EP0489866B1 - Schleifring- bzw. kommutatormotor - Google Patents

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EP0489866B1
EP0489866B1 EP90914530A EP90914530A EP0489866B1 EP 0489866 B1 EP0489866 B1 EP 0489866B1 EP 90914530 A EP90914530 A EP 90914530A EP 90914530 A EP90914530 A EP 90914530A EP 0489866 B1 EP0489866 B1 EP 0489866B1
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EP
European Patent Office
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brush
slip ring
commutator
following feature
motor according
Prior art date
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EP90914530A
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English (en)
French (fr)
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EP0489866A1 (de
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Helmut Schmidt
Kurt Schmidt
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Priority claimed from DE9011574U external-priority patent/DE9011574U1/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
    • H01R39/40—Brush holders enabling brush movement within holder during current collection
    • 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
    • H01R39/381—Brush holders characterised by the application of pressure to brush

Definitions

  • the invention relates to a slip ring or commutator motor according to the preamble of claim 1; such a motor is known from DE-PS 548 073.
  • the carbon brush is to be stored in a brush guide box and an approach is attached to opposite sides of the brush guide box, the outwardly facing surfaces of which belong to a common circular cylindrical surface, and also on a holding arm receiving the brush box, corresponding contact surfaces also belonging to a common cylinder surface must be provided in such a way that the brush can adjust in a corresponding direction if the grinding surface of the commutator or the slip ring is not round, the aforementioned cylinder surfaces rolling against one another.
  • a double brush holder is known from CH-A-334 086, in which both brushes are each guided in a brush box and the two brush boxes are connected by a traverse.
  • An axis extends from the traverse, onto which a brush pressure spring with an eyelet is attached at one end; the other end is resiliently wound on a cylinder with a cylinder axis, which, with free ends protruding from both end faces of the cylinder, rest on rollers on the head ends of the brushes facing away from the commutator.
  • the entire assembly with the brush box, traverse and brush pressure spring suspension is held on the motor side in that a brush support arm engages an outer wall of a brush box.
  • a brush holder that is much simpler in terms of production and assembly technology compared to the motor mentioned at the outset and still fully ensures compensation for concentricity deviations is possible according to the invention in a motor of the type mentioned at the outset by the teaching of claims 1 or 2 or 13 or 14;
  • the brush pressure spring serves both the pivotable, directly guided storage of the brush with guaranteed readjustment of the brush with progressive wear and with the commutator essentially remaining in the axial direction in proximity to its surface, as well as the brush pressure.
  • the axis is formed by a pin, in particular a wire pin, which is held in a brush housing that at least partially encompasses the brush near the surface of the commutator or slip ring, wherein in Further manufacturing and assembly simplification, the pin is an integral part of a brush pressure spring.
  • the parts and assembly work can be further simplified in an advantageous manner in that the brush pressure spring with a pin arranged at one end for pivoting mounting of the brush is also used for the other guided holding of the brush even without a separate box brush holder and if necessary, the other end of the brush spring for holding the entire brush arrangement is rotatably or pivotally mounted or fixed directly on a brush holder; a special construction of a brush with a pivotable axis in order to compensate for commutator out-of-roundness can be dispensed with in a construction according to claim 15.
  • the brush pressure spring additionally has an axial securing part, which rests at least on the axial end face facing away from its stator-side holding part, in particular in proximity to the surface of the slip ring or commutator, in the sense of an axial securing of the position;
  • the brush is expediently in direct contact with a stator part, the friction during the swiveling movement being able to be kept low by advantageously providing axially projecting start-up cams on the stator part, which act as the sole contact surface to the opposite axial end face serve the brush.
  • a first brush holder according to the invention with a brush 6 which grinds on the surface of a commutator 1, is enclosed on three sides by a brush box 2 and is pressed against the commutator 1 by a brush pressure spring 3.
  • the brush 6 is in radial proximity to Surface of the commutator motor 1 is pivotally mounted about an axis extending in the axial direction, which is formed by a guide pin 31 which is inserted into a guide slot 61 which runs in the pressing direction of the brush 3 and is open towards the surface of the commutator 1 and is supported on both sides in side walls of the brush box 2 .
  • the guide pin 31 is a one-piece component of a brush pressure spring 3, which with its other pressure end 32 rests point-wise on the surface of the brush 6 and presses it against the commutator 1.
  • the pin 31 can, according to two advantageous embodiments of the invention according to FIG. 4 or FIG. 5, either be inserted or pressed into a radially open insertion slot 21 or into a radially open clamping insertion slot 22 in the brush box 2.
  • a spring tab 261 is formed in the eye 26 by punching it out, which serves to clamp the pressed-in guide pin 31.
  • the pressure end 32 of the pressure spring 3 to the guide slot 21 is expedient by a small amount in the single direction of rotation assumed here and identified by a directional arrow off-center.
  • FIGS. 6-8 show a further embodiment of the brush holder according to the invention for a motor with the direction of rotation assumed for both left-hand and right-hand rotation according to the direction of arrow entered on the end face of the commutator 1; Accordingly, both the axially continuous guide pin 41 for the formation of the pivot axis receiving slot 71 of the brush 7 and the pressing end 42 are arranged centrally to the pivot point of the commutator 1 in order to achieve a balanced spring pressure force of the multi-turn brush pressure spring 4.
  • the brush pressure spring 4 rests on the brush 7 with a pressure end 42 running in the axial direction of the commutator 1, preferably countersunk in a corresponding axial longitudinal groove 72 of the brush 7.
  • FIGS. 9, 10 show a similar design of a brush holder according to the invention as shown in FIGS. 6-8, but the multiple coiled brush pressure spring 4 in its free pressure end 43 is used as a holding bracket in the sense of a guide aid parallel to the surface of the commutator and fixing in the axial direction for those around the guide pin 41 pivoted brush 7 formed.
