EP0291765A2 - Kohlehalteranordnung - Google Patents

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EP0291765A2
EP0291765A2 EP88107162A EP88107162A EP0291765A2 EP 0291765 A2 EP0291765 A2 EP 0291765A2 EP 88107162 A EP88107162 A EP 88107162A EP 88107162 A EP88107162 A EP 88107162A EP 0291765 A2 EP0291765 A2 EP 0291765A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carrier plate
coal
arrangement according
carbon
holder arrangement
Prior art date
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Granted
Application number
EP88107162A
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English (en)
French (fr)
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EP0291765A3 (en
EP0291765B1 (de
Inventor
Walter Köster
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schunk Motorensysteme GmbH
Original Assignee
Schunk Motorensysteme GmbH
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Publication date
Application filed by Schunk Motorensysteme GmbH filed Critical Schunk Motorensysteme GmbH
Publication of EP0291765A2 publication Critical patent/EP0291765A2/de
Publication of EP0291765A3 publication Critical patent/EP0291765A3/de
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Publication of EP0291765B1 publication Critical patent/EP0291765B1/de
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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

Definitions

  • the invention relates to a carbon holder arrangement for in particular direct current motors comprising at least two carbon holders, a carrier plate and electrical connections in the form of preferably leadframes, which optionally have components for interference suppression, which connect electrical connections.
  • Charcoal holder arrangements for e.g. a universal electric motor for use in hand-held power tools has carbon holders arranged on a plastic support plate, which are connected to lead frames in order to then connect them to the phases of a power source.
  • a corresponding structure simplifies assembly, even if the separate fastening of the carbon holder, lead frame and the attachment of the electrical connections is quite time-consuming and therefore costly.
  • the object of the present invention is to design a carbon holder arrangement of the type mentioned at the outset in such a way that the entire arrangement can be easily assembled, and in addition the possibility is to be created that the contacting problems which arise by connecting the carbon holder and the busbar are avoided.
  • each carbon holder assigned to a specific electrical connection is arranged on a separate carrier plate.
  • the teaching according to the invention is advantageous if the coal holder arrangement has at least four coal holders, two of which are arranged diametrically to the longitudinal axis of the motor and are electrically connected in parallel, in which case the coal holders which are connected in parallel are each arranged on a carrier plate.
  • the carbon holders, which are to be connected to different electrical connections are separated from one another and arranged on separate carrier plates, which in turn can be detachably connected, preferably plugged together.
  • the carbon holder plates can be detachably assembled by, for example, latching or plug-in connections, the electrical connections and components such as chokes or cones to be emphasized capacitors are only arranged on one of the carbon holder plates. During assembly, it is then only necessary that the carbon holder plates are assembled and a single electrical connection z. B. is produced by soldering.
  • the invention is further characterized in that the carbon holder is punched and folded together with the circuit as a unit. This completely bypasses the problems that normally arise from connecting the holder to the electrical circuit without leaving the effect desired by the prior art of a four-carbon holder plate; because the carrier plates to be assembled act from the current supply as a four-carbon holder plate.
  • the possibly identical carrier plates have recesses through which the lead frame runs and in which the lead frame can be punched out.
  • the assembled carrier plates can have mutually associated recesses forming a type of pocket, into which a capacitor can be arranged which is to be connected in parallel with the busbars present on the carrier plates.
  • the carbon holders form a unit with the busbars, it is only necessary for the electric motor to function properly that the braid of the coal to be introduced into the carbon holder is welded to the holder, the connection being designed as a notch from the carbon holder.
  • the respective busbar to be arranged on a carrier plate runs two symmetrically to a plane in which the longitudinal axis of the electric motor lies preferably has an L-shaped leg, which are connected by a bridge.
  • the legs run essentially parallel or perpendicular to the plane, with the carbon holders arranged diametrically to the longitudinal axis extending from the legs running perpendicular to the plane.
  • busbars run in recesses provided in the carrier plates, whereas the carbon holders are supported on surfaces of the carrier plate which run offset to the planes spanned by the busbars.
  • the teaching of the invention essentially gives the advantages that the carbon holder and busbar form a part as a lead frame and can be assembled as a unit.
  • the busbar can easily be equipped with interference suppression elements or not.
  • the carrier plates themselves can be provided with a large number of free spaces, since there is little space required to fasten the busbars with carbon holders. This has the advantage that air can pass through the carrier plates in the axial direction of the motor, so that good cooling is ensured. Since the carbon holder with the busbar forms a rigid unit, the assembly of the plastic carrier plate can be integrated directly into the manufacturing process for the carbon holder or busbars. This eliminates the additional handling of brass parts and plastic parts.
  • the carrier plates themselves preferably comprise struts constructed in the manner of a truss, which can have a U-shaped or semicircular arch shape in section.
  • the struts can be covered by an outer skin.
  • the carbon holder is punched together with the circuit as a unit from a sheet metal strip, it is possible to close the holder in the middle and, if necessary, to provide it with feet which are in corresponding recesses in the Carrier plate are inserted and bent to ensure secure attachment.
  • the holder can optionally also be designed with dovetail teeth for firm locking on the carrier plate.
  • Embodiments of the invention result from the claims and the features to be extracted from them - individually and / or in combination.
  • Fig. 1 is a plan view of a carrier plate (10) made of plastic, which is disc-shaped, wherein one half - in the embodiment, the left half (12) - wheel-shaped and the right half (14) below in more detail Descriptive stiffeners and depressions to receive a busbar (16) designed as a lead frame with carbon holders (18) and (20).
  • the busbar (16) and the carbon holder (18) and (20) are punched out as a unit from preferably sheet metal material and then folded to the desired extent.
  • the integral carbon holders (18) and (20) are assigned to a collector, not shown, of an electric motor.
