EP1376785B1 - Verfahren zum Einfügen einer Bürstenplatte in elektrische Maschinen und Hilfsaufnahme zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

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EP1376785B1
EP1376785B1 EP03003370A EP03003370A EP1376785B1 EP 1376785 B1 EP1376785 B1 EP 1376785B1 EP 03003370 A EP03003370 A EP 03003370A EP 03003370 A EP03003370 A EP 03003370A EP 1376785 B1 EP1376785 B1 EP 1376785B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
auxiliary receptacle
brush plate
pole housing
auxiliary
seal
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03003370A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1376785A1 (de
Inventor
Lars Ruhbach
Siegbert Wessels
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Publication of EP1376785B1 publication Critical patent/EP1376785B1/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
    • H01R39/385—Means for mechanical fixation of the brush holder

Definitions

  • the invention relates to a method for inserting a preassembled Brush plate at the rear end of the pole housing an electric machine and an auxiliary receptacle for Implementation of the procedure.
  • DE 298 01 079 U1 is as cranking device for Internal combustion engine is a DC motor as electric Machine known, in which at the rear end of the pole housing a brush plate inserted and at the front bearing flange the machine is screwed down.
  • the brush plate carries both the brush holder with the carbon brushes for the Commutator of the electric machine as well as the connection connection the carbon brushes and one the connection power-sealing gasket made of insulating material, at the end of the pole housing in an axially open recess used and fixed.
  • the insertion of the brush plate into the rear end of the pole housing of the machine so far by hand, especially since the existing rubber Sealing the connection connection moisture-proof and therefore with tight tolerances in the recess of the pole housing must be inserted.
  • connection connection in the area of the seal partly as lead wire and partly is designed as an elastic busbar results between the brush plate and the seal a labile Assignment, which is an automated insertion of the brush plate and opposes the seal in the pole housing.
  • a labile Assignment which is an automated insertion of the brush plate and opposes the seal in the pole housing.
  • the carbon brushes before inserting the brush plate in the Pol housing the carbon brushes through a pre-assembled auxiliary ring held back so far that they are at the onset of Brush plate pushed onto the collector of the machine become. It is disadvantageous that the then from the carbon brushes no longer held auxiliary ring added by hand and needs to be removed.
  • the present solution aims at feeding and joining the brush plate on the pole housing to fully automatic Change process steps.
  • the inventive method for inserting a pre-assembled Brush plate at the rear end of the pole housing the electric machine with the characterizing features of Main claim has the advantage that now the brush plate and the seal is defined by means of an auxiliary receptacle fed to the pole housing and joined, so that the orientation of the brush plate and the insertion of the Seal in the recess of the pole housing no longer like previously done by hand.
  • Another advantage is that that automatic joining of the brush plate by means of the auxiliary holder for various embodiments of the brush plate in right and left rotation as well as for differently trained Connection connections is to be realized.
  • the invention further comprises the auxiliary receptacle for implementation
  • the Precise positioning of the guide in the auxiliary holder is thereby achieved in a simple manner that the two-sided leadership of the seal through wall sections the auxiliary receptacle is formed, which in lateral grooves engage the seal.
  • auxiliary shots with the Brush plates in magazines as well as for the defined feed Pol housing is expediently the case of Auxiliary receptacle on the outer circumference with two opposite Recesses for receiving axial guide pins trained, which in the magazines and / or on a Be attached handling device of the assembly station can.
  • the recesses form in each case a radially outwardly open trough for recording the guide pin.
  • the Auxiliary support through the guide pins have this and the their troughs have different diameters.
  • this asymmetrically on the circumference of the Auxiliary recording can be arranged.
  • a material and weight reduction in the auxiliary recording can be achieved by that with a thin one Housing wall, the troughs by radially outward Projections of the housing are formed.
  • the auxiliary support is made in one piece from plastic.
  • FIG. 1 shows a starter for motor vehicles and designated 10. He has in a known manner an engagement relay 11 and an electric machine as drive in Form of a DC motor 12. The rear end of the DC motor 12 is shown in the breakout. There is a commutator 13 and the rear shaft end 14 of a Kommutator ceremoniesrs 15 recognizable, with in the pole housing 16th cooperates used stator poles. At the far end of the Polgeophuses 16 is a brush plate 17 before insertion shown in the open end of the pole housing 16. The Brush plate 17 carries four brush holder 18 with it used carbon brushes 19, which in the assembled state resting on the commutator 13 spring and the commutator rotor 15 supply electricity.
  • the brush holder 18 are over Connection connections in the form of busbars to a Power supply connectable, usually a Brush pair via the pole housing 16 at the ground potential is created.
  • the other brush pair is over a Busbar 20 passed through the pole housing 16 to the outside and usually with a connection of the engagement relay 11 connected.
  • the implementation of the pole housing 16 takes place here via a busbar 20 enclosing seal 21 Rubber or similar insulating material, the seal 21 when inserting the brush plate 17 in a back-to-back End open recess 22 of the pole housing 16 is fixed.
  • FIG. 1 shows the open one rear end of the pole housing 16 with the bearing flange 24 and the brush plate 17 prior to insertion into the pole housing 16th
  • Figure 2 shows a e.g. prefabricated by a supplier Brush plate 17 in longitudinal section, wherein the brush holder 18th with the carbon brushes 19 on a sheet metal stamped support plate 26 are mounted.
  • Two of the carbon brushes 19 are included in a manner not shown on their pigtails welded to terminal lugs of the support plate 26 and the Pigtails 27 of the two other carbon brushes 19 are with the busbar 20 welded, which also on the support plate 26 is attached.