  • FIGS. 11, 12 show a brush holder according to the invention similar to that of FIGS. 1-3, but there is no separate brush box and the brush pressure spring 3 is designed directly for the guided and pivotable holder of the brush 6; is to in particular the guide pin 31 of the brush pressure spring 3 is extended and stored in a stator part 8, preferably a plastic end shield or a brush holder.
  • a stator part 8 preferably a plastic end shield or a brush holder.
  • 19.20 show, based on the brush holder according to FIG. 11.12, a pivotable receptacle of the stator-side end of the guide pin 31 of the brush pressure spring 3; for this purpose the end is latched into an axial insertion opening 93 in the stator part 9.
  • the latched swivel hook 39 bears axially against a shoulder 96 of the stator part 9;
  • the swivel hook is inserted into an angular opening 97 of the stator part 9, the angular flanks of which serve as a stop for the swivel hook 39.
  • FIGS. 21-23 show in three different views a brush holder according to the invention with a grinding on the surface of a commutator 1, pressed in a stator part 9 via a brush pressure spring 3a and pivotable to compensate for concentricity deviations of the commutator 1 suspended, but unslotted and therefore not requiring a special construction brush 6;
  • the brush pressure spring 3a which is bent in one piece from a wire, has two holding parts 31a, 32a fixed in the stator part 9, a subsequent tangential bearing part 33a, 34a, which bears against each tangential end face of the brush 6, for the pivotable mounting of the brush 6, an axial securing part 35a or 36a and an end-side pressure part 37a resting on the radial head side of the brush 6 facing away from the commutator surface on;
  • the brush 6 can run against the stop cam 91 of the stator part
  • the brush pressure spring 3a is bent from a continuous one-piece wire in such a way that its free end forms the holding parts 31a, 32a and its central bending end rests on the radial head side of the brush 6 as a pressing part 37a.
  • the brush pressure spring 3a has a plurality of spring bending parts which are held at a distance from the brush 2 and by means of which the spring pressure for pressing the brush pressure spring 3a onto the surface of the commutator 1 is essentially achieved.
  • the brush pressure spring 3a is expediently provided, in particular in the area of its folds, in the sense of a brush pressure which is largely constant over the entire operating time, regardless of the radial brush height, with parts of lower rigidity which are subjected to torsional or bending stress; this lower rigidity can be achieved in particular by a smaller cross section of the spring wire in these areas.
  • the aforementioned measure ensures that both with larger and with smaller radial deflection of the pressing part 37a in relation to the holding part 31a, 32a or to the subsequent axial securing part 35a, 36a or to the tangential bearing part 33a, 34a, the pressing force is also due to Brush 6 that has been ground for a longer period of time and thus has a lower radial height remains constant.
  • the mounting parts 31a, 32a are fixed in the stator part 9; the one between the tangential securing part 33a, 34a or axial securing part 35a, 36a and the pressing part 37a
  • the spring part is also designed so that the brush pressure spring 3a can be pivoted about its pivot axis when the head end of the brush 2 is pivoted in the direction of the arrow in FIG. 2; for this purpose, in particular, the spring bends are held at a distance from the tangential end faces of the brush pressure spring 3a.
  • FIG. 24 shows three different possibilities for fixing the holder parts of the brush pressure spring 3a, consisting of brush wire ends 31a and 32a, in the stator part 9.
  • FIG. 24 there is an axial receiving opening 92 with a shoulder 94 in the stator part 9 and a self-locking of the commutator 1 Holding part 31a, 32a is provided with an angled stop angle 38a which can be pivoted away from its operating position (according to FIG. 21-23) behind the paragraph 94 by temporarily tilting the brush pressure spring 3a out of its operating position (shown in FIG. 24).
  • 25, 26 characterize an embodiment with an axial plug-in assembly of the holding part 31a, 32a into an axial receiving opening 93 in the stator part 9 open to the commutator 1, and self-locking (FIG. 25) or self-locking (FIG. 26) of the holding part 31a, 32a with a 26, as shown in FIG. 26, at the end of the clamping hooks 39a, which are bent against the insertion direction or behind a locking cam 95 of the stator part 9.
  • the axis about which the brush 8 is pivotally mounted is formed by pivoting receptacles in the form of tabs 23, 24 stamped out and bent out of the brush box 2, which are in corresponding receptacles, preferably in the form of step-like shoulders 81, 82 engage the brush 8.
  • FIGS. 14-15 show in frontal or radial view and in the sectional view according to section III-III in FIG. 15 an embodiment of a brush holder according to the invention, in which the brush box 2 and the brush pressure spring 27 are parts of a one-piece stamped and bent part.
  • the pressure spring 27 essentially consists of a bending part which runs horizontally in FIG. 14 to achieve a certain brush pressure constant, a bending part which runs essentially vertically in FIG. 14 to achieve a certain elasticity in accordance with the pivotable brush 8 and a pressure end which is shown directly in FIG. 15 or indirectly 17, 18 rests on the radially upper surface of the brush 8 via pressure rollers 10, 10.
  • the brush 8 is pivotally mounted about an axis which runs radially close to the surface and axially essentially in the axial direction of the commutator 1 ; for this purpose, tabs 23, 24 engaging in corresponding radial gradations 81, 82 of the brush 8 are bent out of the brush box 2 on the one hand for tangential contact on one side of the brush 8, and on the other hand the wall part 26 of the brush box for tangential contact on the other side of the brush 8 turned; As can be seen in particular from FIG.
