EP2235801A1 - Halteelement für einen kommutatorschleifkontakt eines elektromotors sowie elektromotor - Google Patents

Halteelement für einen kommutatorschleifkontakt eines elektromotors sowie elektromotor

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Publication number
EP2235801A1
EP2235801A1 EP08864586A EP08864586A EP2235801A1 EP 2235801 A1 EP2235801 A1 EP 2235801A1 EP 08864586 A EP08864586 A EP 08864586A EP 08864586 A EP08864586 A EP 08864586A EP 2235801 A1 EP2235801 A1 EP 2235801A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
section
spring section
spring
retaining element
element according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08864586A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Armin Stubner
Martin Heyder
Norbert Martin
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2235801A1 publication Critical patent/EP2235801A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/14—Means for supporting or protecting brushes or brush holders
    • H02K5/143—Means for supporting or protecting brushes or brush holders for cooperation with commutators
    • H02K5/145—Fixedly supported brushes or brush holders, e.g. leaf or leaf-mounted brushes
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/38—Brush holders
    • H01R39/39—Brush holders wherein the brush is fixedly mounted in the holder

Definitions

  • the invention relates to a holding element for a commutator sliding contact of an electric motor according to the preamble of claim 1 and to an electric motor according to claim 12.
  • hammer brushes in which a KommutatorschleifCount (carbon brush) is held on a spiral spring and is spring-loaded by this in the radial direction on a commutator.
  • the bending spring is clamped with its remote from the sliding contact end in a carrier part (brush holder).
  • the bending spring arise in a deflection inhomogeneous fiber tension, which brings with it the risk of damage to the spiral spring in the region of the clamping by plastic deformation.
  • the invention has for its object to propose a holding element for a KommutatorschleifCount, in which the risk of damage is minimized by overbending. Furthermore, the object is to propose an electric motor with a correspondingly optimized holding element.
  • the invention is based on the idea of designing the spring section of the retaining element in such a way that the edge fiber stresses of the spring section are at least approximately constant in at least one section of the spring section.
  • Preferred is a design of the spring Section, in which the edge fiber stresses are not only constant in a section of the spring portion in the longitudinal direction, but along the entire longitudinal extent of the spring portion.
  • the spring section according to the invention is designed such that both the tensile stresses in the region of the largest bending radius and the compressive stresses in the region of the smallest bending radius in the longitudinal direction of at least one section, the flat, plate-shaped, spring section considered are constant.
  • the fiber stresses are viewed transversely to the longitudinal extent and at least approximately zero in the region of a neutral fiber.
  • An at least approximately constant edge-fiber stress iS of the invention is understood to mean a fiber tension which is essentially constant at every position in the longitudinal direction, ie deviates less than 10% from a fiber tension centered in the longitudinal direction. Preferably, the deviation is less than 5%, more preferably less than 1%.
  • Particularly preferred is an embodiment of the spring portion of the holding element, wherein the spring portion, at least a portion of the spring portion, even then has constant Randfaserhard in the longitudinal direction, if the spring portion, for example, for mounting an axle-fixed ball bearing beyond the normal Vortheseshus radially stretched on the outside, that is overstretched.
  • a designed according to the concept of the invention retaining element with a spring portion formed as described has significant advantages over known holding elements.
  • edge fiber tension is to be immediately adjacent to a fastening section with which the retaining element is fixed in a carrier part, at least approximately, preferably being exactly constant.
  • An attachment of the holding element preferably takes place by clamping into a carrier part (brush carrier).
  • a width extension formed from solid material is understood to be the width extension completed by solid material, preferably a constant thickness extension, i. the width extension formed by solid material takes into account any recesses provided in the spring section, in particular breakthroughs.
  • Io is the length of the subsection with a constant edge fiber tension or the entire length of the spring section if the edge fiber tension is to be constant over the entire longitudinal extension of the spring section.
  • the constant bo is the width extension of the partial section or of the entire spring section formed by solid material at an end facing away from the sliding contact, ie in a region immediately adjacent to a clamped region of the spring section or directly to a fastening section of the retaining element.