  • the carbon holders (18) and (20) are arranged diametrically to the longitudinal axis of the electric motor, the center of which is indicated by the reference number (22).
  • a plane (24) runs through the longitudinal axis (22) and consequently penetrates the drawing perpendicularly.
  • the busbar (16) now has two sections (28) and (30) which are connected to one another via a bridge (26) and which consist of legs (32) and (34) or (34) or which run parallel or perpendicular to the plane (24) Assemble (36) and (38).
  • the legs form approximately an L-shape, the carbon holders (18) and (20) extending from the legs (36) and (38) running perpendicular to the plane (24).
  • the bridge (26) is designed as a web and is preferably angled at right angles from the plane spanned by the sections (28) and (30).
  • the carbon holders (18) and (20) are also arranged offset to the plane formed by the sections (28) and (30), in fact opposite to the bridge (26).
  • a section (4ß) extends from the leg (34) and serves as a connection to a power source.
  • the carbon holders (18) and (20) have connecting tabs or feet (42) and (44).
  • the flag (44) is adjacent to the section to be folded to the step (46) and the flag (42) is at the right outer end.
  • the carbon holder (18) is formed by folding the sheet metal material in a clockwise direction, the closing of the holder (18) or (20) in the central region (48) or (50) on the upper one not closest to the step (46) specified area takes place. This results in a high tolerance accuracy of the guide for the coals to be introduced into the coal holders (18) and (20).
  • the feet which are provided with the reference numerals (40) and (44) in FIG. 3, are of course located in each case on the end faces of the carbon holders, in order to corresponding slots (52) and (54) or recesses (56) and (58) introduced into the carrier plate (14) and then bent over on the back of the carrier plate, in order to enable a positional fixation.
  • the outer side surfaces (60) and (62) of the carbon holder (18) and (20) are provided with notches that serve as connections (64) and (66) for the carbon strands, not shown.
  • the connection is preferably carried out by welding.
  • the carrier plate (12) consists of plastic and is disk-shaped. So that in the exemplary embodiment the right part (14) can accommodate the lead frame (16) with the integrated carbon holders (18) and (20) (the lead frame (16) according to FIG. 2 must be set upside down on the part (14)) is the following Structure chosen. Corresponding to the course of the sections (28) and (30) of the lead frame (16), the part (16) has L-shaped regions (60) and (62) which result from the sections (64), (66) , (68) or (70), (72) and (74).
  • Recesses (76), (78), (80) or (82), (84) and (86) are provided between these, in order to subsequently retrofit the lead frame (16) introduced into sections (60) and (62) to be punched out in certain areas in order to then connect the sections of the lead frame via components which lead to interference suppression.
  • the areas (88) and (90) shown in dashed lines in FIG. 2, which lie above the openings (84) and (78), can be punched free, in order then to adjoin the adjacent areas of the sections (28) and (30). to connect the lead frame (16) with throttles, not shown.
  • the areas (60) and (62) are recessed in relation to the edges (116), (118) and (120), (122) surrounding them. This is to be clarified in the illustration by the fact that the inwardly offset sections (64), (66), (68) or (70), (72) and (74) are cross-hatched and this is at the height of the peripheral edge (92) of the support plate (10) extending boundary walls (116), (118), (120) and (122) are identified by a simple line hatching.
  • the bridge (26) which is designed as an angled web, is introduced into a slot (94) and then bent over on the back of the carrier plate (10). The fixation of the carbon holders (18) and (20) via feet (42) and (44) takes place accordingly.
  • the fastening eye (96) designed as a ring and on the other hand a pocket (108), (110) diametrically closed the fastening eye (96) has a wall (98), which is drawn with a more dashed line and protrudes from the plane formed by the edge (92) and whose inner diameter corresponds to the outer diameter of the fastening eye (96). If the carrier plate (10) shown is now assembled with an identically designed carrier plate, a wall of the other carrier plate corresponding to the wall (98) encompasses the eye (96), whereas a corresponding eye of the other carrier plate from the wall (98) of the carrier plate ( 10) is surrounded.
  • projections (100) and (102) designed as snap hooks are provided, which engage corresponding recesses in the recesses (104) and (106) when they are assembled with a counter-carrier plate and capture the second carrier plate (not shown) on the back, in order to ensure that the ones to be assembled a carbon holder assembly forming a four-carbon holder plate forms a unit.
  • the carrier plate (10) there is also a recess (110) surrounded by a wall (108) which serves as the mentioned pocket for a capacitor to be inserted, which is parallel to the lead frame (16) of the carrier plate (10) and the carrier plate is arranged, which is arranged in the carrier plate (10) to be assigned to the carrier plate.
  • the pockets formed from the wall (108) and (110) come to lie one on top of the other.
  • the identically constructed carrier plate must be assigned to the carrier plate (10) in mirror image and rotated by 90 °.
  • the backs of the carrier plates must be placed on top of one another and rotated by 90 °, so that on the one hand the fastening eyes interact with the associated walls and the locking projections with the corresponding recesses offset by 90 °.
  • the carbon holders (18) and (20) come to lie on surfaces (112) and (114) which run in a plane which is spanned by the edge (12) of the carrier plate (10).
  • FIGS. 4 and 5 show a coal holder arrangement which is particularly noteworthy and which comprises a first carrier plate (120) and a second carrier plate (122) associated therewith.
  • the carrier plate (120) is disk-shaped and cuboid in plan view and provided with a large number of openings in order to offer the possibility of adequate ventilation of the electric motor.
  • Carbon holders (126) and (128), which are electrically connected in parallel, are arranged on a diagonal of the carrier plate (120) diametrically to the longitudinal axis of the electric motor indicated by the reference number (124).