  • the tabs 23, 24 or the wall part 26 of the brush box 2 provided as an abutment for the brush 8 are formed so as to extend radially outward so that between the radially inner lower edges inclined towards the brush 8 the flap 23, 24 and the wall part 26 form a pivot axis for the brush 8 and the upper end of the brush 8 can be inclined in the sense of the pivoting movement according to the invention.
  • the end of the brush pressure spring on the guide pin side is expediently guided to the brush in the axially or tangentially opposite direction to the pressure side end of the brush pressure spring.
  • the actual spring part of the entire brush pressure spring is advantageously in the area of its greatest bending moment.
  • the brush pressure spring is designed as a wire molded part according to the configuration according to FIG. 1-13 or as a bent stamped part according to the configuration according to FIG. 14-18.

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  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Abstract

Um trotz unvermeidbarer Rundlaufabweichungen des von den aufliegenden Bürsten beschliffenen Schleifringes bzw. Kommutators mit geringem Aufwand einen Schleifring- bzw. Kommutatormotor hoher Geräuscharmut und Laufgüte bei maximaler Leistung gewährleisten zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Bürsten (6; 7; 8) um eine Achse schwenkbar zu lagern, die radial in Nähe zur Oberfläche und axial im wesentlichen im Achsrichtung des Kommutators (1) bzw. des Schleifringes verläuft; die Achse wird nach einer Ausgestaltung durch einen Führungsstift (31; 41) gebildet, der in einem die Bürste (6; 7) in Nähe der Oberfläche des Kommutators (1) bzw. des Schleifringes zumindest teilweise umgreifenden Bürstengehäuse (2) gehalten und axial durch einen in Andruckrichtung der Bürste verlaufenden, zur Oberfläche des Schleifringes bzw. Kommutators (1) geöffneten Führungsschlitz (61; 71) gesteckt ist, oder die Bürste (6) wird tangential außen von der Bürstenandruckfeder (3a) im Sinne einer schwenkbaren Lagerung mit tangentialen Lagerungsteilen (33a; 34a) umgriffen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Schleifring- bzw. Kommutatormotor gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1; ein derartiger Motor ist aus der DE-PS 548 073 bekannt.
  • Im bekannten vorgenannten Fall ist zur besseren Anpaßbarkeit der Kohlebürste an Unrundheiten der Schleiffläche des Kommutators bzw. des Schleifringes vorgesehen, die Kohlebürste in einem Bürstenführungskasten zu lagern und an gegenüberliegenden Seiten des Bürstenführungskastens je einen Ansatz anzubringen, deren nach außen gerichtete Flächen einer gemeinsamen Kreiszylinderfläche angehören sowie an einem den Bürstenkasten aufnehmenden Haltearm korrespondierende, gleichfalls einer gemeinsamen Zylinderfläche zugehörige Berührungsflächen derart vorzusehen, daß sich die Bürste bei Unrundheiten der Schleiffläche des Kommutators bzw. des Schleifringes in eine entsprechende Richtung einstellen kann, wobei die vorgenannten Zylinderflächen aneinander abrollen.
  • Durch die CH-A-334 086 ist ein Doppelbürstenhalter bekannt, bei dem beide Bürsten jeweils in einem Bürstenkasten geführt gehalten und die beiden Büstenkästen durch eine Traverse verbunden sind. Von der Traverse geht eine Achse aus, auf die eine Bürstenandruckfeder mit einer Öse an ihrem einen Ende aufgesteckt ist; das andere Ende ist federelastisch auf einen Zylinder mit einer Zylinderachse aufgewickelt, die mit aus beiden Stirnseiten des Zylinders herausragenden freien Enden über Rollen auf den dem Kommutator abgewandten Kopf-Enden der Bürsten aufliegen. Die gesamte Baueinheit mit Bürstenkasten, Traverse und Bürstenandruckfeder-Aufhängung ist dadurch motorseitig gehalten, daß ein Bürstentragarm an einer Außenwand eines Bürstenkastens angreift.
  • Eine gegenüber dem eingangs genannten Motor fertigungs- und montagetechnisch wesentlich einfacherere und trotzdem einen Ausgleich von Rundlaufabweichungen voll gewährleistende Bürstenhalterung ist bei einem Motor der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Lehre der Ansprüche 1 bzw. 2 bzw. 13 bzw. 14 möglich; die Bürstenandruckfeder dient dabei sowohl der schwenkbaren, direkt geführten Lagerung der Bürste bei gewährleisteter Nachstellmöglichkeit der Bürste bei fortschreitender Abnutzung und bei gleichbleibend im wesentlichen in Achsrichtung des Kommutators in Nähe zu seiner Oberfläche verlaufender Schwenkachse als auch dem Bürstenandruck.
  • In besonders einfacher und eine sichere erfindungsgemäße Schwenkbarkeit gewährleistender Weise wird nach einer Ausgestaltung der Erfindung die Achse von einem Stift, insbesondere einem Drahtstift gebildet, der in einem die Bürste in Nähe der Oberfläche des Kommutators bzw. Schleifringes zumindest teilweise umgreifenden Bürstengehäuse gehalten ist, wobei in weiterer fertigungs- und montagetechnischer Vereinfachung der Stift einstückiger Bestandteil einer Bürstenandruckfeder ist.