  • the value bo is thus that of solid material, i. Width taken along the longitudinal direction furthest away from the grinding contact, without the consideration of recesses, of the region of the spring section.
  • the variable x is a longitudinal extension coordinate and describes any position along the longitudinal extension of the subsection or the entire spring section.
  • the spring section or the partial section of the spring section is formed exclusively of solid material, an above-mentioned subordinate section will taper or spring section in the longitudinal direction to the holding portion, ie its width extension decreases seen in the longitudinal direction, preferably linearly from.
  • Particularly preferred is a symmetrical design of the spring section or of the partial section with respect to a longitudinal central axis (symmetry axis) of the partial section or of the spring section.
  • the actual width of the partial section and / or of the spring section is at least approximately constant in the longitudinal direction.
  • This can be realized, for example, by broadening a preferably symmetrical inner recess in the longitudinal direction towards the commutator sliding contact.
  • Particularly preferred is an embodiment in which the recess, in particular symmetrically widened in a triangular or trapezoidal manner towards the commutator grinding contact, in particular such that the solid material formed by The width extension adjacent to the recess obeys the previously described formula.
  • a holding section holding the commutator contact in particular clamping, has a rigid, ie. non-resilient ground plane.
  • this ground plane or footprint is instantaneous, i. seamless over into the spring portion of the holding element.
  • the spring section merges at its end facing away from the KommutatorschleifCount end in a mounting portion with which the holding element is fixed in an electric motor, in particular in a support member (brush holder).
  • the attachment portion is equipped with a latching geometry and / or a lug geometry to allow a defined setting of the holding element in the, preferably made of thermoplastic material, carrier part.
  • the retaining element can be clamped with its attachment portion in the support part and / or embossed by energy input in the form of heat or ultrasound at the attachment point. An undercut formed in this way prevents slipping out of the retaining element from its mounting position.
  • the invention also leads to an electric motor with a rotatably connected to an armature shaft commutator to which at least one KommutatorschleifCount rests, in a holding element formed according to the concept of the invention is held.
  • the electric motor preferably has an armature shaft-fixed ball bearing, in which the mounting is axially pushed axially through a carrier part having a plurality of holding elements each having a commutator grinding contact, during which the holding elements are overstretched.
  • 1 is a side view of a prestressed holding element
  • FIG. 2 is a perspective view of the holding element ge ⁇ according to FIG. 1,
  • Fig. 3 federkraftbeierhal a section of an electric motor, in which sev- eral holding elements are arranged in a plastic support part and each have a Kommuta ⁇ torschleif toast a commutator in a radial inward direction, and
  • Fig. 4 shows an alternative embodiment of a holding ⁇ element in which the spring portion seen in the longitudinal ⁇ extension has a constant overall width.
  • a holding element 1 for a KommutatorschleifCount 2 shown in Fig. 3 is shown.
  • the commutator sliding contact 2 is spring-loaded in the radial direction inwardly on a rotatably arranged commutator 3 of an electric motor 4.
  • the holding element 1 shown in FIGS is formed as a one-piece stamped and bent part made of metal, here from a spring plate.
  • the holding element 1 comprises a flat spring section 5, which is biased in the state shown in FIGS. 1 and 3 by bending transversely to its longitudinal extent.
  • the angle of attack ⁇ marked in FIG. 3 determines the contact force F A , with which the commutator sliding contact 2 rests on the outer circumference of the commutator 3.
  • the spring section 5 is designed such that the edge fiber stresses of a subsection 6 of the spring section 5 are at least approximately constant in the longitudinal direction of the subsection 6.
  • the spring section 5 tapers in the direction of the holding section 7, ie its width formed from solid material (transversely to the longitudinal extension) decreases symmetrically with respect to a non-illustrated longitudinal central axis.
  • the length Io of the partial section 6 essentially corresponds to the total length of the spring section 5 - the length Io of the partial section 6 is shorter than the total length of the spring section 5 only by the minimum distance a Holding portion 7 adjacent region (length a) of the spring portion 5 takes the width not linearly as viewed in the section 6 in the direction of the holding section 7, but even by the provision of outwardly curved transition radii 8.