  • the connection between the carbon holders (126) and (128) takes place via a conductor track (130) designed as a lead frame, which together with the coal holders (126) and (128) have been punched and folded as a unit from sheet metal material.
  • a conductor track (130) designed as a lead frame
  • the carrier plate (122) receives the second carbon holders (132) and (134), which are also connected in parallel. The connection between these is also made via a lead frame (136).
  • the carrier plate (122) is detachably assembled with the carrier plate (120) via preferably plug-in or snap-in connections. For this go e.g. from the carrier plate (120) locking lugs, which can snap into corresponding recesses in the carrier plate (122). Corresponding elements are indicated by way of example with the reference numerals (138) and (140). The connection is made in such a way that the distance between the carrier plates (120) and (122) is ensured to the extent necessary.
  • the carrier plate (122) Since the carrier plate (122) only receives the carbon holders (132), (134) and the lead frame (136), their geometry is selected accordingly. This means that the carrier plate (122) essentially consists of two holding surfaces (142) and (144) which are connected via a bridge (146) corresponding to the geometry of the conductor track (136). Since the conductor track (136) has approximately a U-shape with outer legs directed away from one another, the geometry of the bridge (146) is accordingly selected.
  • the carbon holders (126) and (128) and (132) and (134) with the lead frame (130) and (136) connecting them are identical. Furthermore, the carrier plate (120) is provided with the electrical connections and the interference suppression means, whereas the carrier plate (122) has only the carbon holders (132) and (134) with the mesh (136).
  • the connection on the carrier plate (120) is illustrated in connection with FIG. 7.
  • the carrier plate (120) has two electrical connections (148) and (150), to which a capacitor (152) is connected in parallel. From the connection (148) then goes out a suppressor choke (154) which is connected to the carbon holders (126) and (128) connected in parallel via the lead frame (130).
  • Another suppression choke (160) is connected to the other electrical connection (150). All of these elements are arranged on the carrier plate (120). The free connection of the suppression choke (160) is then e.g. connected by soldering to a connecting lug (162) of the lead frame (136), so that in this way the electrical connection to the lead frame (136) and thus to the carbon holders (132) and (134) is established.
  • a corresponding construction makes recognizable an extremely simple assembly possible, since the carrier plates are only put together and then e.g. must be soldered via the connection lug (162).
  • the carrier plates (120) and (122) are to be assembled, it is therefore only necessary that the carrier plate (122) is folded out of the drawing plane and placed on the carrier plate. The electrical connection between the terminal lug (162) and the interference suppression choke (160) can then take place.
  • the ribs of the carrier plates (120) and (122) or the carrier plate (10) can be designed in the manner of a framework. This is to be illustrated by the section along the line VI-VI in FIG. 4, which is shown in an enlarged representation in FIG. 6. It can be seen that the carrier plate ribs consist of intersecting struts, which are provided with the reference numerals (164) and (166) by way of example. The struts can be arched and covered by an outer skin (168). Another framework-like structure is of course also possible. Appropriate construction results in considerable weight savings without sacrificing load-bearing capacity.

Landscapes

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

Abstract

Es wird Kohlehalteranordnung vorgeschlagen, bei der die Kohlehalter (18, 20), die mit unterschiedlichen elektrischen Anschlüssen verbunden sind, auf gesonderten, vorzugsweise jedoch identisch aufgebauten Trägerplatten (10) angeordnet werden, die ihrerseits lösbar zusammengesetzt werden. Die Kohlehalter selbst sind mit der erforderlichen elektrischen Verschaltung (16) als Einheit gestanzt und im erforderlichen Umfang gefaltet.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Kohlehalteranordnung für insbesondere Gleichstrommotoren umfassend zumindest zwei Kohlehalter, eine Trägerplatte sowie die Kohlehalter mit elektrischen Anschlüssen verbindende gegebenenfalls Bauelemente zur Funkenentstörung aufweisende elektrische Verschaltungen in Form von vorzugsweise Stanzgittern.
  • Kohlehalteranordnungen für z.B. einen Universal-Elektromotor zur Verwendung in Handwerkzeugmaschinen weisen auf einer aus Kunststoff bestehenden Trägerplatte angeordnete Kohlehalter auf, die mit Stanzgittern verbunden werden, um diese dann an die Phasen einer Stromquelle anzuschließen. Durch einen ent­sprechenden Aufbau sind Vereinfachungen hinsichtlich der Montage gegeben, gleichwenn das getrennte Befestigen von Kohlehalter, Stanzgitter und das Anbringen der elektrischen Anschlüsse recht zeit- und damit kostenaufwendig ist.
  • Bei der Verwendung von Gleichstrommotoren ist die Strombe­lastung erheblich höher als bei Wechselstrommotoren, insbeson­dere bei der Verwendung elektrischer Motoren in der Automobil­industrie. Dabei können sich auftretenden Stromstärken auf ca. 40 A belaufen. Um diese hohen Ströme zu führen und um eine gute Funktionssicherheit zu gewährleisten, werden z.B. für Lichtmaschinen, Anlasser, Servolenkungen oder Kühlerlüfter sogenannte Viererplatten eingesetzt, d.h. ein Kollektor wird mit vier Kohlen beschaltet, von denen jeweils zwei parallel geschaltet sind. Zusätzlich zu den vier Kohlehaltern mit den jeweiligen Kohlen und Litzen werden auf der Trägerplatte Bauelemente zur Funkenentstörung wie Drosseln und Kondensa­toren sowie der Netzanschluß angeordnet.