  • Insbesondere bei Kleinmotoren kann der Teile- und Montageaufwand in vorteilhafter Weise dadurch noch weiter vereinfacht werden, daß die Bürstenandruckfeder mit an ihrem einen Ende angeordneten Stift zur schwenkbaren Lagerung der Bürste auch zur übrigen geführten Halterung der Bürste selbst unter Verzicht auf einen gesonderten Kastenbürstenhalter mitbenutzt wird und gegebenenfalls das andere Ende der Bürstenfeder zur Halterung der ganzen Bürstenanordnung direkt an einer Bürstenhalterung drehbar oder schwenkbar gelagert oder fixiert ist; auf eine Sonder-Konstruktion einer Bürste mit im Sinne eines Ausgleichs von Kommutator-Unrundheiten schwenkbaren Achse kann bei einer Konstruktion gemäß Anspruch 15 verzichtet werden.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Bürstenandruckfeder dabei zusätzlich einen axialen Sicherungsteil auf, der zumindest an der ihrem statorseitigen Halterungsteil abgewandten axialen Stirnseite, insbesondere in Nähe zur Oberfläche des Schleifringes bzw. Kommutators, im Sinne einer axialen Lagesicherung anliegt; zur axialen Lagesicherung in der anderen Achsrichtung liegt die Bürste zweckmäßigerweise direkt an einem Statorteil an, wobei die Reibung bei der Schwenkbewegung dadurch niedrig gehalten werden kann, daß in vorteilhafter Weise an dem Statorteil axial vorstehende Anlaufnocken vorgesehen sind, die als alleinige Berührungsfläche zur gegenüberliegenden axialen Stirnseite der Bürste dienen.
  • Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:
    • FIG 1-3
    die axiale, stirnseitige und radiale Ansicht einer ersten erfindungsgemäßen Bürstenhalterung,
    FIG 4,5
    zwei Lagerungsmöglichkeiten des Stiftes zur schwenkbaren Lagerung der Bürste in einem Bürstenkasten,
    FIG 6-8
    die axiale, stirnseitige und radiale Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Bürstenhalterung,
    FIG 9,10
    die axiale und stirnseitige Ansicht einer Ausgestaltung der Bürstenhalterung gemäß FIG 6-8,
    FIG 11,12
    die axiale und stirnseitige Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Bürstenhalterung,
    FIG 13
    die radiale Ansicht einer vierten erfindungsgemäßen Bürstenhalterung,
    FIG 14-16
    in stirnseitiger Ansicht, in radialem Schnittbild und in radialer Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Bürstenhalterung mit einer einstückig an einen Bürstenkasten angeformten Bürstenandruckfeder,
    FIG 17,18
    in axialer bzw. radialer Ansicht eine spezielle Ausgestaltung des Andruckes zwischen der Bürstenandruckfeder und der Bürste über eine Andruckrolle.
    FIG 19,20
    in axialer bzw. radialer Ausschnitt-Ansicht eine anschlagbegrenzte schwenkbare Lagerung des Halterungsteils der Bürstenandruckfeder gemäß FIG 11,12 in einer Statoraufnahme,
    FIG 21-23
    die axiale, stirnseitige und radiale Ansicht einer Bürstenhalterung, allein durch eine Bürstenandruckfeder,
    FIG 24
    die Einklinkung der Bürstenandruckfeder in ihrer Statoraufnahme gemäß Bürstenhalterung nach FIG 21-23,
    FIG 25
    eine weitere Alternative einer vorteilhaften Halterung der Bürstenandruckfeder in ihrer Statoraufnahme,
    FIG 26
    eine zusätzliche axiale Sicherung der Aufnahme der Bürstenandruckfeder in ihrer Statoraufnahme gem. FIG 25.
  • FIG 1-3 zeigen in drei verschiedenen Ansichten eine erste erfindungsgemäße Bürstenhalterung mit einer auf der Oberfläche eines Kommutators 1 schleifenden, von einem Bürstenkasten 2 dreiseitig umschlossenen und durch eine Bürstenandruckfeder 3 gegen den Kommutator 1 angedrückten Bürste 6. Die Bürste 6 ist in radialer Nähe zur Oberfläche des Kommutatormotors 1 um eine in Axialrichtung verlaufende Achse schwenkbar gelagert, die durch einen Führungsstift 31 gebildet wird, der in einen in Andruckrichtung der Bürste 3 verlaufenden, zur Oberfläche des Kommutators 1 hin offenen Führungsschlitz 61 eingesteckt und beidseitig in Seitenwandungen des Bürstenkastens 2 gelagert ist. In vorteilhafter Weise ist der Führungsstift 31 einstückiger Bestandteil einer Bürstenandruckfeder 3, die mit ihrem anderen Andruckende 32 punktförmig auf der Oberfläche der Bürste 6 aufliegt und diese gegen den Kommutator 1 andrückt.
  • Der Stift 31 kann nach zwei vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung gemäß FIG 4 bzw. FIG 5 entweder in einen radial offenen Einsteckschlitz 21 oder in einen radial offenen Klemm-Einsteckschlitz 22 im Bürstenkasten 2 eingelegt bzw. eingedrückt werden. Wie insbes. aus FIG 3 ersichtlich, sind in die Wandteile des Bürstenkasten 2, zwischen denen die Bürste 6 an ihren axialen Stirnseiten eingeschlossen ist, im Bereich der Einsteckschlitze 21,22 mit zur Bürste 6 gerichtete vorstehende Anlageaugen 25 bzw.26 eingeformt, die der möglichst reibungsarmen Führung der schwenkbaren Bürste 6 im Bürstenkasten 2 dienen. In das Auge 26 ist gleichzeitig durch Freistanzen ein Federlappen 261 eingeformt, der der Klemmhalterung des eingedrückten Führungsstiftes 31 dient. Um bei der angenommenen, auf der Kommutatorstirnfläche durch Pfeilrichtung angedeuteten Drehrichtung des Kommutators 1 der aufgrund zunehmender Abnutzung zu erwartenden Schrägstellung der Bürste 6 entgegenwirken zu können, ist zweckmäßigerweise das Andruckende 32 der Andruckfeder 3 zum Führungsschlitz 21 in der hier angenommenen und durch einen Richtungspfeil gekennzeichneten einzigen Drehrichtung um ein geringes Maß außermittig versetzt.