  • the disadvantage of non-constant edge fiber stresses is accepted in the boundary region of the minimum length a to the holding section 7 in the embodiment shown in order to avoid loss of strength due to a notch effect that would occur if the spring section 5 sharp or with minimal transition radii in the holding section 7 would.
  • the spring portion 5 is adjacent to its in the drawing plane left end 9, at which its width is bo, to a mounting portion 10, which in the embodiment shown a tab for sliding on a Walkerdom 11th (see Fig. 3).
  • a mounting portion 10 which in the embodiment shown a tab for sliding on a Gardom 11th (see Fig. 3).
  • the support member 1 is supported in the carrier part 14 shown in FIG. 3 made of plastic.
  • the point indicated by the arrow 13 coincides with the left in the drawing plane, ie, facing away from the holding section 7 end 9 of the spring portion 5 together.
  • Alternative embodiments of the attachment portion 10, for example with a detent geometry are also feasible. Additionally or alternatively, the attachment portion 10 can be embossed with the support member 14.
  • Non-resilient ground plane 16 of the holding portion 7 Along both longitudinal sides of the holding portion 7 protrude outward resilient curved side walls 17, which serve for lateral guidance of KommutatorschleifANDes, which is received in a through hole 18, the rigid ground plane 16 penetrated.
  • the passage opening 18 is bounded laterally by four spring tabs 19 which are each offset by 90 ° and which receive the commutator sliding contact 2 in a clamping manner between them.
  • the spring tabs 19 extend in the direction of curvature of the holding element 1, whereas the side walls 17 are directed in an opposite direction.
  • Fig. 3 the support member 14 (brush holder) with three holding elements 1 is shown.
  • the three holding elements 1 each hold a KommutatorschleifCount 2 by clamping and spring-loaded in the radial direction inwardly with a spring force on the non-rotatably connected to a not shown armature shaft commutator 3.
  • the illustrated electric motor 4 is a between two power levels switchable electric motor, wherein the holding elements 1 shown in the right half of the drawing are arranged such that a targeted Fehlkommut réelle can be realized.
  • the total width of the spring section 5 is constant and corresponds at each position x along the longitudinal extension of the spring section 5 of the starting width bo. Nevertheless, the width extension of the spring section 5 formed by solid material is reduced in the longitudinal direction of the spring section 5 towards the holding section 7.
  • the width extension formed by solid material obeys at least approximately the formula:

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Halteelement (1) für einen Kommutatorschleifkontakt (2) eines Elektromotors (4), umfassend einen durch Krümmen vorspannbaren Federabschnitt (5). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Federabschnitt (5) derart ausgebildet ist, dass, wenn dieser vorgespannt ist, die Randfaserspannungen in Längsrichtung in zumindest einem sich in Längsrichtung erstreckenden Teilabschnitt (6) des Federabschnitts (5), vorzugsweise im gesamten Federabschnitt (5), zumindest näherungsweise konstant sind.

Description

Beschreibung
Titel
Halteelement für einen Kommutatorschleifkontakt eines Elektromotors sowie Elektromotor
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Halteelement für einen Kommuta- torschleifkontakt eines Elektromotors gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Elektromotor gemäß Anspruch 12.
Es sind sogenannte Hammerbürsten bekannt, bei denen ein Kommutatorschleifkontakt (Kohlebürste) an einer Biegefeder gehalten ist und von dieser in radialer Richtung auf einen Kommutator federkraftbeaufschlagt wird. Dabei ist die Biegefeder mit ihrem von dem Schleifkontakt abgewandten Ende in einem Trägerteil (Bürstenträger) eingespannt. In der Biegefeder entstehen bei einer Auslenkung inhomogene Faser- Spannungen, die die Gefahr einer Schädigung der Biegefeder im Bereich der Einspannstelle durch plastische Deformationen mit sich bringt. Insbesondere ist es nach der Montage der bekannten Hammerbürsten nicht mehr möglich, ein am Anker des Elektromotors befestigtes Kugellager mit einem grö- ßeren Durchmesser als der Kommutator axial durch ein Trägerteil mit den daran festgelegten Hammerbürsten hindurchzuführen. In der Folge ist eine radiale Montagerichtung des Trägerteils mit den Hammerbürsten zwingend vorgegeben.