  • Nach dem Stand der Technik werden diese einzelnen Elemente in einer Einzelverdrahtung verschaltet, z.B. mit isolierten Drähten oder mit zusätzlich isolierten überlangen Kohlelitzen oder im Falle ohne Bauglieder zur Entstörung in Form eines Stanzgitters. Hierdurch bedingt werden erhebliche Nachteile in Kauf genommen, die nicht nur den hohen Montageaufwand betreffen, sondern auch die Verbindung Kohlehalter-Stromschiene unter Berücksichtigung der hohen Ströme, da ein Verlöten häufig nicht ausreicht. Vielmehr muß in der Regel ein Verschweißen oder ein zusätz­liches Vercrimpen (z.B. mit Lötösen) erfolgen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kohlehalteran­ordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die gesamte Anordnung einfach montiert werden kann, wobei außerdem die Möglichkeit geschaffen werden soll, daß die durch das Verbinden von Kohlehalter und Stromschiene auftretenden Kontaktierungsprobleme vermieden werden.
  • Die Aufgabe wird grundsätzlich dadurch gelöst, daß jeder einem bestimmten elektrischen Anschluß zugeordneter Kohlehalter auf einer gesonderten Trägerplatte angeordnet ist. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Lehre dann von Vorteil, wenn die Kohlehalteranordnung zumindest vier Kohlehalter aufweist, von denen jeweils zwei diametral zur Motorlängsachse angeordnet und elektrisch parallel geschaltet sind, wobei dann jeweils die elektrisch parallel geschalteten Kohlehalter auf einer Träger­platte angeordnet sind. Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Kohlehalter, die mit verschiedenen elektrischen Anschlüssen zu verbinden sind, voneinander getrennt und auf gesonderten Trägerplatten angeordnet werden, die ihrerseits wiederum lösbar verbunden, vorzugsweise zusammenge­steckt werden können. Dabei können insbesondere die Kohle­halterplatten durch z.B. Rast- oder Steckverbindungen lösbar zusammensetzbar sein, wobei hervorzuhebenderweise die elektrischen Anschlüsse und Bauelemente wie Drosseln oder Kon­ densatoren nur auf einer der Kohlehalterplatten angeordnet sind. Bei der Montage ist es dann nur noch erforderlich, daß die Kohlehalterplatten zusammengesetzt und an einer Stelle eine ein­zige elektrische Verbindung z. B. durch Löten hergestellt wird.
  • Insbesondere zeichnet sich die Erfindung des weiteren dadurch aus, daß der Kohlehalter zusammen mit der Verschaltung als Einheit gestanzt und gefaltet ist. Hierdurch werden die Pro­bleme, die normalerweise durch das Verbinden des Halters mit der elektrischen Verschaltung auftreten, vollständig umgangen, ohne daß die vom Stand der Technik gewünschte Wirkung einer Viererkohlehalterplatte verlassen wird; denn die zusammenzu­setzenden Trägerplatten wirken von der Stromführung her als Viererkohlehalterplatte.
  • In Ausgestaltung weisen die gegebenenfalls identisch ausge­bildeten Trägerplatten Aussparungen auf, über die das Stanzgitter verläuft und in denen das Stanzgitter ausstanzbar ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß im gewünschten Umfang Bauelemente zur Funkenentstörung wie z.B. Drosseln oder Kondensatoren eingesetzt werden können, ohne daß aufwendige Verschaltungsmaßnahmen erforderlich sind.
  • Ferner können die zusammengesetzten Trägerplatten einander zugeordnete eine Art Tasche bildende Aussparungen aufweisen, in die ein parallel zu den auf den Trägerplatten vorhandenen Stromschienen zu schaltender Kondensator anordbar ist.
  • Da die Kohlehalter mit den Stromschienen eine Einheit bilden, ist es zur Funktionstüchtigkeit des Elektromotors nur noch erforderlich, daß die Litze der in den Kohlehalter einzubringen­den Kohle mit dem Halter verschweißt wird, wobei der Anschluß als Ausklinkung aus dem Kohlehalter ausgebildet ist.
  • Nach einer weiteren besonders hervorzuhebenden Ausführungsform der Erfindung für eine Kohlehalteranordnung mit vier Kohle­haltern ist vorgesehen, daß die jeweilige auf einer Trägerplatte anzuordnende Stromschiene zwei symmetrisch zu einer Ebene, in der die Längsachse des Elektromotors liegt, verlaufende vorzugsweise eine L-Form bildende Schenkel aufweist, die über eine Brücke verbunden sind. Dabei verlaufen die Schenkel im wesentlichen parallel bzw. senkrecht zu der Ebene, wobei von den senkrecht zu der Ebene verlaufenden Schenkeln die diametral zu der Längsachse angeordneten Kohlehalter ausgehen.
  • Ferner kann vorgesehen sein, daß die Stromschienen in in den Trägerplatten vorhandenen Vertiefungen verlaufen, wohingegen die Kohlehalter auf Flächen der Trägerplatte abgestützt sind, die versetzt zu den von den Stromschienen aufgespannten Ebenen verlaufen.
  • Durch die erfindungsgemäße Lehre ergeben sich im wesentlichen die Vorteile, daß Kohlehalter und Stromschiene als Stanzgitter ein Teil bilden und als Einheit montiert werden können. Dabei kann problemlos die Stromschiene mit Entstörelementen bestückt werden oder nicht.
  • Die Trägerplatten selbst können mit einer Vielzahl von Frei­räumen versehen werden, da nur wenig Platzbedarf besteht, um die Stromschienen mit Kohlehaltern zu befestigen. Hierdurch er­gibt sich der Vorteil, daß durch die Trägerplatten in axialer Richtung des Motors Luft hindurchstreichen kann, so daß eine gute Kühlung gewährleistet ist. Da der Kohlehalter mit Strom­schiene eine starre Einheit bildet, kann die Montage der aus Kunststoff bestehenden Trägerplatte direkt in den Her­stellungsprozeß für Kohlehalter bzw. Stromschienen integriert werden. Hierdurch entfällt zusätzliches Handling von Messing­teilen und Kunststoffteilen.
