je einem dem Basisabschnitt der Kollektorbürste zugehörigen, parallel zu diesem verlaufenden, federnden und hervorstehenden Lappen gebildet und der Bürstenanschluß liegt mit Vorspannung an dem Lappen federnd an. Die Breite der Qffnung (Schlitz) ist dabei so bemessen, daß beide Teile in ihm reibschlüssig nebeneinander eingepreßt sind.
  • Es ist vorteilhaft, daß die Bürstenanschlüsse an einer den Elektromotor steuernden Schaltungsanordnung ausgebildet sind. Hierdurch wird erfindungsgemäß erreicht, daß ein den Elektromotor ein- bzw. ausschaltender Schalter direkt über die Bürstenanschlüsse am Elektromotor befestigbar ist, so daß zusätzliche Befestigungsmittel für den Schalter entfallen.
  • Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Gehäusekappe mit der erfindungsgemäßen Bürstenanordnung und
    • Fig. 2 eine Draufsicht in Richtung X auf die auf den Elektromotor aufgesetzte Gehäusekappe nach Fig. 1.
  • Wie aus den Figuren 1 und 2 erkennbar, umfaßt die erfindungsgemäße Bürstenanordnung ein aus zwei Kollektorbürsten 1 bzw. 2 bestehendes Kontaktpaar, das in üblicher Weise mit einem rotierenden Kollektor (nicht dargestellt) des Rotors (nicht dargestellt) eine beispielsweise dem Antrieb eines Haushalts- oder Körperpflegegerätes dienenden Elektromotors zusammenwirkt. Die einzelnen Kollektorbürsten 1 bzw. 2 sind hier in je einem nach innen vorspringenden Teilstück 7 bzw. 8 einer im Statorgehäuse 9 des Elektromotors stirnseitig zugeordneten Gehäusekappe 10 gehaltert.
  • Zur Halterung der hier blattferderartig gestalteten Kollektorbürsten 1 bzw. 2 mit den den Rändern abgewinkelten Blechteilen 40, 41, ist den Teilstücken 7 bzw. 8 je ein die Stirnwand 11 der Gehäusekappe 10 durchdringender Aufnameschlitz (Öffnung) 12 bzw 13 eingeformt, in den der gegenüber der Längserstreckung der Kollektorbürsten 1 bzw 2 rechtwinklig abgebogene Bahnenabschnitt 14 bzw. 15 derselben in Achsrichtung der Gehäusekappe 10' einschiebbar ist, und zwar in funktionsgerechter Weise vom Inneren der Kappe her, also vom Hohlraum 16 aus.
  • Der Basisabschnitt 14 bzw. 15 der Kollektorbürste 1 bzw. 2 ist mit je einem rechtwinkelig abgebogenen, sich parallel zur Ebene der Stirnwand 11 erstreckenden Befestigungslappen 17 bzw. 18 versehen, die im eingesetzten Zustand der Kollektorbürsten 1 bzw. 2 auf je einem an den Teilstücken 7 und 8 der Gehäusekappe 10 angeformten Auflager 19 bzw. 20 aufliegen. Die den Auflagern angeformten Zapfen 21 bzw. 22 durchdringen hierbei je ein Zentrierloch 23 bzw. 24 der Befestigungslappen 17 bzw. 18 und bewirken durch nietenartiges Verformen das unverrückbare und unlösbare Fixieren der Kollektorbürsten 1 bzw. 2 an der Gehäusekappe 10 des Elektormotors. Die so an der Gehäusekappe 10 stirnseitig festgelegten Kollektorbürsten 1 bzw. 2 liegen mit an ihren freien Enden 25 bzw. 26 angesetzten vierkantigen Kohlestäben 27 bzw. 28 unter Eigenfederung satt am Kollektor des Rotors an, dessen Rotorwelle (nicht dargestellt) von einem der Gehäusekappe 10 zugehörigen Schwenklager 30 aufgenommen ist. Die Kollektorbürsten 1 und 2 werden erst bei Einbau des Rotors radial federnd nach außen gedrückt und liegen dann mit Vorspannung am Rotor stets an.
  • Die die Kollektorbürsten 1 bzw. 2 festlegenden, schlitzförmigen Öffnungen 12 bzw. 13 sind in ihrer Breite und Tiefe so bemessen, daß neben dem bürstenseitigen Basisabschnitt 14 bzw. 15 noch je ein Bürstenanschluß (Anschlußkontakt) 32 bzw. 33 in die Qffnungen 12 bzw. 13 einsteckbar sind. Dieser Bürstenanschluß 32 bzw. 33 besteht hier aus einem flachen, formstarren Kontaktstreifen aus elektrisch leitendem Material, beispielsweise Messing, der von außen in den die Stirnwand 11 der Gehäusekappe 10 vollständig durchdringenden Aufnahmeschlitz 12 bzw. 13 einsteckbar ist, was durch die konisch gehaltenen, äußeren Eingänge 34 bzw. 35 dieser beiden schlitzförmigen Öffnungen 12, 13 erleichtert wird. Die Bürstenanschlüsse sind mit einer Schaltungsanordnung S verbunden, die den Lauf des Elektromotors steuert.
  • Innerhalb der schlitzförmigen Öffnungen 12 bzw. 13 der halternden Teilstücke 7 bzw. 8 kommen die voneinander entgegengesetzten Seiten, also die von innen eingesteckten Basisabschnitte 14 bzw. 15 der Kollektorbürsten 1 bzw. 2 und die mit diesen korrespondierenden Bürstenanschlüsse 32 bzw. 33 nebeneinander zu liegen. Die so jeweils nebeneinanderliegenden Basisabschnitte 14 bzw. 15 und die Anschlußkontakte 32 bzw. 33 werden nun innerhalb der schlitzförmigen Qffnungen 12 bzw. 13 durch je ein beim Zusammenstecken derselben wirksam werdendes Klemmgesperre 36 bzw. 37 zueinander festgelegt. Dieses Klemmgesperre 36 bzw. 37 wird von einem herausgebogenen, federnden Lappen 38 bzw. 39 gebildet, der mit dem korrespondierenden Anschlußkontakt 32 bzw. 33 im Klemms inne zusammenwirkt, und zwar durch Anpressen derselben gegen die Innenwände der schlitzförmigen Öffnung 12 bzw. 13. Voraussetzung für die Funktion dieses Klemmgesperres ist hierbei, daß der Lappen 37 bzw. 38 in Einsteckrichtung des Anschlußkontaktes 32 bzw. 33 verläuft. Gleichen Erfolg kann der die Klemmfunktion ausübende Lappen 37 bzw. 38 auch erzielen, wenn er den Anschlußkontakten 32 bzw. 33 zugeordnet ist und in vorbeschriebener Weise auf die Basisabschnitte 14 bzw. 15 der Kollektorbürsten 1 bzw. 2 einwirkt.