Aus der WO 2004/051825 Al ist eine Hammerbürstenkonstruktion bekannt, bei der eine definierte Auflagekraft durch Abrollen eines Federhebels an einem vorgegebenen Anschlag erzeugt werden soll. Auch hier besteht aufgrund von inhomoge- nen Faserspannungen die Gefahr einer Beschädigung des Federhebels im Bereich der Einspannung, so dass ein Überbiegen der Federhebel zur Montage eines achsfesten Kugellagers mit einem größeren Querschnitt als der Kommutator nicht möglich ist.
Offenbarung der Erfindung Technische Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Halteelement für einen Kommutatorschleifkontakt vorzuschlagen, bei dem die Gefahr einer Beschädigung durch Überbiegen minimiert ist. Ferner besteht die Aufgabe darin, einen Elektromotor mit einem entsprechend optimierten Halteelement vorzuschla- gen.
Technische Lösung
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Halteelementes mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Elektromotors mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschrei- bung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen .
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, den Federabschnitt des Halteelements derart auszubilden, insbesondere auszuformen, dass die Randfaserspannungen des Federabschnitts in Längsrichtung betrachtet in zumindest einem Teilabschnitt des Federabschnitts, zumindest näherungsweise, konstant sind. Bevorzugt ist eine Ausbildung des Feder- abschnitts, bei der die Randfaserspannungen nicht nur in einem Teilabschnitt des Federabschnitts in Längsrichtung betrachtet konstant sind, sondern entlang der gesamten Längserstreckung des Federabschnitts. Anders ausgedrückt wird der Federabschnitt gemäß der Erfindung derart ausgebildet, dass sowohl die Zugspannungen im Bereich des größten Biegeradius als auch die Druckspannungen im Bereich des kleinsten Biegeradius in Längsrichtung zumindest eines Teilabschnittes, des vorzugsweise flachen, plattenförmigen, Federabschnittes betrachtet konstant sind. Selbstverständlich sind die Faserspannungen quer zur Längserstreckung betrachtet unterschiedlich und betragen im Bereich einer neutralen Faser zumindest näherungsweise null. Unter einer zumindest näherungsweise konstanten Randfaserspannung i.S. der Erfindung wird eine Faserspannung verstanden, die an jeder Position in Längsrichtung im Wesentlichen konstant ist, d.h. weniger als 10% von einer in Längsrichtung gemit- telten Faserspannung abweicht. Bevorzugt beträgt die Abweichung weniger als 5%, besonders bevorzugt weniger als 1%. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des Federabschnittes des Halteelementes, bei der der Federabschnitt, zumindest ein Teilabschnitt des Federabschnittes, selbst dann noch konstante Randfaserspannungen in Längsrichtung aufweist, wenn der Federabschnitt, beispielsweise zur Mon- tage eines achsfesten Kugellagers, über das normale Vorspannungsmaß hinaus nach radial außen gedehnt, d.h. überdehnt wird. Ein nach dem Konzept der Erfindung ausgebildetes Halteelement mit einem wie beschrieben ausgebildeten Federabschnitt hat gegenüber bekannten Halteelementen we- sentliche Vorteile. So ist die Gefahr einer Schädigung des Federabschnittes des Halteelementes in einem Befestigungsbereich gegenüber bekannten Haltelementen wesentlich reduziert, insbesondere auch dann, wenn der Federabschnitt zur Montage eines achsfesten Kugellagers mit einem größeren Durchmesser als der Durchmesser des Kommutators überfedert wird. Plastische Deformationen werden aufgrund von in Längsrichtung konstanten Randfaserspannungen und einer der- art zusammenhängenden optimierten Festigkeit vermieden. Darüber hinaus werden definierte Auflagekräfte der Schleifkontakte (Kohlebürsten) sowie Anstellwinkel des Halteelementes für den Betriebsfall und über die Lebensdauer, also bei allmählich verschleißendem Kommutatorschleifkontakt, sichergestellt. Ferner sind der Anstellwinkel und die Auflagerkraft des Schleifkontaktes wesentlich weniger toleranzbehaftet als bei bekannten Halteelementen, die aus einer Vielzahl von Bauteilen bestehen.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass falls die Randfaserspannungen nicht über die gesamte Längserstreckung des Federabschnittes konstant sind, eine konstante Faserspannung zumindest über 90% der Gesamtlänge des Federabschnitts erreicht wird. Insbesondere soll die Randfaserspannung unmittelbar benachbart zu einem Befestigungsabschnitt mit dem das Halteelement in einem Trägerteil festgelegt ist, zumindest näherungsweise, vorzugsweise exakt konstant sein. Bevorzugt erfolgt eine Befestigung des Halteelementes durch Einspannen in einen Trägerteil (Bürs- tenträger) .