  • FIG 6-8 zeigen eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bürstenhalterung für einen Motor mit gemäß auf der Stirnseite des Kommutators 1 eingetragener Pfeilrichtung angenommenen Drehrichtung sowohl für Links- als auch für Rechtslauf; dementsprechend sind sowohl der den axial durchgehenden Führungsstift 41 zur Bildung der Schwenkachse aufnehmende Führungsschlitz 71 der Bürste 7 als auch das Andruckende 42 der zur Erzielung einer ausgeglichenen Federandruckkraft der mehrfach gewendelten Bürstenandruckfeder 4 mittig zum Drehpunkt des Kommutators 1 angeordnet. Zur gleichzeitigen zur Oberfläche des Kommutators parallelen Ausrichtung der Bürste liegt nach einer Ausgestaltung der Erfindung die Bürstenandruckfeder 4 mit einem in Achsrichtung des Kommutators 1 verlaufenden Andruckende 42 auf der Bürste 7, vorzugsweise versenkt in einer korrespondierenden axialen Längsnut 72 der Bürste 7 auf.
  • FIG 9,10 zeigen eine ähnliche Ausführung einer erfindungsgemäßen Bürstenhalterung wie FIG 6-8, jedoch ist die mehrfach gewendelte Bürstenandruckfeder 4 in ihrem freien Andruckende 43 als Haltebügel im Sinne einer zur Oberfläche des Kommutators parallelen und in Achsrichtung fixierenden Führungshilfe mit für die um den Führungsstift 41 schwenkbar gelagerte Bürste 7 ausgebildet.
  • FIG 11,12 zeigen eine ähnliche erfindungsgemäße Bürstenhalterung wie FIG 1-3, jedoch ist auf einem gesonderten Bürstenkasten verzichtet und die Bürstenandruckfeder 3 direkt zur geführten und schwenkbaren Halterung der Bürste 6 ausgebildet; dazu ist insbesondere der Führungsstift 31 der Bürstenandruckfeder 3 verlängert und in einem Statorteil 8, vorzugsweise einem Kunststoff-Lagerschild oder einer Bürstenhalterung, gelagert. Zur Reibungsminderung zwischen der Bürste 6 und dem führenden Teil der Bürstenandruckfeder 3 sind in diese - ähnlich wie im Fall gemäß FIG 3 - vorstehende, zur Bürste 6 gerichtete Anlageaugen 33 eingeformt.
  • FIG 19,20 zeigen in Anlehnung an die Bürstenhalterung gemäß FIG 11,12 eine schwenkbare Aufnahme des statorseitigen Endes des Führungsstiftes 31 der Bürstenandruckfeder 3; dazu ist das Ende in eine axiale Einstecköffnung 93 im Statorteil 9 eingeklinkt. Zur axialen Lagesicherung liegt - wie insbesondere aus FIG 20 ersichtlich - der eingeklinkte Schwenkhaken 39 axial gegen eine Schulter 96 des Statorteils 9 an; zur Anschlagbegrenzung des das Andruckende 32 aufnehmenden Kopfendes der Bürste 6 ist - wie insbesondere aus FIG 19 ersichtlich - der Schwenkhaken in eine Winkelöffnung 97 des Statorteils 9 eingelegt, deren Winkelflanken als Anschlag für den Schwenkhaken 39 dienen.
  • Ausgehend von der bürstenkastenfreien Konstruktion gemäß FIG 11,12 zeigen FIG 21-23 in drei verschiedenen Ansichten eine erfindungsgemäße Bürstenhalterung mit einer auf der Oberfläche eines Kommutators 1 schleifenden, in einem Statorteil 9 über eine Bürstenandruckfeder 3a angedrückten und zum Ausgleich von Rundlaufabweichungen des Kommutators 1 schwenkbar aufgehängten, jedoch ungeschlitzten und somit keine Sonderkonstruktion erfordernden Bürste 6; Die einstückig aus einem Draht gebogene Bürstenandruckfeder 3a weist hierbei zwei im Statorteil 9 fixierte Halterungsteile 31a, 32a, einen anschließenden, an jeder tangentialen Stirnseite der Bürste 6 anliegenden, tangentialen Lagerungsteil 33a, 34a zur schwenkbaren Lagerung der Bürste 6, einen axialen Sicherungsteil 35a bzw. 36a und einen endseitigen, auf der radialen, der Kommutatoroberfläche abgewandten Kopfseite der Bürste 6 aufliegenden Andruckteil 37a auf; an der dem axialen Sicherungsteil 35a bzw. 36a abgewandten Stirnseite kann die Bürste 6 gegen Anschlagnocken 91 des Statorteils 9 mit geringem Reibungskoeffizienten anlaufen. Es kann somit trotz der vorteilhaften Schwenkbarkeit der Bürste zum Ausgleich von Kommutator-Unrundheiten auf jegliche Sonderformen von Bürsten verzichtet werden.