  • Die Trägerplatten selbst umfassen vorzugsweise fachwerkartig aufgebaute Verstrebungen, die im Schnitt U- oder Halbkreis­bogenform aufweisen können. Die Streben können dabei von einer Außenhaut abgedeckt sein.
  • Dadurch, daß der Kohlehalter zusammen mit der Verschaltung als Einheit aus einem Blechstreifen gestanzt ist, besteht die Möglichkeit, den Halter mittig zu schließen und gegebenenfalls mit Füßen zu versehen, die in entsprechenden Aussparungen der Trägerplatte eingebracht und umgebogen werden, um so eine sichere Befestigung zu gewährleisten. Auch kann der Halter gegebenenfalls mit einer Schwalbenschwanzverzahnung zum Festrasten auf der Trägerplatte ausgebildet sein.
  • Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und den diesen zu entnehmenden Merkmalen -für sich und/oder in Kombination-.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, anhand derer sich weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Trägerplatte,
    • Fig. 2 eine Draufsicht eines Stanzgitters mit integrierten Kohlehaltern,
    • Fig. 3 ein Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2,
    • Fig. 4 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform einer Trägerplatte,
    • Fig. 5 eine Draufsicht einer der Trägerplatte nach Fig. 4 zu­ordbare weitere Trägerplatte,
    • Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 4 in ver­größerter Darstellung und
    • Fig. 7 ein Schaltbild für die Verschaltung der Trägerplatten nach Fig. 4 und 5.
  • In Fig. 1 ist in Draufsicht eine aus Kunststoff bestehende Trägerplatte (10) dargestellt, die scheibenförmig ausgebildet ist, wobei eine Hälfte -im Ausführungsbeispiel die linke Hälfte (12)- radförmig und die rechte Hälfte (14) nachstehend näher zu beschreibende Versteifungen und Vertiefungen aufweist, um eine als Stanzgitter ausgebildete Stromschiene (16) mit Kohlehaltern (18) und (20) aufzunehmen. Dabei sind die Stromschiene (16) und die Kohlehalter (18) und (20) als Einheit aus vorzugsweise Blechmaterial ausgestanzt und anschließend im gewünschten Umfang gefaltet.
  • Zur nähere Charakterisierung der Stromschiene (16) ist zu bemerken, daß die integralen Kohlehalter (18) und (20) einem nicht dargestellten Kollektor eines Elektromotors zugeordnet werden. Hierzu sind die Kohlehalter (18) und (20) diametral zur Längsachse des Elektromotors angeordnet, dessen Mittelpunkt durch das Bezugszeichen (22) angedeutet ist. Durch die Längsachse (22) verläuft eine Ebene (24), die demzufolge senkrecht die Zeichnung durchsetzt. Die Stromschiene (16) weist nun zwei über eine Brücke (26) miteinander verbundene Abschnitte (28) und (30) auf, die sich aus parallel bzw. senkrecht zu der Ebene (24) verlaufende Schenkel (32) und (34) bzw. (36) und (38) zusammensetzen. Diese Schenkel bilden in etwa eine L-Form, wobei von den senkrecht zu der Ebene (24) verlaufenden Schenkel (36) und (38) die Kohlehalter (18) und (20) ausgehen. Die Brücke (26) ist als Steg ausgebildet und vorzugsweise rechtwinklig von der durch die Abschnitte (28) und (30) aufgespannten Ebene abgewinkelt. Ebenfalls versetzt zu der von den Abschnitten (28) und (30) gebildeten Ebene sind die Kohlehalter (18) und (20) angeordnet, und zwar entgegengesetzt zu der Brücke (26). Von dem Schenkel (34) geht ein Abschnitt (4ß) aus, der als Anschluß an eine Stromquelle dient.
  • Wie die Fig. 3 verdeutlicht, weisen die Kohlehalter (18) und (20) Anschlußfahnen oder -füße (42) und (44) auf. Im entfalteten Zustand befindet sich dabei die Fahne (44) angrenzend an dem zu der Stufe (46) zu faltenden Abschnitt und die Fahne (42) am rechten äußeren Ende. Demzufolge wird der Kohlehalter (18) durch Falten des Blechmaterials im Uhrzeigersinn gebildet, wobei das Schließen des Halters (18) bzw. (20) im Mittenbereich (48) bzw. (50) auf der oberen der Stufe (46) nächstliegenden nicht näher bezeichneten Fläche erfolgt. Hierdurch ergibt sich eine hohe Toleranzgenauigkeit der Führung für die in die Kohlehalter (18) und (20) einzubringenden Kohlen.
  • Die Füße, die in der Fig. 3 mit dem Bezugszeichen (40) und (44) versehen sind, befinden sich selbstverständlich jeweils an den Stirnseiten der Kohlehalter, um in entsprechende Schlitze (52) und (54) bzw. Aussparungen (56) und (58) in der Trägerplatte (14) eingebracht und anschließend auf der Rückseite der Trägerplatte umgebogen zu werden, um so eine Lagefixierung zu ermöglichen.
  • Die außenliegenden Seitenflächen (60) und (62) der Kohlehalter (18) und (20) sind mit Ausklinkungen versehen, die als Anschlüsse (64) und (66) für die nicht dargestellten Kohlelitzen dienen. Dabei erfolgt das Verbinden vorzugsweise durch Verschweißen.