  • On the outer circumference of the support plate 26th is also the seal 21 for the implementation of the bus bar 20 recorded.
  • This seal 21 has laterally arranged Grooves 28, which at the onset of the brush plate 17th in the pole housing 16 on the edges of the recess 22 in the Pol housing 16 are pushed sealingly.
  • FIG. 3 shows an auxiliary receptacle 30 for the brush plate 17 to avoid the previously required operations of Hand when inserting the brush plate 17 in the pole housing 16.
  • the auxiliary receptacle 30 consists of a bell-shaped Housing 31 having a bottom 32 and an outer wall 33.
  • Am Floor 32 is an axial support shoulder 34 for the Outside of the brush plate 17 is provided.
  • am Circumference of the outer wall 33 an open at the front Recess 35 is arranged, in which the busbar 20 of the Brush plate 17 enclosing seal 21 added and can be performed on both sides.
  • the two-sided leadership of Seal 21 takes place through the lateral Wall sections 33a of the outer wall 33, which in the lateral grooves 28 of the seal 21 engage and thus the Determine the seal in the circumferential direction.
  • the Auxiliary receptacle 30 concentric with the outer wall 33 a Support ring 36 for the carbon brushes 19, whose Diameter larger than the diameter of the commutator 13 is and the one-piece with the bottom 32 of the bell-shaped Housing 31 is formed.
  • the support ring 36 has a central bore 37 for receiving the shaft end 14 on Commutator runner 15. This will ensure that when Insert the brush plate 17 in the end of the pole housing 16, the support ring 36 with the commutator 13 of the machine flees.
  • the outer wall 33 of the bell-shaped housing 31 at its front side with a circumferential collar 39 provided, which is the rear end of the Polgeophuses 16 can record accurate to the axis.
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through the auxiliary receptacle 30 of Figure 3 with a pre-assembled, in the cup-shaped housing 31 inserted brush plate 17 together with the seal 21.
  • FIG. 5 shows a section of a Such Magazines 45, in which two mandrels 46 at a distance from each other attached vertically to the bottom 47 of the magazine 45 are.
  • the wells 41 on the auxiliary receptacles 30 are three or four auxiliary receptacles 30 pushed onto the mandrels 46 and stacked on top of each other in the right position.
  • the wells 41 also asymmetric be arranged on the outer circumference of the auxiliary receptacle 30.
  • the System boxes or magazines can have several such stacks find space next to each other and behind each other.
  • the auxiliary shots 30 with the brush plates 17 are now in the System boxes or magazines 45 for final assembly on the pole housing 16 of the machine transported. You can there by means of appropriate Handling device directly from the magazine 45th taken and placed on the pole housing 16 or on deposited a conveyor belt as a clipboard for buffering become.
  • FIG. 6 shows the delivered magazine 45 from FIG. 5 with a pivotable raised or lowered Gripper arm 50 each upper auxiliary receptacle 30 the magazine 45 removed and deposited on a conveyor belt 51.
  • a pivotable raised or lowered Gripper arm 50 each upper auxiliary receptacle 30 the magazine 45 removed and deposited on a conveyor belt 51.
  • two fingers 52 of the gripping arm 50 in two openings 40 at the bottom 32 of the auxiliary receptacle 30th one. These then clamp the upper auxiliary receptacle 30 to Removal from the magazine 45 between them and let them only after dropping off on the conveyor belt 51 again.
  • the auxiliary receptacle is defined on the Deposed conveyor belt 51. In the area one in FIG.
  • Figure 7 shows a magazine 45 with stacked Auxiliary receptacles 30, the first without buffer to z.um insert the brush plate 17 in the pole housing 16 by means of Handling device 54 are removed from the magazine 45.
  • the mandrels 46 are lowered here in the bottom 47, so they for example telescopically through the guide pin 55 of the Handling device 54 when receiving the upper auxiliary receptacle 30 down a bit.
  • the Auxiliary receptacle 30 is then from the handling device 54 pivoted to the mounting station 53, where one with the Commutator 15 according to Figure 1 preassembled starter 10th with the open end of the pole housing 16 up in a workpiece carrier 56 is attached. It is the lateral recess 22 in the pole housing 16 for receiving the Seal 21 accurately positioned.
  • the auxiliary receptacle 30 with the Brush plate 17 is now from the handling device 54th on the open end of the pole housing 16 in one set predetermined position.
  • an auxiliary receptacle 30a is provided recognizable in three - dimensional representation, in which the Outer wall 33 is formed substantially thicker, so that the wells 41 there directly into the outer wall 33rd are formed.
  • the seal 21 of Brush plate 17 with their lateral grooves 28 on the two-sided edges of the recess 35 in the outer wall 33rd to be able to insert the auxiliary receptacle 30a this is in the Area of its recess 35 with a tangential Flattening 60 provided.
  • the auxiliary receptacles 30 and 30a in one piece made of plastic produced.