  • Wie insbesondere aus FIG 23 ersichtlich, ist die Bürstenandruckfeder 3a aus einem durchgehenden einstückigen Draht derart gebogen, daß dessen freies Ende die Halterungsteile 31a, 32a bildet und dessen mittiges Umbiegeende als Andruckteil 37a auf der radialen Kopfseite der Bürste 6 aufliegt. Zwischen dem Andruckteil 37a und den axialen Sicherungsteilen 35a, 36a weist die Bürstenandruckfeder 3a mehrere, im Abstand zur Bürste 2 gehaltene Federbiegungsteile auf, durch die im wesentlichen der Federdruck zum Andruck der Bürstenandruckfeder 3a auf die Oberfläche des Kommutators 1 erreicht wird. In zweckmäßiger Weise ist dabei die Bürstenandruckfeder 3a, insbesondere im Bereich ihrer Umknickungen, im Sinne eines unabhängig von der radialen Bürstenhöhe über die gesamte Betriebszeit weitgehend konstanten Bürstenandruckes mit torsions- bzw. biegebeanspruchten Teilen geringerer Steifigkeit versehen; diese geringere Steifigkeit kann insbesondere durch einen geringeren Querschnitt des Federdrahtes in diesen Bereichen erreicht werden. Durch die vorgenannte Maßnahme wird erreicht, daß sowohl bei größerer als auch bei kleinerer radialer Auslenkung des Andruckteils 37a im Verhältnis zum Halterungsteil 31a, 32a bzw. zum anschließenden axialen Sicherungsteil 35a, 36a bzw. zum tangentialen Lagerungsteil 33a, 34a die Andruckkraft auch bei mit aufgrund längerer Betriebszeit abgeschliffener und damit eine geringere radiale Höhe aufweisender Bürste 6 konstant bleibt.
  • Die Halterungsteile 31a, 32a sind im Statorteil 9 fest fixiert; der zwischen dem tangentialen Sicherungsteil 33a, 34a bzw. axialen Sicherungsteil 35a, 36a und dem Andruckteil 37a liegende Federteil ist außerdem im Sinne einer Schwenkbarkeit der Bürstenandruckfeder 3a um ihre Schwenkachse bei Schwenkbewegungen des Kopfendes der Bürste 2 im Sinne des Pfeiles in FIG 2 elastisch verformbar ausgebildet; dazu dient insbesondere auch die Halterung der Federumbiegungen im Abstand zu den tangentialen Stirnseiten der Bürstenandruckfeder 3a.
  • FIG 24-26 zeigen drei verschiedene Möglichkeiten der Fixierung der aus Bürstendrahtenden 31a bzw. 32a bestehenden Halterungsteile der Bürstenandruckfeder 3a im Statorteil 9. Gemäß FIG 24 ist eine axiale, zum Kommutator 1 geöffnete Aufnahmeöffnung 92 mit einem Absatz 94 im Statorteil 9 und eine Selbstverrastung des Halterungsteils 31a, 32a mit einem abgewinkelten, durch vorübergehendes, in FIG 24 dargestelltes, montagemäßiges Wegkippen der Bürstenandruckfeder 3a aus ihrer Betriebslage (gemäß FIG 21-23) hinter den Absatz 94 einschwenkbaren Anschlagwinkel 38a vorgesehen. FIG 25, 26 kennzeichnen eine Ausgestaltung mit einer axialen Einsteckmontage des Halterungsteils 31a, 32a in eine axiale, zum Kommutator 1 geöffnete Aufnahmeöffnung 93 im Statorteil 9 und eine Selbstverklemmung (FIG 25) bzw. Selbstverrastung (FIG 26) des Halterungsteils 31a, 32a mit einem endseitigen, entgegen der Einsteckrichtung abgebogenen Klemmhaken 39a bzw. hinter einen Rastnocken 95 des Statorteils 9 einrastenden Rasthaken 39b gemäß FIG 26.
  • FIG 13 zeigt eine Bürstenandruckfeder 5 mit einem zum Bürstenandruck auf der Bürste aufliegenden hochgebogenen Andruckende 52 und zwei seitlichen Federarmen 51,51, die jeweils in einer axial stirnseitigen Wandung des Bürstenkastens 2 drehbar gelagert sind. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Achse, um die die Bürste 8 schwenkbar gelagert ist, durch Schwenkaufnahmen in Form von aus dem Bürstenkasten 2 freigestanzten und abgebogenen Lappen 23,24 gebildet, die in korrespondierende Aufnahmen, vorzugsweise in Form von stufenförmigen Absätzen 81,82 in die Bürste 8 eingreifen.
  • FIG 14-15 zeigen in stirnseitiger bzw. radialer Ansicht und im Schnittbild gemäß Schnittverlauf III-III in FIG 15 eine erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Bürstenhalterung, bei der der Bürstenkasten 2 und die Bürstenandruckfeder 27 Teile eines einstückigen Stanzbiegeteils sind. Die Andruckfeder 27 besteht im wesentlichen aus einem in FIG 14 waagrecht verlaufenden Biegeteil zur Erlangung einer bestimmten Bürstenandruckkonstante, einem in FIG 14 im wesentlichen senkrecht verlaufenden Biegeteil zur Erzielung einer gewissen Elastizität entsprechend der schwenkbaren Bürste 8 und einem Andruckende, das unmittelbar gemäß FIG 15 oder mittelbar über Andruckrollen 10,10 gemäß FIG 17,18 auf der radial oberen Fläche der Bürste 8 aufliegt.
  • Zur Erzielung guter Laufeigenschaften auch bei unrundem Kommutator 1 und zur Stellungsanpassung der Bürste 8 im Sinne einer möglichst großen Kontaktierungsfläche zum Kommutator 1 ist die Bürste 8 um eine Achse schwenkbar gelagert, die radial in Nähe zur Oberfläche und axial im wesentlichen in Achsrichtung des Kommutators 1 verläuft; dazu sind aus dem Bürstenkasten 2 einerseits in korrespondierende radial verlaufende Abstufungen 81,82 der Bürste 8 eingreifende Lappen 23,24 zur tangentialen Anlage an der einen Seite der Bürste 8 herausgebogen und andererseits das Wandteil 26 des Bürstenkastens zur tangentialen Anlage der anderen Seite der Bürste 8 abgebogen; wie insbes. aus FIG 16 ersichtlich, sind die Lappen 23,24 bzw. das als Anlage für die Bürste 8 vorgesehene Wandteil 26 des Bürstenkastens 2 nach radial außen schräg verlaufend ausgebildet, so daß zwischen den radial inneren, auf die Bürste 8 zugeneigten unteren Kanten der Lappen 23,24 und des Wandteiles 26 eine Schwenkachse für die Bürste 8 gebildet ist und sich das obere Ende der Bürste 8 im Sinne der erfindungsgemäßen Schwenkbewegung schrägstellen kann.