  • Die Trägerplatte (12) besteht erwähntermaßen aus Kunststoff und ist scheibenförmig ausgebildet. Damit im Ausführungsbeispiel der rechte Teil (14) das Stanzgitter (16) mit den integrierten Kohlehaltern (18) und (20) aufnehmen kann (das Stanzgitter (16) nach Fig. 2 muß seitenverkehrt auf das Teil (14) gesetzt werden) ist folgender Aufbau gewählt. Dem Verlauf der Abschnitte (28) bzw. (30) des Stanzgitters (16) entsprechend weist der Teil (16) L-förmig ausgebildete Bereiche (60) und (62) auf, die sich aus den Abschnitten (64), (66), (68) bzw. (70), (72) und (74) zusammensetzen. Zwischen diesen sind Aus­sparungen (76), (78), (80) bzw. (82), (84) und (86) vorgesehen, um gegebenenfalls das in die Abschnitte (60) bzw. (62) eingebrachte Stanzgitter (16) nachträglich bereichsweise freizustanzen, um sodann die Abschnitte des Stanzgitters über Bauelemente zu verbinden, die zu einer Funkenentstörung führen. So können z.B. die in Fig. 2 gestrichelt dargestellten Bereiche (88) und (90), die über den Durchbrüchen (84) bzw. (78) liegen, freigestanzt werden, um sodann die angrenzenden Bereiche der Abschnitte (28) und (30) des Stanzgitters (16) mit nicht dargestelten Drosseln zu verbinden.
  • Um eine gute Positionierung des Stanzgitters auf der Trägerplatte (10) zu gewährleisten, sind die Bereiche (60) und (62) gegenüber den diese umgebenden Rändern (116), (118) bzw. (120), (122) vertieft angeordnet. Dies soll in der Darstellung dadurch verdeutlicht werden, daß die nach innen versetzten Abschnitte (64), (66), (68) bzw. (70), (72) und (74) eine Kreuzschraffur und die hierzu auf der Höhe des umlaufenden Randes (92) der Trägerplatte (10) verlaufenden Begrenzungs­wandungen (116), (118), (120) und (122) durch eine einfache Linienschraffur gekennzeichnet sind.
  • Die als abgewinkelter Steg ausgebildete Brücke (26) wird in einen Schlitz (94) eingebracht und sodann auf der Rückseite der Trägerplatte (10) umgebogen. Entsprechend erfolgt das bereits beschriebene Fixieren der Kohlehalter (18) und (20) über Füße (42) und (44).
  • Zwischen dem umlaufenden Rand (92) und den Bereichen (60) bzw. (62) für das Stanzgitter (16) befindet sich zum einen ein als Ring ausgebildetes Befestigungsauge (96) und zum anderen eine Tasche (108), (110) Diametral zu dem Befestigungsauge (96) ist ein aus der durch den Rand (92) gebildeten Ebene hervorstehende stärker gestrichelt gezeichnete einen Kreisaus­schnitt bildende Wandung (98) angeordnet, dessen Innendurch­messer dem Außendurchmesser des Befestigungsauges (96) ent­spricht. Wird nun die dargestellte Trägerplatte (10) mit einer identisch ausgebildeten Trägerplatte zusammengesetzt, so umfaßt eine der Wandung (98) entsprechende Wandung der anderen Trägerplatte das Auge (96), wohingegen ein entsprechendes Auge der anderen Trägerplatte von der Wandung (98) der Trägerplatte (10) umgeben wird.
  • Ferner sind als Schnapphaken ausgebildete Vorsprünge (100) und (102) vorgesehen, die beim Zusammensetzen mit einer Gegen­trägerplatte in den Aussparungen (104) und (106) entsprechende Aussparungen eingreifen und rückseitig die nicht dargestellte zweite Trägerplatte erfassen, um zu gewährleisten, daß die zusammenzusetzenden eine Viererkohlehalterplatte bildende Kohlehalteranordnung eine Einheit bildet.
  • Die in der Zeichnung nicht schraffierten Bereiche stellen Durchbrüche dar. Hierdurch wird erkennbar, daß selbst bei zusammengesetzten Trägerplatten in axialer Richtung des Elektromotors hinreichend Luft strömen kann, so daß die erforderliche gewünschte Kühlung gewährleistet ist.
  • Im Bereich (62) der Trägerplatte (10) ist ferner eine von einer Wandung (108) umgebene Vertiefung (110) vorgesehen, die als die angesprochene Tasche für einen einzubringenden Kondensator dient, der parallel zu dem Stanzgitter (16) der Trägerplatte (10) und der Trägerplatte angeordnet wird, die in der der Trägerplatte (10) zuzuordnenden Trägerplatte angeordnet ist. Dabei kommen die aus der Wandung (108) und (110) jeweils gebildeten Taschen aufeinander zu liegen. Hierzu muß er­wähntermaßen die identisch aufgebaute Trägerplatte spiegelbild­lich und um 90° gedreht der Trägerplatte (10) zugeordnet werden. Mit anderen Worten müssen die Rückseiten der Trägerplatten aufeinandergelegt und um 90° gedreht werden, damit zum einen die Befestigungsaugen mit den zugeordneten Wandungen und die Rastvorsprünge mit den entsprechendne um 90° versetzten Aussparungen zusammenwirken.
  • Die Kohlenhalter (18) und (20) kommen auf Flächen (112) und (114) zu liegen, die in einer Ebene verläuft, die durch den Rand (12) der Trägerplatte (10) aufgespannt ist.
  • Den Fig. 4 und 5 ist eine besonders hervorzuhebende Kohle­halteranordnung zu entnehmen, die eine erste Trägerplatte (120) und eine dieser zugeordnete zweite Trägerplatte (122) umfaßt. Die Trägerplatte (120) ist scheibenförmig und in Draufsichta quaderförmig ausgebildet und mit einer Vielzahl von Durch­brechungen versehen, um die Möglichkeit einer hinreichenden Belüftung des Elektromotors zu bieten. Auf einer Diagonalen der Trägerplatte (120) sind diametral zu der durch das Bezugs­zeichen (124) angedeuteten Längsachse des Elektromotors Kohlehalter (126) und (128) angeordnet, die elektrisch parallel geschaltet sind. Die Verbindung zwischen den Kohlehalterungen (126) und (128) erfolgt über eine als ein Stanzgitter ausge­bildete Leiterbahn (130), die zusammen mit den Kohlehalterungen (126) und (128) als Einheit aus einem Blechmaterial gestanzt und gefaltet worden ist. Insoweit wird auf die Erläuerung im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 3 verwiesen.