Landscapes

  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einfügen einer vormontierten Bürstenplatte am hinteren Ende des Polgehäuses einer elektrischen Maschine sowie eine Hilfsaufnahme zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der DE 298 01 079 U1 ist als Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen ein Gleichstrommotor als elektrische Maschine bekannt, bei dem am hinteren Ende des Polgehäuses eine Bürstenplatte eingesetzt und am stirnseitigen Lagerflansch der Maschine festgeschraubt ist. Die Bürstenplatte trägt sowohl die Bürstenhalter mit den Kohlebürsten für den Kommutator der elektrischen Maschine als auch die Anschlussverbindung der Kohlebürsten und eine die Anschlussverbindung zur Stromversorgung einfassende Dichtung aus Isolierstoff, die am Ende des Polgehäuses in einer axial offenen Aussparung eingesetzt und fixiert ist. Das Einfügen der Bürstenplatte in das hintere Ende des Polgehäuses der Maschine erfolgt bislang von Hand, da insbesondere die aus Gummi bestehende Abdichtung der Anschlussverbindung feuchtigkeitsdicht und daher mit engen Toleranzen in die Aussparung des Polgehäuses eingeschoben werden muss. Da die Anschlussverbindung im Bereich der Dichtung teils als Leitungslitze und teils als elastische Stromschiene ausgebildet ist, ergibt sich zwischen der Bürstenplatte und der Abdichtung eine labile Zuordnung, die einem automatisierten Einsetzen der Bürstenplatte und der Dichtung in das Polgehäuse entgegensteht. Außerdem werden vor dem Einsetzen der Bürstenplatte in das Polgehäuse die Kohlebürsten durch einen vormontierten Hilfsring so weit zurückgehalten, dass sie beim Einsetzen der Bürstenplatte auf den Kollektor der Maschine aufgeschoben werden. Dabei ist nachteilig, dass der dann von den Kohlebürsten nicht mehr gehaltene Hilfsring von Hand aufgenommen und entfernt werden muss.
Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, das Zuführen und Fügen der Bürstenplatte am Polgehäuse auf vollautomatische Verfahrensschritte umzustellen.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsetzen einer vormontierten Bürstenplatte am hinteren Ende des Polgehäuses der elektrischen Maschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass nunmehr die Bürstenplatte und die Dichtung mittels einer Hilfsaufnahme lagedefiniert am Polgehäuse zugeführt und gefügt werden, so dass die Ausrichtung der Bürstenplatte sowie das Einschieben der Dichtung in die Aussparung des Polgehäuses nicht mehr wie bislang von Hand erfolgt. Ein weiterer Vorteil ist, dass das automatische Fügen der Bürstenplatte mittels der Hilfsaufnahme für verschiedene Ausführungsformen der Bürstenplatte bei Rechts- und Linkslauf sowie für unterschiedlich ausgebildete Anschlussverbindungen zu realisieren ist.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung.
So ist es vorteilhaft, wenn beim Einsetzen der Bürstenplatte in die Hilfsaufnahme zugleich die Kohlebürsten mittels eines zentrisch in der Hilfsaufnahme angeordneten Abstützringes auf einen Durchmesser zurückgedrückt werden, der größer als der Durchmesser des Kommutators ist. Ferner ist es vorteilhaft, wenn zur automatischen Zuführung der Bürstenplatte die Hilfsaufnahme durch eine Asymmetrie von einer Handhabungsvorrichtung lagedefiniert maschinell aufgenommen und auf die offene Stirnseite des Polgehäuses aufgesetzt wird. Für die Zulieferung der Bürstenplatte ergibt sich ferner die vorteilhafte Möglichkeit, dass mehrere Bürstenplatten jeweils nach dem Einsetzen in ihre Hilfsaufnahme in einem Magazin lagegenau aufgenommen und transportiert werden. Dabei ist es zweckmäßig, wenn jeweils mehrere Hilfsaufnahmen mit eingesetzter Bürstenplatte in dem Magazin mittels Aufnahmebolzen übereinander lagegenau gestapelt werden. Als Magazine können dabei auch sogenannte Systemkisten verwendet werden. In zweckmäßiger Weise wird dabei die Hilfsaufnahme mit der Bürstenplatte vor deren Einsetzen in das Polgehäuse mittels einer Vorrichtung dem Magazin entnommen und lagedefiniert auf eine Transportvorrichtung, vorzugsweise auf ein Transportband, abgesetzt. Im Bereich einer Montagestation wird dann die Hilfsaufnahme mittels einer Handhabungsvorrichtung von der Transportvorrichtung abgenommen und auf die offene Stirnseite des Polgehäuses aufgesetzt. Alternativ dazu wird in einfachster Weise das Magazin-direkt an die Montagestation geliefert, wobei dann die Hilfsaufnahme erst zum Einsetzen der Bürstenplatte in das Polgehäuse mittels der Handhabungsvorrichtung dem Magazin entnommen wird.
Da vor dem Einsetzen der Bürstenplatte in das Polgehäuse bereits der Kommutatorläufer der Maschine montiert ist, wird zur Erzielung einer weiteren Fügestelle die Hilfsaufnahme zum Einsetzen der Bürstenplatte in das Polgehäuse der elektrischen Maschine mit einer Zentrierbohrung ihres Stützringes auf das hintere Wellenende des Kommutatorläufers aufgesetzt.
Da der Stützring für die Rückhaltung der Kohlebürsten bei der Montage nunmehr in der Hilfsaufnahme integriert ist, muss dieser nicht mehr wie bisher beim Einsetzen der Bürstenplatte in den Polring von Hand entfernt werden.