Eine Möglichkeit zur Realisierung von in Längsrichtung zumindest näherungsweise konstanten Randfaserspannungen besteht darin, den Federabschnitt, zumindest jedoch einen Teilabschnitt des Federabschnittes, derart auszubilden, dass die von Vollmaterial gebildete Breitenerstreckung b (x) des Teilabschnitts bzw. des gesamten Federabschnittes an jeder Position x entlang der Längserstreckung folgender Formel gehorcht:
Unter einer aus Vollmaterial gebildeten Breitenerstreckung wird dabei die von Vollmaterial, vorzugsweise konstanter Dickenerstreckung, ausgefüllte Breitenerstreckung verstanden, d.h. die von Vollmaterial gebildete Breitenerstreckung berücksichtigt etwaige im Federabschnitt vorgesehene Aussparungen, insbesondere Durchbrüche nicht. Bei der zuvor wiedergegebenen Formel ist Io die Länge des Teilabschnittes mit einer konstanten Randfaserspannung bzw. die gesamte Länge des Federabschnittes, wenn die Randfaserspannung über die gesamte Längserstreckung des Federabschnittes konstant sein soll. Die konstante bo ist die von Vollmaterial gebildete Breitenerstreckung des Teilabschnittes bzw. des gesamten Federabschnittes an einem von dem Schleifkontakt abgewandten Ende, also in einem Bereich, der unmittelbar an ei- nem eingespannten Bereich des Federabschnittes bzw. unmittelbar an einen Befestigungsabschnitt des Halteelementes angrenzt. Der Wert bo ist also die von Vollmaterial, d.h. ohne die Berücksichtigung von Aussparungen gebildete Breite in Längsrichtung gesehen am weitesten von dem Schleifkon- takt entfernten Bereich des Federabschnittes. Die Variable x ist eine Längenerstreckungskoordinate und beschreibt eine beliebige Position entlang der Längserstreckung des Teilabschnittes bzw. des gesamten Federabschnittes.
Wird der Federabschnitt oder der Teilabschnitt des Federabschnittes ausschließlich aus Vollmaterial ausgebildet, verjüngt sich ein obiger Formel gehorchender Teilabschnitt bzw. Federabschnitt in Längsrichtung hin zum Halteabschnitt, d.h. seine Breitenerstreckung nimmt in Längsrichtung gesehen, vorzugsweise linear, ab. Besonders bevorzugt ist eine symmetrische Ausbildung des Federabschnittes bzw. des Teilabschnittes in Bezug auf eine Längsmittelachse (Symmetrieachse) des Teilabschnittes bzw. des Federabschnittes .
Insbesondere ergibt sich bei einem aus Vollmaterial ausge- bildeten Teilabschnitt bzw. Federabschnitt eine sich trapezförmig in Richtung des Kommutatorschleifkontaktes verjüngende Kontur.