  • Die Trägerplatte (122) nimmt die zweiten ebenfalls parallel geschalteten Kohlehalter (132) und (134) auf. Die Verbindung zwischen diesen erfolgt ebenfalls über ein Stanzgitter (136). Die Trägerplatte (122) ist mit der Trägerplatte (120) über vorzugsweise Steck- oder Rastverbindungen lösbar zusam­mengesetzt. Hierzu gehen z.B. von der Trägerplatte (120) Rastnasen aus, die in entsprechende Aussparungen in der Trägerplatte (122) einrasten können. Beispielhaft sind entsprechende Elemente mit den Bezugszeichen (138) und (140) angedeutet. Die Verbindung erfolgt dabei dergestalt, daß der Abstand zwischen den Trägerplatten (120) und (122) im erforderlichen Umfang gewährleistet ist.
  • Da die Trägerplatte (122) nur die Kohlehalter (132), (134) und das Stanzgitter (136) aufnimmt, ist entsprechend ihre Geometrie gewählt. Das bedeutet, daß Trägerplatte (122) im wesentlichen aus zwei Halteflächen (142) und (144) besteht, die über einen der Geometrie der Leiterbahn (136) entsprechende Brücke (146) verbunden sind. Da die Leiterbahn (136) in etwa eine U-Form mit von einander weggerichteten Außenschenkeln aufweist, ist dementsprechend auch die Geometrie der Brücke (146) gewählt.
  • Wie die Fig. 4 und 5 verdeutlichen, sind die aus den Kohlehaltern (126) und (128) bzw. (132) und (134) mit dem diese verbindenden Stanzgitter (130) bzw. (136) identisch ausgebildet. Ferner ist die Trägerplatte (120) mit den elektrischen An­schlüssen und den Entstörmitteln versehen, wohingegen die Trägerplatte (122) ausschließlich die Kohlehalter (132) und (134) mit dem Stranzgitter (136) aufweist.
  • Die Verschaltung auf der Trägerplatte (120) wird im Zusammen­hang mit der Fig. 7 verdeutlicht. So weist die Trägerplatte (120) zwei elektrische Anschlüsse (148) und (150) auf, zu denen parallel ein Kondensator (152) geschaltet ist. Von dem Anschluß (148) geht sodann eine Enstördrossel (154) aus, die mit den parallel über das Stanzgitter (130) geschalteten Kohlehaltern (126) und (128) verbunden ist.
  • Eine weitere Entstördrossel (160) ist mit dem anderen elektrischen Anschluß (150) verbunden. All diese Elemente sind auf der Trägerplatte (120) angeordnet. Der freie Anschluß der Entstördrossel (160) ist sodann z.B. durch Löten mit einer An­schlußfahne (162) des Stanzgitters (136) verbunden, so daß auf diese Weise die elektrische Verbindung zu dem Stanzgitter (136) und somit zu den Kohlehaltern (132) und (134) hergestellt ist.
  • Durch einen entsprechenden Aufbau ist erkennbar eine überaus einfache Montage möglich, da die Trägerplatten einzig und allein zusammengesteckt und sodann z.B. über die Anschlußfahne (162) verlötet werden müssen.
  • Wenn die Trägerplatten (120) und (122) zusammengesetzt werden sollen, ist es folglich nur erforderlich, daß die Trägerplatte (122) aus der Zeichenebene herausgeklappt und auf die Trägerplatte aufgesetzt wird. Sodann kann die elektrische Verbindung zwischen der Anschlußfahne (162) und der Entstör­drossel (160) erfolgen.
  • Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung können die Rippen der Trägerplatten (120) und (122) oder die Trägerplatte (10) fachwerkartig ausgebildet sein. Dies soll durch den Schnitt ent­lang der Linie VI-VI in Fig. 4, der in der Fig. 6 in ver­größerter Darstellung wiedergegeben ist, verdeutlicht werden. Man erkennt, daß die Trägerplattenrippen aus sich kreuzenden Verstrebungen bestehen, die beispielhaft mit dem Bezugszeichen (164) und (166) versehen sind. Dabei können die Verstrebungen bogenförmig ausgebildet sein und von einer Außenhaut (168) ab­gedeckt sein. Ein anderer fachwerkartiger Aufbau ist selbst­verständlich auch möglich. Durch eine entsprechende Konstruktion ergeben sich erhebliche Gewichtseinsparungen, ohne daß Einbußen hinsichtlich der Tragkraft hingenommen werden müssen.

Claims (14)

1. Kohlehalteranordnung für insbesondere Gleichstrommotoren umfassend zumindest zwei Kohlehalter (18, 20, 126, 128, 132, 134), eine Trägerplatte (10, 120, 122) sowie die Kohlehalter mit elektrischen Anschlüssen verbindende gegebenenfalls Bauelemente (152, 158, 160) zur Funkenentstörung aufweisen­de elektrische Verschaltungen in Form von vorzugsweise Stanzgittern (16, 130, 136),
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder einem bestimmten elektrischen Anschluß (148; 150) zugeordnete Kohlehalter (18, 20; 126, 128; 132, 134) auf einer gesonderten Trägerplatte (10, 120, 122) angeordnet ist.
2. Kohlehalteranordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kohlehalter (18, 20, 126, 128, 132, 134) zusammen mit der Verschaltung (Leiterbahnen) (16, 130, 136) eine vorzugsweise durch Stanzen und Falten gebildete Einheit ist.
3. Kohlehalteranordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trägerplatten (10) identisch aufgebaut und insbesondere lösbar zusammensteckbar sind, wobei die Trägerplatte (10) Aussparungen (76, 78, 80, 82, 84, 86) aufweist, über die das Stanzgitter (16) verläuft und in denen das Stanzgitter ausstanzbar ist.
4. Kohlehalteranordnung nach zumindest Anspruch 1 mit zumindest vier Kohlehaltern (18, 20; 126, 128; 132, 134), von denen jeweils zwei diametral zur Motorenlängsachse (22, 124) angeordnet und elektrisch parallel geschaltet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils die elektrisch parallel geschalteten Kohlehalter (18, 20, 126, 128, 132, 134) auf einer gesonderten Trägerplatte (10, 120, 122) angeordnet sind und vorzugs­weise mit der Verschaltung (Leiterbahnen) (16, 130, 136) als Einheit gestanzt und geformt sind.
5. Kohlehalteranordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leiterbahnen in Form eines Stanzgitters (16) zwei symmetrisch zu einer Ebene (24), in der die Längsachse (22) des Elektromotors liegt, verlaufende vorzugsweise eine L-Form bildende Schenkel (32, 36; 34, 38) aufweist, die über eine Brücke (26) verbunden sind, wobei die Schenkel (32, 34; 36, 38) im wesentlichen parallel bzw. senkrecht zu der Ebene (24) verlaufen und wobei von den senkrecht zu der Ebene verlaufenden Schenkeln (36, 38) die diametral zu der Längsachse (22) angeordneten Kohlehalter (18, 20) ausgehen.
6. Kohlehalteranordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leiterbahnen (16) zumindest teilweise in in der Trägerplatte (10) vorhandenen Vertiefungen (64, 66, 68, 70, 72, 74) verläuft.
7. Kohlehalteranordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kohlehalter (18, 20) auf Flächen (112, 114) der Trägerplatte (10) abgestützt sind, die versetzt zu den von den Stanzgittern (16) aufgespannten Ebenen verlaufen.
8. Kohlehalteranordnung nach zumindest Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trägerplatten (10) spiegelbildlich und um 90° versetzt miteinander verbunden sind, wobei vorzugsweise ein Befestigungsauge (96) einer Trägerplatte mit einer diese umfassenden Wandung der anderen Platte wechselwirkt.
9. Kohlehalteranordnung nach zumindest Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Stanzgitter (16) im Bereich einer Hälfte (14) der Trägerplatte (10) verläuft und die andere Hälfte (12) vorzugsweise radförmig ausgebildet ist.
10. Kohlehalteranordnung nach vorzugsweise einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kohlehalteranordnung aus zwei lösbar zusammenge­setzten Trägerplatten (10) besteht, daß die Trägerplatten identisch ausgebildet sind, daß die Trägerplatten mit gleichen Seiten aufeinanderliegen und bei um 90° verdrehter Stellung lösbar miteinander verbunden sind, daß jede Trägerplatte zu dem Umriß der anzuordnenden Stanzgitter (16) angepaßte Bereiche (60, 62) aufweist, die gegenüber der freien Oberfläche der Trägerplatte zur Rückseite hin versetzt verlaufen, daß die Bereiche (60, 62) Durchbrüche aufweisen, in denen das Stanzgitter freistanzbar ist und in denen die die Funkenentstörung bewirkenden Bauelemente einsetzbar sind, daß die mit dem Stanzgitter (16) eine Einheit bildenden Kohlehalter (18, 20) auf Flächen (112, 114) abstützbar sind, die diametral in bezug auf die Motorenlängsachse (22) und in einer Ebene verlaufen, die versetzt zu den das Stanzgitter (16) aufnehmenden Bereichen (60, 62) liegt, und daß die Trägerplatte (10) Schlitze (52, 54, 94) aufweist, in die zum einen von den Kohlehaltern (18, 20) abragende als Füße ausgebildete Vorsprünge (42, 44) und zum anderen eine aus der Ebene des Stanzgitters (16) abgewinkelte Brücke eingebracht und auf der Rückseite der Trägerplatte und parallel zu dieser umgebogen sind.
11. Kohlehalteranordnung nach zumindest Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß einer der Trägerplatten (120) mit im wesentlichen sämtlichen elektrischen Bauelementen (152, 158, 160) bestückt ist.
12. Kohlehalteranordnung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trägerplatte (120) die Anschlüsse (148, 150) mit den Phasen einer Spannungsquelle, vorzugsweise ein parallel zu den Anschlüssen geschaltetes erstes Entstörelement wie Kondensator (152) sowie zumindest jeweils ein weiteres von den Anschlüssen ausgehendes und in Reihe mit jeweils einem Paar der parallel geschalteten Kohlehalter (126, 128; 132, 134) geschaltetes Entstörelement (158; 160) wie Entstördrossel aufweist.
13. Kohlehalteranordnung nach zumindest Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die die Entstörelemente (152, 158, 160) aufweisende scheibenförmige Durchbrüche aufweisende Trägerplatte (120) in Draufsicht quadratförmig ausgebildet ist und daß die Kohlehalterungen (126, 128) auf einer Diagonalen angeordnet sind und daß vorzugsweise die andere Trägerplatte (122) eine der die Kohlehalter (132, 134) verbindenden Leiterbahn (136) entsprechende vorzugsweise U- oder V-Form aufweist.
14. Kohlehalteranordnung nach zumindest Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß Stege bzw. Rippen der Trägerplatte (10, 120, 122) aus fachwerkartigen Verstrebungen (164, 166) ausgebildet sind, die vorzugsweise von einer Außenhaut (168) umgeben sind.
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