Die Erfindung umfasst ferner die Hilfsaufnahme zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zum Einsetzen einer vormontierten Bürstenplatte mit den Kennzeichnungsmerkmalen des Anspruchs 9 mit dem Vorteil einer lagegenauen Zuordnung und Halterung der Bürstenplatte mit der Dichtung für die Anschlussverbindung. Daraus ergibt sich als weiterer Vorteil, dass die Bürstenplatte mit der Dichtung nunmehr mittels der Hilfsaufnahme lagedefiniert transportierbar und ohne Handarbeit durch Handhabungsautomaten aufnehmbar und in das stirnseitige Ende des Polgehäuses einsetzbar ist. Die lagegenaue Positionierung der Führung in der Hilfsaufnahme wird dabei in einfacher Weise dadurch erreicht, dass die beidseitige Führung der Dichtung durch Wandungsabschnitte der Hilfsaufnahme gebildet ist, welche in seitliche Nuten der Dichtung eingreifen. Als zweckmäßige Ausgestaltung der Hilfsaufnahme hat sich erwiesen, wenn diese als glockenförmiges Gehäuse mit einem Boden und einer Außenwandung ausgebildet ist, wobei die Dichtung in einer stirnseitig offenen Aussparung am Umfang der Außenwandung einsetzbar ist. Zur Zentrierung der Hilfsaufnahme am Polgehäuse ist in vorteilhafter Weise die Außenwandung an ihrer Stirnseite mit einem umlaufenden Kragen zur Aufnahme des hinteren Endes des Polgehäuses versehen. Für eine stabile Auflage der Bürstenplatte in der Hilfsaufnahme ist ferner eine axiale Abstützschulter an dem Abstützring für die Kohlebürsten herausgebildet. Ferner ist in zweckmäßiger Weise der Abstützring einteilig mit dem Boden des glockenförmigen Gehäuses ausgebildet und koaxial zur Außenwand des glockenförmigen Gehäuses angeordnet. Dadurch ist es möglich, eine zentrische Bohrung im Abstützring so zu bemessen, dass sie in vorteilhafter Weise als weitere Fügestelle zur Aufnahme des hinteren Wellenendes des Kommutatorläufers verwendbar ist. Um die Bürstenplatte nach dem Aufsetzen der Hilfsaufnahme auf die hintere Stirnseite des Polgehäuses mittels Niederhalter in das hintere Ende des Polgehäuses einsetzen zu können, ist zweckmäßigerweise der Boden des glockenförmigen Gehäuses mit mindestens zwei vorzugsweise diametral gegenüberliegenden Durchbrüchen für die Aufnahme der Niederhalter versehen. Um dabei ein Verkanten der Bürstenplatte zu vermeiden, sind in vorteilhafter Weise je zwei Durchbrüche paarweise diametral gegenüberliegend angeordnet.
Für eine lagedefinierte Stapelung der Hilfsaufnahmen mit den Bürstenplatten in Magazinen sowie für die lagedefinierte Zuführung zum Polgehäuse ist zweckmäßigerweise das Gehäuse der Hilfsaufnahme am Außenumfang mit zwei gegenüberliegenden Ausnehmungen für die Aufnahme von axialen Führungsbolzen ausgebildet, welche in den Magazinen und/oder an einer Handhabungsvorrichtung der Montagestation angebracht sein können. Zweckmäßigerweise bilden dabei die Ausnehmungen jeweils eine radial nach außen offene Mulde für die Aufnahme der Führungsbolzen. Für eine lagedefinierte Aufnahme der Hilfsaufnahme durch die Führungsbolzen haben diese sowie die ihnen zugeordneten Mulden unterschiedliche Durchmesser. Alternativ dazu können bei gleichem Durchmesser der Führungsbolzen und der Mulden diese asymmetrisch am Umfang der Hilfsaufnahme angeordnet werden.
Um die Einführung des hinteren Wellenendes in die zentrische Bohrung des Abstützringes zu erleichtern, ist zweckmäßigerweise am vorderen Ende der zentrischen Bohrung eine konische Einführschräge angebracht.
Eine Material- und Gewichtsreduzierung bei der Hilfsaufnahme lässt sich dadurch erzielen, dass bei einer dünnen Gehäusewandung die Mulden durch radial nach außen gerichtete Vorsprünge des Gehäuses gebildet sind. In einfachster Weise ist die Hilfsaufnahme einteilig aus Kunststoff hergestellt.
Zweckmäßigerweise ist dabei die Außenwandung des Gehäuses im Bereich der Aussparung für die Aufnahme der Dichtung mit einer tangentialen Abplattung versehen.
Zeichnung
Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1
eine Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem Gleichstrommotor, an dessen hinterer Stirnseite eine Bürstenplatte eingesetzt und mit einem Lagerflansch fixiert wird,
Figur 2
den Lagerflansch im Längsschnitt,
Figur 3
eine Hilfsaufnahme für den Lagerflansch
  • a) im Längsschnitt und
  • b) in der Vorderansicht.