Claims (5)

1. Bürstenanordnung für Elektromotore, enthaltend eine aus Isoliermaterial bestehende, den Motor stirnseitig abschließende Gehäusekappe mit an der Kappeninnenseite angeordneten, parallel zur Motorachse verlaufenden Vorsprüngen, mit die Stirnwand der Kappe und deren Vorsprünge durchdringenden Öffnungen zur Aufnahme und Festlegung federnder Kollektorbürsten und mit diesen korrespondierenden Bürstenanschlüssen, wobei die Kollektorbürsten und die Bürstenanschlüsse separate Bauteile bilden, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kollektorbürste (1 bzw. 2) ein quer zur Motorachse verlaufender Befestigungslappen (17 bzw. 18) ausgebildet ist, der mit dem Vorsprung (7 bzw. 8) formschlüssig verbindbar ist und daß die Bürstenanschlüsse (32 bzw. 33) von außen in die Öffnung (13 bzw. 14) einsetzbar sind.
2. Bürstenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Vorsprung (7 bzw. 8) der Gehäusekappe (10) ein zur axialen Halterung der Kollektorbürste (1 bzw. 2) dienendes, planes Auflager (19 bzw. 20) angeformt ist, auf das der ein jeder Kollektorbürste zugehörige, abgewinkelte Befestigungslappen (17 bzw. 18) aufsetzbar und mittels eines am Auflager (19 bzw. 20) angeformten, den Befestigungslappen (17 bzw. 18) über eine Bohrung (23 bzw. 24) durchdringenden Zentrierzapfens (21 bzw. 22) am kappenseitigen Vorsprung (7 bzw. 8) festlegbar ist.
3. Bürstenvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in jeder der beiden Öffnungen (12 bzw. 13) zusammentreffenden Abschnitte der von gegensätzlichen Seiten in die Stirnwand (4) der Gehäusekappe (10) eingesetzten Kollektorbürsten (1 bzw. 2) und deren Bürstenanschlüsse (32 bzw 33) durch in Abhängigkeit vom Einsetzen wirksame Klemmgesperre (36 bzw. 37) elektrisch miteinander verbunden und die Bürstenanschlüsse (32 bzw. 33) in ihrer funktionsgerechten Lage festgelegt werden.
4. Bürstenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmgesperre (36 bzw. 37) aus je einem dem Basisabschnitt (14 bzw. 15) der Kollektorbürste zugehörigen, parallel zu diesem verlaufenden, federnden und hervorstehenden Lappen (38 bzw. 39) gebildet ist und daß der Bürstenanschluß (32 bzw. 33) mit Vorspannung an dem Lappen (38 bzw. 39) federnd anliegt.
5. Bürstenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenanschlüsse (32 bzw. 33) an einer den Elektromotor (5) steuernden Schalteranordnung (S) ausgebildet ist.
EP86113607A 1985-12-17 1986-10-02 Bürstenanordnung für Elektromotore Withdrawn EP0225978A3 (de)

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ES1985291075U ES291075Y (es) 1985-12-17 1985-12-17 Dispositivo puente escobillas para utilizacion en motores electricos de colector
ES291075U 1985-12-17

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EP (1) EP0225978A3 (de)
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