  • Um eine dauernde Bürstenschrägstellung aufgrund der Abnutzung der Bürste 8 bei der in Pfeilrichtung angenommenen Drehrichtung des Kommutators zu vermeiden, ist der Auflagepunkt des Andruckendes der Bürstenandruckfeder 27 wiederum außermittig in Drehrichtung um ein geringes Maß versetzt.
  • Zur verbesserten Bürstenführung durch die Bürstenandruckfeder ist jeweils zweckmäßigerweise das führungsstiftseitige Ende der Bürstenandruckfeder in axial bzw. tangential entgegengesetzter Richtung zu dem andruckseitigen Ende der Bürstenandruckfeder zur Bürste geführt. Der eigentliche Federteil der gesamten Bürstenandruckfeder liegt vorteilhafterweise im Bereich deren größten Biegemomentes. Die Bürstenandruckfeder ist als Drahtformteil gemäß der Ausgestaltung nach FIG 1-13 oder als Biegestanzteil gemäß der Ausgestaltung nach FIG 14-18 ausgebildet.

Claims (19)

  1. Schleifring- bzw. Kommutatormotor mit zumindest einer statorseitig geführt gehaltenen, durch eine Bürstenandruckfeder (3;4) gegen die Oberfläche eines Schleifringes bzw. eines Kommutators angedrückten und um eine radial in Nähe zur Oberfläche und axial im wesentlichen in Achsrichtung des Kommutators (1) bzw. des Schleifringes verlaufende Achse schwenkbaren Bürste (6;7) mit folgendem Merkmal:
       a) Die Bürste (6;7) ist mit einem in Andruckrichtung verlaufenden, zur Oberfläche des Kommutators (1) bzw. des Schleifringes geöffneten Führungsschlitz (61;71) versehen, in den ein in einem die Bürste (6;7) zumindest teilweise umgreifenden Bürstengehäuse (2) gehaltener Führungsstift (31;41) ein- bzw. durchsteckbar ist (FIG 1-10).
  2. Schleifring bzw. Kommutatormotor mit zumindest einer statorseitig geführt gehaltenen, durch eine Bürstenandruckfeder (3;4;5) gegen die Oberfläche eines Schleifringes bzw. eines Kommutators angedrückten und um eine radial in Nähe zur Oberfläche und axial im wesentlichen in Achsrichtung des Kommutators (1) bzw. des Schleifringes verlaufende Achse schwenkbaren Bürste (6;7) mit folgendem Merkmal:
       b) Die Bürste (6) ist bürstengehäusefrei allein durch die Bürstenandruckfeder (3) und einen als Achse an diese einstückig angeformten Führungsstift (31) statorseitig geführt und schwenkbar gehaltert, der in einen in Andruckrichtung verlaufenden, zur Oberfläche des Kommutators (1) bzw. des Schleifringes geöffneten Führungsschlitz (61) der Bürste (6) einsteckbar ist (FIG 11,12)
  3. Schleifring- bzw. Kommutatormotor nach Anspruch 1 oder 2 mit folgendem Merkmal:
       c) Der Führungsstift wird von zumindest einem axial verlaufenden Einsteckloch in einem die Bürste axial stirnseitig umgreifenden Wandteil des Bürstengehäuses aufgenommen.
  4. Schleifring- bzw. Kommutatormotor nach Anspruch 1 oder 2 mit folgendem Merkmal:
       d) Der Führungsstift (31) wird von zumindest einem zur Oberfläche des Kommutators (1) bzw. Schleifrings geöffneten Einsteckschlitz (21), insbesondere einem Klemm-Einsteckschlitz (22) in einem die Bürste (6) axial stirnseitig umgreifenden Wandteil des Bürstengehäuses (2), aufgenommen (FIG 4, 5)
  5. Schleifring- bzw. Kommutatormotor nach Anspruch 1 oder 2, mit folgendem Merkmal:
       e) Der Führungsstift (31;41) ist einstückiger Bestandteil der Bürstenandruckfeder (3;4).
  6. Schleifring- bzw. Kommutatormotor nach Anspruch 5 mit folgendem Merkmal:
       f) Die Bürstenandruckfeder (3;5) liegt im Bereich ihres Andruckendes (32;51) punktförmig auf der Bürste (6;8) auf (FIG 3,13).
  7. Schleifring- bzw. Kommutatormotor nach Anspruch 6 mit folgendem Merkmal:
       g) Die Bürstenandruckfeder (4) liegt mit einem in Achsrichtung des Kommutators (1) bzw. Schleifringes verlaufenden parallel zur Oberfläche des Kommutators (1) ausrichtenden Andruckende (41) auf der Bürste (7) auf (FIG 7,8).
  8. Schleifring- bzw. Kommutatormotor nach Anspruch 7 mit folgendem Merkmal:
       h) Das ausrichtende Andruckende liegt in einer korrespondierenden axialen Längsnut (72) der Bürste (7) (FIG 8).
  9. Schleifring- bzw. Kommutatormotor nach Anspruch 7 mit folgendem Merkmal:
       i) Die Bürstenandruckfeder (4) ist mit einem die Bürste (7) parallel zur Oberfläche des Kommutators (1) axial fixierenden Andruckende (43) versehen (FIG 9,10).