Figur 4
zeigt die Hilfsaufnahme im Längsschnitt mit eingesetzter Bürstenplatte,
Figur 5
zeigt mehrere, in einem Magazin übereinander gestapelte Hilfsaufnahmen,
Figur 6
zeigt die Übergabe der Hilfsaufnahmen an eine Montagestation mittels eines Fließbandes,
Figur 7
zeigt eine direkte Übergabe der Hilfsaufnahmen an die Montagestation,
Figur 8
zeigt die Montagestation mit der Hilfsaufnahme und der Bürstenplatte vor dem Einsetzen in das Polgehäuse des Gleichstrommotors und
Figur 9
zeigt alternativ zu Figur 3 eine abgeänderte Hilfsaufnahme in räumlicher Darstellung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 ist ein Starter für Kraftfahrzeuge dargestellt und mit 10 bezeichnet. Er hat in bekannter Weise ein Einrückrelais 11 und eine elektrische Maschine als Antrieb in Form eines Gleichstrommotors 12. Das hintere Ende des Gleichstrommotors 12 ist im Ausbruch dargestellt. Dort ist ein Kommutator 13 sowie das hintere Wellenende 14 eines Kommutatorläufers 15 erkennbar, der mit im Polgehäuse 16 eingesetzten Statorpolen zusammenwirkt. Am hinteren Ende des Polgehäuses 16 ist eine Bürstenplatte 17 vor dem Einsetzen in die offene Stirnseite des Polgehäuses 16 dargestellt. Die Bürstenplatte 17 trägt vier Bürstenhalter 18 mit darin eingesetzten Kohlebürsten 19, welche im montierten Zustand am Kommutator 13 federnd aufliegen und den Kommutatorläufer 15 mit Strom versorgen. Die Bürstenhalter 18 sind über Anschlussverbindungen in Form von Stromschienen an eine Stromversorgung anschließbar, wobei üblicherweise ein Bürstenpaar über das Polgehäuse 16 am Massepotential angelegt wird. Das andere Bürstenpaar wird über eine Stromschiene 20 durch das Polgehäuse 16 nach außen geführt und üblicherweise mit einem Anschluss des Einrückrelais 11 verbunden. Die Durchführung am Polgehäuse 16 erfolgt hier über eine die Stromschiene 20 einfassende Dichtung 21 aus Gummi oder einem ähnlichen Isolierstoff, wobei die Dichtung 21 beim Einsetzen der Bürstenplatte 17 in einer zum-hinteren Ende offenen Aussparung 22 des Polgehäuses 16 fixiert wird. Um unterschiedliche Bürstenplatten für Rechts- und Linkslauf der Maschine lagerichtig in das Polgehäuse 16 einzusetzen, ist am hinteren Ende mindestens eine radial in das Polgehäuse 16 eingeprägte Sicke 23 vorgesehen, die in eine entsprechende Aussparung am Umfang der Bürstenplatte 17 eingreift. Nach dem Einsetzen der Bürstenplatte 17 in das hintere Ende des Polgehäuses 16 wird dessen Stirnseite durch einen Lagerflansch 24 verschlossen, der das hintere Wellenende 14 des Kommutatorläufers 15 aufnimmt. Die Bürstenplatte 17 wird schließlich mittels Schrauben 25 am Lagerflansch 24 festgeschraubt. Figur 1 zeigt das offene hintere Ende des Polgehäuses 16 mit dem Lagerflansch 24 und der Bürstenplatte 17 vor deren Einfügen in das Polgehäuse 16.
Figur 2 zeigt eine z.B. bei einem Zulieferer vorgefertigte Bürstenplatte 17 im Längsschnitt, wobei die Bürstenhalter 18 mit den Kohlebürsten 19 auf einer aus Blech gestanzten Tragplatte 26 montiert sind. Zwei der Kohlebürsten 19 werden dabei in nicht dargestellter Weise über ihre Anschlusslitzen an Anschlussfahnen der Tragplatte 26 festgeschweißt und die Anschlusslitzen 27 der zwei anderen Kohlebürsten 19 sind mit der Stromschiene 20 verschweißt, die ebenfalls auf der Tragplatte 26 befestigt ist. Am Außenumfang der Tragplatte 26 ist ferner die Dichtung 21 für die Durchführung der Stromschiene 20 aufgenommen. Diese Dichtung 21 hat seitlich angeordnete Nuten 28, welche beim Einsetzen der Bürstenplatte 17 in das Polgehäuse 16 auf die Ränder der Aussparung 22 im Polgehäuse 16 abdichtend aufgeschoben werden.
Figur 3 zeigt eine Hilfsaufnahme 30 für die Bürstenplatte 17 zur Vermeidung der bisher erforderlichen Arbeitsgänge von Hand beim Einsetzen der Bürstenplatte 17 in das Polgehäuse 16. Die Hilfsaufnahme 30 besteht aus einem glockenförmigen Gehäuse 31 mit einem Boden 32 und einer Außenwandung 33. Am Boden 32 ist eine axiale Abstützschulter 34 für die Außenseite der Bürstenplatte 17 vorgesehen. Ferner ist am Umfang der Außenwandung 33 eine stirnseitig offene Aussparung 35 angeordnet, in der die die Stromschiene 20 der Bürstenplatte 17 einfassende Dichtung 21 aufgenommen und beidseitig geführt werden kann. Die beidseitige Führung der Dichtung 21 erfolgt dabei durch die seitlichen Wandungsabschnitte 33a der Außenwandung 33, welche in die seitlichen Nuten 28 der Dichtung 21 eingreifen und damit die Dichtung in Umfangsrichtung festlegen. Ferner weist die Hilfsaufnahme 30 konzentrisch zur Außenwandung 33 einen Abstützring 36 für die Kohlebürsten 19 auf, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser des Kommutators 13 ist und der einteilig mit dem Boden 32 des glockenförmigen Gehäuses 31 ausgebildet ist. Der Abstützring 36 hat eine zentrische Bohrung 37 zur Aufnahme des Wellenendes 14 am Kommutatorläufer 15. Dadurch wird sichergestellt, dass beim Einsetzen der Bürstenplatte 17 in das Ende des Polgehäuses 16 der Abstützring 36 mit dem Kommutator 13 der Maschine fluchtet. Um das Einführen des Wellenendes 14 in die Bohrung 37 des Abstützringes zu erleichtern, ist die zentrische Bohrung 37 am vorderen Ende mit einer konischen Einführschräge 38 zur Aufnahme des Wellenendes 14 versehen. Da die Hilfsaufnahme 30 beim Montieren der Bürstenplatte 17 axial fluchtend auf die Stirnseite des Polgehäuses 16 aufgesetzt werden muss, ist die Außenwandung 33 des glockenförmigen Gehäuses 31 an ihrer Stirnseite mit einem umlaufenden Kragen 39 versehen, der das hintere Ende des Polgehäuses 16 achsgenau aufzunehmen vermag.
Aus Figur 3a ist erkennbar, dass die Abstützschulter 34 für die Bürstenplatte 17 innerhalb des glockenförmigen Gehäuses 31 an dem Abstützring 36 für die Kohlebürsten 19 herausgebildet ist.