Werden innerhalb des Federabschnittes bzw. des Teilab- Schnittes des Federabschnittes Ausnehmungen, insbesondere in Form von Durchbrüchen vorgesehen, können nahezu beliebige Umfangskonturen des Teilabschnittes bzw. des Federabschnittes realisiert werden, solange die von Vollmaterial gebildete Breitenerstreckung in Längsrichtung des Teilab- Schnittes bzw. des Federabschnittes betrachtet hin zum Kommutatorschleifkontakt abnimmt.
So ist es in Weiterbildung der Erfindung beispielsweise realisierbar, dass die tatsächliche Breite des Teilabschnit- tes und/oder des Federabschnittes in Längsrichtung betrachtet zumindest näherungsweise konstant ist. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass sich eine, vorzugsweise symmetrische, innere Ausnehmung in Längsrichtung hin zum Kommutatorschleifkontakt betrachtet, verbreitert. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der sich die Ausnehmung, insbesondere symmetrisch hin zum Kommutatorschleifkontakt dreieckförmig oder trapezförmig verbreitert, insbesondere derart, dass die von Vollmaterial gebil- dete Breitenerstreckung benachbart zur Ausnehmung der zuvor beschriebenen Formel gehorcht.
Um eine definierte Relativposition zwischen dem Kommuta- torschleifkontakt und dem rotierenden Kommutator zu gewährleisten, an dem der Kommutatorschleifkontakt anliegt, ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der ein den Kommutatorschleifkontakt, insbesondere klemmend haltender, Halteabschnitt eine starre, d.h. nicht federnde Grundebene auf- weist. Bevorzugt geht diese Grundebene oder Grundfläche unmittelbar, d.h. nahtlos über in den Federabschnitt des Halteelementes .
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der der Federabschnitt an seinem von dem Kommutatorschleifkontakt abgewandten Ende in einen Befestigungsabschnitt übergeht, mit dem das Halteelement in einem Elektromotor, insbesondere in einem Trägerteil (Bürstenträger) fixiert ist. Bevorzugt ist der Befestigungsabschnitt mit einer Rastgeo- metrie und/oder einer Laschengeometrie ausgestattet, um ein definiertes Festlegen des Halteelementes in dem, vorzugsweise aus thermoplastischem Material bestehenden, Trägerteil zu ermöglichen. Zusätzlich oder alternativ kann das Halteelement mit seinem Befestigungsabschnitt im Trägerteil eingespannt und/oder durch Energieeinleitung in Form von Wärme oder Ultraschall an der Befestigungsstelle verprägt werden. Ein auf diese Weise entstehender Hinterschnitt verhindert ein Herausrutschen des Halteelementes aus seiner Montageposition .
Die Erfindung führt auch auf einen Elektromotor mit einem drehfest mit einer Ankerwelle verbundenen Kommutator, an dem mindestens ein Kommutatorschleifkontakt anliegt, der in einem nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Halteelement gehalten ist. Bevorzugt weist der Elektromotor ein ankerwellenfestes Kugellager auf, welches bei dem die Montage axial durch ein mehrere Halteelemente mit jeweils ei- nem Kommutatorschleifkontakt aufweisendes Trägerteil axial hindurch geschoben wird, währenddessen die Halteelemente überdehnt werden. Das beschriebene Montageverfahren soll als eigenständige Erfindung offenbart gelten und separat beanspruchbar sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines vorgespannten Halteelementes,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Halteelementes ge¬ mäß Fig. 1,
Fig. 3 einen Ausschnitt eines Elektromotors, bei dem meh- rere Halteelemente in einem Kunststoff-Trägerteil angeordnet sind und jeweils einen Kommuta¬ torschleifkontakt auf einen Kommutator in radialer Richtung nach innen federkraftbeaufschlagen, und
Fig. 4 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Halte¬ elementes bei dem der Federabschnitt in Längs¬ erstreckung gesehen eine konstante Gesamtbreite aufweist . Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet .
In den Fig. 1 und 2 ist ein Halteelement 1 für einen in Fig. 3 gezeigten Kommutatorschleifkontakt 2 dargestellt. Mit Hilfe des Haltelementes 1 wird der Kommutatorschleifkontakt 2 in radialer Richtung nach innen auf einen drehbar angeordneten Kommutator 3 eines Elektromotors 4 federkraftbeaufschlagt .