  10. Schleifring- bzw. Kommutatormotor nach Anspruch 6, 7 oder 9 mit folgendem Merkmal:
       j) Der Führungsstift (31;41) einerseits und das Andruckende (42 bzw. 43) andererseits sind in einander entgegengesetzter Axialrichtung zur Bürste (7) zugeführt (FIG 6; FIG 9).
  11. Schleifring- bzw. Kommutatormotor nach Anspruch 9 mit folgendem Merkmal:
       k) Das freie Ende des Stiftes (31) ist aus der Bürste (6) herausgeführt und direkt an einem Statorteil (9), insbesondere einer Kunststoff-Bürstenhalterung oder einem Kunststoff-Lagerschild, drehbar oder fest gehalten (FIG 11).
  12. Schleifring- bzw. Kommutatormotor nach Anspruch 9 mit folgendem Merkmal:
       l) Das freie Ende des Stiftes (31) ist aus der Bürste (6) herausgeführt und direkt im Statorteil (9), insbesondere einer Kunststoff-Bürstenhalterung oder einem Kunststoff-Lagerschild, um einen der Schwenkbewegung der Bürste (6) entsprechenden Schwenkwinkel mit Anschlagbegrenzung im Statorteil (9) schwenkbar gelagert (FIG 19,20).
  13. Schleifring- bzw. Kommutatormotor mit zumindest einer statorseitig geführt gehaltenen, durch eine Bürstenandruckfeder (27) gegen die Oberfläche eines Schleifringes bzw. eines Kom mutators angedrückten und um eine radial in Nähe zur Oberfläche und axial im wesentlichen in Achsrichtung des Kommutators (1) bzw. des Schleifringes verlaufende Achse schwenkbaren Bürste (8) mit folgendem Merkmal:
       m) Der Bürstenkasten (2) und die Bürstenandruckfeder (27) sind Teile eines einstückigen Stanzbiegeteils und zur schwenkbaren Achslagerung sind an der Bürste (8) Aufnahmen (Absätze 81;82) vorgesehen, in die am die Bürste (8) aufnehmenden Bürstengehäuse (2) an- bzw. eingeformte Schwenkaufnahmen (Lappen 23;24) eingreifen (FIG 15-18).
  14. Schleifring- bzw. Kommutatormotor mit zumindest einer statorseitig geführt gehaltenen, durch eine Bürstenandruckfeder (3a) gegen die Oberfläche eines Schleifringes bzw. eines angedrückten und um eine radial in Nähe zur Oberfläche und axial im wesentlichen in Achsrichtung des Kommutators (1) bzw. des Schleifringes verlaufende Achse schwenkbaren Bürste (6) mit folgendem Merkmal:
       n) Die Bürste (6) ist bürstengehäusefrei allein durch die statorseitig mit einem Halterungsteil (31a;32a) aufgenommene Bürstenandruckfeder (3a) geführt und schwenkbar gehalten, die dazu mit je einem tangentialen Lagerungsteil (33a bzw. 34a) an den tangentialen Stirnseiten der Bürste in Nähe zur Oberfläche und parallel zur Achsrichtung des Schleifringes bzw. des Kommutators (1) anliegt.
  15. Schleifring- bzw. Kommutatormotor nach Anspruch 14 mit folgendem Merkmal:
       o) Die Bürstenandruckfeder (3a) liegt mit einem Andruckteil (37a) auf dem dem Kommutator (1) abgewandten radialen Kopfende und mit einem axialen Sicherungsteil (35a;36a) zumindest an der ihrem statorseitigen Halterungsteil (31a;32a) abgewandten axialen Stirnseite der Bürste (6), insbesondere in Nähe zur Oberfläche des Schleifringes bzw. Kommutators (1), im Sinne einer axialen Lagesicherung der Bürste (6) an.
  16. Schleifring- bzw. Kommutatormotor nach Anspruch 15 mit folgendem Merkmal:
       p) Die Bürste (6) ist an ihrer dem statorseitigen Halterungsteil (31a;32a) zugewandten axialen Stirnseite durch direktes Anlaufen gegen den das Halterungsteil (31a;32a) aufnehmenden Statorteil (9), insbesondere im Bereich von axial vorstehenden Anlaufnocken (91), axial gesichert.
  17. Schleifring- bzw. Kommutatormotor nach Anspruch 16 mit folgendem Merkmal:
       q) Das statorseitige Halterungsteil (31a;32a) und/oder das tangentiale Lagerungsteil (33a;34a) und/oder das axiale Sicherungsteil (35a;36a) und/oder das Andruckteil (37a) sind Bestandteile einer einstückigen, insbesondere aus einem durchgehenden Bürstendraht gebogenen, Bürstenandruckfeder (3a).
  18. Schleifring- bzw. Kommutatormotor nach einem der Ansprüche 14-17 mit folgendem Merkmal:
       r) Der, insbesondere aus zwei Bürstendrahtenden (31a bzw. 32a), bestehende Halterungsteil ist im Statorteil (9) fest fixiert und der zwischen dem tangentialen Sicherungsteil (33a;34a) bzw. axialen Sicherungsteil (35a;36a) einerseits und dem Andruckteil (37a) andererseits liegende Federteil ist im Sinne einer Schwenkbarkeit der Bürstenandruckfeder (3a) um ihre Schwenkachse elastisch verformbar ausgebildet.
  19. Schleifring- bzw. Kommutatormotor nach einem der Ansprüche 6, 14-18 mit folgendem Merkmal:
       s) Das Halterungsteil (31a;32a) ist in eine zum Kommutator (1) geöffnete axiale Aufnahmeöffnung (93) im Statorteil (9) mit einer Selbstverklemmung bzw. Selbstverrastung über einen endseitigen, entgegen der Einsteckrichtung abgebogenen Klemmhaken (39a) bzw. Rasthaken (39b) eingesteckt.
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