In Figur 3b ist erkennbar, dass der Boden 32 des glockenförmigen Gehäuses 31 mit vier Durchbrüchen 40 für die Aufnahme von Niederhaltern versehen ist. Dabei sind die Durchbrüche 40 paarweise diametral gegenüberliegend angeordnet. Um in einer weiter unten erörterten Montagestation die Hilfsaufnahme 30 mit der Bürstenplatte 17 aufnehmen und auf die Stirnseite des Polgehäuses 16 aufsetzen zu können, ist das topfförmige Gehäuse 31 am Außenumfang mit zwei diametral gegenüberliegenden Ausnehmungen in Form von radial nach außen offenen Mulden 41 für die Aufnahme von axialen Führungsbolzen einer Handhabungsvorrichtung versehen. Die Mulden 41 sind dabei in radial nach außen gerichtete Vorsprünge 42 des Gehäuses 31 eingearbeitet. Für ein lagedefiniertes Aufnehmen der Hilfsaufnahme 30 mittels der Führungsbolzen sind diese sowie die ihnen zugeordneten Mulden-41 mit unterschiedlichen Durchmessern versehen.
Figur 4 zeigt einen Längsschnitt durch die Hilfsaufnahme 30 nach Figur 3 mit einer vormontierten, in das topfförmige Gehäuse 31 eingesetzten Bürstenplatte 17 mitsamt der Dichtung 21. Dabei werden die Kohlebürsten 19 mit dem Aufschieben auf den Abstützring 36 jeweils in ihren Bürstenhalter 18 zurückgedrängt.
Für eine zuverlässige Montage der Bürstenplatte 17 am Polgehäuse 16 durch Handhabungsautomaten ist es wichtig, dass die Anlieferung der Bürstenplatte 17 an der Montagestation absolut lagerichtig erfolgt. Sinnvoll erscheint eine Anlieferung in der Art, dass während des gesamten Transportes der vorgefertigten Bürstenplatte 17 bis zur Montagestation die Lageorientierung anhand der selben Merkmale vorgenommen wird, die auch zum Einfügen im Polgehäuse verwendet werden, um auf diese Weise eine zuverlässige, automatisierte Montage zu erzielen. Dies wird mittels der Hilfsaufnahme 30 erreicht, die während des gesamten Transportes bis zum eigentlichen Fügevorgang eine lagedefinierte Position der Bürstenplatte gewährleistet. Diese Merkmale sind an der Hilfsaufnahme 30 realisiert durch Integration des Abstützringes 36 zur Kohlerückhaltung, durch die Fixierung der Bürstenplatte an der Abstützschulter 34 sowie der Dichtung 21 in der Aussparung 35 der Außenwandung 33. Für den Transport von Bürstenplatten mit identischer Aufnahme für Rechts- und Linkslauf sowie für die Stapelbarkeit der Hilfsaufnahme 30 in Systemkisten bzw. Magazinen wird die richtige Lage durch die Mulden 41 zur Aufnahme von Führungsbolzen sichergestellt. Durch die Fixierung der Dichtung 21 in der Hilfsaufnahme 30 ist auch die Lage der Bürstenplatte 17 vorgegeben, die exakt der späteren Fixierung im Polgehäuse 16 entspricht.
Die Hilfsaufnahme 30 ist an ihrer Außenkontur so gestaltet, dass ein Stapeln in Systemkisten bzw. Magazinen mit Hilfe von Dornen möglich ist. Figur 5 zeigt einen Ausschnitt eines solchen Magazines 45, bei dem zwei Dorne 46 mit Abstand voneinander senkrecht am Boden 47 des Magazins 45 befestigt sind. Mittels der Mulden 41 an den Hilfsaufnahmen 30 werden drei oder vier Hilfsaufnahmen 30 auf die Dorne 46 aufgeschoben und dabei übereinander lagegenau gestapelt. Durch unterschiedliche Durchmesser der Mulden 41 und der Dorne 46 wird ein falsches Stapeln vermieden. Alternativ dazu können bei gleich dicken Dornen 46 die Mulden 41 auch asymmetrisch am Außenumfang der Hilfsaufnahme 30 angeordnet sein. In den Systemkisten bzw. Magazinen können mehrere solcher Stapel nebeneinander und hintereinander Platz finden. Die Hilfsaufnahmen 30 mit den Bürstenplatten 17 werden nunmehr in den Systemkisten bzw. Magazinen 45 zur Endmontage am Polgehäuse 16 der Maschine transportiert. Sie können dort mittels entsprechender Handhabungsvorrichtung direkt aus dem Magazin 45 entnommen und auf das Polgehäuse 16 aufgesetzt oder aber auf einem Transportband als Zwischenablage zur Pufferung abgesetzt werden.
Figur 6 zeigt das angelieferte Magazin 45 aus Figur 5, aus dem mit einem verschwenkbaren anhebbaren bzw. absenkbaren Greifarm 50 die jeweils obere Hilfsaufnahme 30 dem Magazin 45 entnommen und auf einem Transportband 51 abgesetzt wird. Dabei greifen beispielsweise zwei Finger 52 des Greifarmes 50 in zwei Durchbrüche 40 am Boden 32 der Hilfsaufnahme 30 ein. Diese klemmen sodann die obere Hilfsaufnahme 30 zur Entnahme aus dem Magazin 45 zwischen sich ein und lassen sie erst nach dem Ablegen auf dem Transportband 51 wieder los. Dadurch wird die Hilfsaufnahme lagedefiniert auf dem Transportband 51 abgesetzt. Im Bereich einer in Figur 7 näher dargestellten Montagestation 53 wird schließlich die Hilfsaufnahme 30 mittels einer Handhabungsvorrichtung 54 dem Transportband 51 entnommen, wobei zwei Führungsbolzen 55 in die Mulden 41 der Hilfsaufnahme 30 eingreifen, um diese lagegenau auf die offene Stirnseite des Polgehäuses 16 aufsetzen zu können.
Alternativ dazu zeigt Figur 7 ein Magazin 45 mit gestapelten Hilfsaufnahmen 30, die ohne Zwischenpuffer erst z.um Einsetzen der Bürstenplatte 17 in das Polgehäuse 16 mittels der Handhabungsvorrichtung 54 dem Magazin 45 entnommen werden. Die Dorne 46 sind hier im Boden 47 absenkbar, so dass sie beispielsweise teleskopartig durch die Führungsbolzen 55 der Handhabungsvorrichtung 54 beim Aufnehmen der oberen Hilfsaufnahme 30 ein Stück weit nach unten gedrückt werden. Die Hilfsaufnahme 30 wird sodann von der Handhabungsvorrichtung 54 zu der Montagestation 53 verschwenkt, wo ein mit dem Kommutatorläufer 15 gemäß Figur 1 vormontierter Starter 10 mit der offenen Stirnseite des Polgehäuses 16 nach oben in einem Werkstückträger 56 befestigt ist. Dabei ist die seitliche Aussparung 22 im Polgehäuse 16 zur Aufnahme der Dichtung 21 exakt positioniert. Die Hilfsaufnahme 30 mit der Bürstenplatte 17 wird nun von der Handhabungsvorrichtung 54 auf die offene Stirnseite des Polgehäuses 16 in einer vorgegebenen Lage aufgesetzt.
Dies ist in Figur 8 im Längsschnitt dargestellt. Dort ist erkennbar, dass beim Aufsetzen der Hilfsaufnahme 30 auf die Stirnseite des Polgehäuses 16 der Rand des Polgehäuses 16 vom Kragen 39 am topfförmigen Gehäuse 31 der Hilfsaufnahme 30 eingefasst wird, dass das Wellenende 14 über die Einfuhrschräge 38 in die zentrale Bohrung 37 des Abstützringes 36 an der Hilfsaufnahme 30 eingeschoben wird. Aus Figur 7 ist erkennbar, dass die Ausnehmung 35 in der Außenwandung 33 der Hilfsaufnahme 30 mit der dort eingesetzten Dichtung 21 exakt mit der Aussparung 22 im Polgehäuse 16 fluchtet. Mit einem Niederhalter 57 der Handhabungsvorrichtung 54 wird nunmehr die Bürstenplatte 17 sowie die Dichtung 21 gleichmäßig axial in das offene Ende des Polgehäuses 16 und in dessen Aussparung 22 eingeschoben, wobei vier Niederhalterfinger 58 den Boden 32 der Hilfsaufnahme 30 an den Durchbrüchen 40 durchdringen und ein weiterer Niederhalterfinger 59 in einer Freimachung 43 hinter der Ausnehmung 35 in der Außenwandung 33 der Hilfsaufnahme 30 die Dichtung 21 mit ihren seitlichen Nuten 28 auf die Ränder der Aussparung 22 im Polgehäuse 16 aufschiebt. Mit dem Einschieben der Bürstenplatte 17 in das offene Ende des Polgehäuses 16 durch den Niederhalter 57 werden außerdem die Kohlebürsten 19 vom Abstützring 36 auf den Kommutator 13 aufgeschoben. Die leere Hilfsaufnahme 30 wird anschließend mit der Handhabungsvorrichtung 54 wieder von der Stirnseite des Polgehäuses 16 abgenommen und kann zur erneuten Bestückung abtransportiert werden. Abschließend wird nun gemäß Figur 1 der Lagerflansch 24 auf die Stirnseite des Polgehäuses 16 aufgesetzt und befestigt und die Bürstenplatte 17 mittels der Schrauben 25 an dem Lagerflansch 24 festgeschraubt.
In Figur 9 ist alternativ zu Figur 3 eine Hilfsaufnahme 30a in raumbildlicher Darstellung erkennbar, bei der die Außenwandung 33 wesentlich dicker ausgebildet ist, so dass die Mulden 41 dort unmittelbar in die Außenwandung 33 eingeformt sind. Um hierbei die Dichtung 21 der Bürstenplatte 17 mit ihren seitlichen Nuten 28 auf die beidseitigen Ränder der Ausnehmung 35 in der Außenwandung 33 der Hilfsaufnahme 30a einschieben zu können, ist diese im Bereich ihrer Ausnehmung 35 mit einer tangentialen Abplattung 60 versehen. In vorteilhafter Weise werden dabei die Hilfsaufnahmen 30 bzw. 30a einteilig aus Kunststoff hergestellt.

Claims (18)

  1. Verfahren zum Einsetzen einer vormontierten Bürstenplatte (17) am hinteren Ende des Polgehäuses (16) einer elektrischen Maschine (12) mit einem Kommutatorläufer (15), wobei mit einem Kommutator (13) zusammenwirkende Kohlebürsten (19) mit Bürstenhaltern 18) auf der Bürstenplatte befestigt und über mindestens eine Anschlussverbindung (20) an eine Stromversorgung anschließbar sind und wobei beim Einsetzen der Bürstenplatte die Kohlebürsten radial auf einen Durchmesser zurückgehalten werden, der größer als der Durchmesser des Kommutators (13) ist, und wobei ferner die Anschlussverbindung in einer zum hinteren Ende offenen Aussparung (22) des Polgehäuses über eine die Anschlussverbindung einfassende Dichtung (21) aus Isolierstoff fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenplatte (17) zunächst mit ihrer Außenseite lagedefiniert in eine Hilfsaufnahme (30) eingesetzt wird, wobei die Dichtung (21) der Anschlussverbindung (20) in einer in Umfangsrichtung beidseitigen Führung (35) der Hilfsaufnahme (30) aufgenommen wird, dass sodann die Hilfsaufnahme (30) mit der Bürstenplatte (17) lagedefiniert auf die offene Stirnseite des Polgehäuses (16) der Maschine mit montiertem Kommutatorläufer (15) aufgesetzt wird, und dass schließlich die Bürstenplatte (17) und die Dichtung (21) lagegenau mittels eines die Hilfsaufnahme (30) durchdringenden Niederhalters (57) aus der Hilfsaufnahme (30) axial herausgedrückt und in die offene Stirnseite des Polgehäuses (16) eingesetzt wird, wobei die Kohlebürsten (19) auf den Kommutator (13) aufgeschoben und die Dichtung (21) der Anschlussverbindung (20) in die Aussparung (22) des Polgehäuses (16) eingeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einsetzen der Bürstenplatte (17) in die. Hilfsaufnahme (30) die Kohlebürsten (19) mittels eines zentrisch in der Hilfsaufnahme (30) angeordneten Abstützringes (36) auf den größeren Durchmesser zurückgedrückt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsaufnahme (30, 30a) durch eine Asymmetrie (41, 60) lagedefiniert von einer Handhabungsvorrichtung (54) aufgenommen und auf die offene Stirnseite des Polgehäuses (16) aufgesetzt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einsetzen der Bürstenplatte (17) in die Hilfsaufnahme (30) diese in einem Magazin (45) lagegenau aufgenommen und mittelbar oder unmittelbar zur Montagestation (53) transportiert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Hilfsaufnahmen (30) mit eingesetzter Bürstenplatte (17) in dem Magazin (45) mittels Dornen (46) übereinander lagegenau gestapelt werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsaufnahme (30) mit der Bürstenplatte (17) vor dem Einsetzen in das Polgehäuse (16) mittels einer Vorrichtung (50) dem Magazin (45) entnommen und lagedefiniert auf eine Transportvorrichtung (51) abgesetzt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsaüfnahme (30) mittels der Handhabungsvorrichtung (54) von der Transportvorrichtung (51) abgenommen und auf die offene Stirnseite des Polgehäuses (16) aufgesetzt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsaufnahme (30) erst zum Einsetzen der Bürstenplatte (17) in das Polgehäuse (16) mittels der Handhabungsvorrichtung (54) dem Magazin (45) entnommen wird.
  9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsaufnahme (30) zum Einsetzen der Bürstenplatte (17) in das Polgehäuse (16) der elektrischen Maschine (12) mit einer Zentrierbohrung (37) ihres Abstützringes (36) auf ein hinteres Wellenende (14) des Kommutatorläufers (15) aufgesetzt wird.
  10. Hilfsaufnahme zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zum Einsetzen einer vormontierten Bürstenplatte (17) in die offene Stirnseite eines Polgehäuses (16) einer elektrischen Maschine (13) mit einem Kommutatorläufer (15), wobei die mit dem Kommutator (13) zusammenwirkenden Kohlebürsten (19) mit Bürstenhaltern (18) auf der Bürstenplatte (17) befestigt sind und mindestens eine Anschlussverbindung (20) aufweisen, die mittels einer die Anschlussverbindung (20) einfassenden Dichtung (21) aus Isolierstoff in einer zum hinteren Ende des Polgehäuses (16) offenen Aussparung (22) zu fixieren ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsaufnahme (30) eine axiale Abstützschulter (34) für die Außenseite der Bürstenplatte (17), sowie eine in Umfangsrichtung beidseitige Führung (33a) für die die Anschlussverbindung (20) einfassende Dichtung (21) aufweist.
  11. Hilfsaufnahme nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen zentrisch angeordneten Abstützring (36) für die Kohlebürsten (19) aufweist, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser des Kommutators (13) ist.
  12. Hilfsaufnahme nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beidseitige Führung der Dichtung (21) durch Wandungsabschnitte (33a) der Hilfsaufnahme (30) gebildet ist, welche in seitliche Nuten (28) der Dichtung (21) eingreifen.
  13. Hilfsaufnahme nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein glockenförmiges Gehäuse (31) mit einem Boden (32) und einer Außenwandung (33) aufweist, wobei die Dichtung (21) in einer stirnseitig offenen Ausnehmung (35) am Umfang der Außenwandung (33) einsetzbar ist.
  14. Hilfsaufnahme nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwandung (33) an ihrer Stirnseite einen umlaufenden Kragen (39) zur Aufnahme des hinteren Endes des Polgehäuses (16) aufweist.
  15. Hilfsaufnahme nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Abstützschulter (34) an dem Abstützring (36) für die Kohlebürsten (19) herausgebildet ist.
  16. Hilfsaufnahme nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützring (36) eine Zentrierbohrung (37) zur Aufnahme eines Wellenendes (14) des Kommutatorläufers (15) aufweist.
  17. Hilfsaufnahme nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (32) des glockenförmigen Gehäuses (31) mit mindestens zwei vorzugsweise diametral gegenüberliegenden Durchbrüchen (40) für die Aufnahme eines Niederhalters (57) versehen ist.
  18. Hilfsaufnahme nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (31) am Außenumfang zwei gegenüberliegende Ausnehmungen (41) für die Aufnahme von axialen Führungsbolzen (55) einer Handhabungsvorrichtung (54) ausgebildet sind.
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