Das in den Figuren gezeigte Haltelement 1 ist als einteiliges Stanz-Biegeteil aus Metall, hier aus einem Federblech, ausgebildet. Das Halteelement 1 umfasst einen flachen Federabschnitt 5, der in dem in den Fig. 1 und 3 dargestellten Zustand durch Krümmen quer zu seiner Längserstreckung vorgespannt ist. Dabei bestimmt der in Fig. 3 gekennzeichnete Anstellwinkel α die Auflagekraft FA, mit der der Kommutatorschleifkontakt 2 am Außenumfang des Kommutators 3 aufliegt .
Der Federabschnitt 5 ist derart ausgebildet, dass die Randfaserspannungen eines Teilabschnitts 6 des Federabschnitts 5 in Längsrichtung des Teilabschnitts 6 zumindest näherungsweise konstant sind. In dem Teilabschnitt 6 mit der Länge Io verjüngt sich der Federabschnitt 5 in Richtung des Halteabschnittes 7, d.h. seine aus Vollmaterial gebildete Breite (quer zur Längserstreckung) nimmt symmetrisch in Bezug auf eine nicht eingezeichnete Längsmittelachse ab. Dabei gehorcht die von Vollmaterial gebildete Breite b (x) an jeder Position x entlang der Längserstreckung des Teilabschnittes 6 der Formel b(x) = ^-(lo-x).
Hieraus ergibt sich eine trapezförmige Kontur des in den Fig. 1 bis 3 vollständig aus Vollmaterial ausgebildeten Teilabschnittes 6.
Wie sich aus Fig. 2 ergibt, entspricht die Länge Io des Teilabschnittes 6 im Wesentlichen der Gesamtlänge des Fe- derabschnittes 5 - die Länge Io des Teilabschnittes 6 ist lediglich um die minimale Strecke a kürzer als die Gesamtlänge des Federabschnittes 5. In dem an den Halteabschnitt 7 angrenzenden Bereich (Länge a) des Federabschnittes 5 nimmt die Breite nicht wie im Teilabschnitt 6 in Richtung des Halteabschnittes 7 betrachtet linear ab, sondern durch das Vorsehen von nach außen gebogenen Übergangsradien 8 sogar zu. Der Nachteil nicht konstanter Randfaserspannungen wird in dem Grenzbereich der minimalen Länge a zu dem Halteabschnitt 7 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in Kauf genommen um Festigkeitseinbußen aufgrund eines Kerbeffektes zu vermeiden, der auftreten würde, falls der Federabschnitt 5 scharfkantig oder mit minimalen Übergangsradien in den Halteabschnitt 7 übergehen würde.
Wie sich aus den Fig. 1 und 2 ergibt, grenzt der Federabschnitt 5 mit seinem in der Zeichnungsebene linken Ende 9, an dem seine Breite bo beträgt, an einen Befestigungsabschnitt 10 an, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Lasche zum Aufschieben auf einen Haltedom 11 (vgl. Fig. 3) aufweist. An den durch die Pfeile 12, 13 gekennzeichneten Stellen 12, 13 stützt sich das Halteelement 1 in dem in Fig. 3 gezeigten Trägerteil 14 aus Kunststoff ab. Dabei fällt die durch den Pfeil 13 gekennzeichnete Stelle mit dem in der Zeich- nungsebene linken, d.h. von dem Halteabschnitt 7 abgewandten Ende 9 des Federabschnitts 5 zusammen. Alternative Ausgestaltungen des Befestigungsabschnitts 10, beispielsweise mit einer Rastgeometrie, sind ebenfalls realisierbar. Zusätzlich oder alternativ kann der Befestigungsabschnitt 10 mit dem Trägerteil 14 verprägt werden.
An dem von dem Ende 9 abgewandten Ende 15 geht der Federabschnitt 5 über in eine starre, d.h. nicht federnde Grundebene 16 des Halteabschnittes 7. Entlang beider Längsseiten des Halteabschnittes 7 ragen nach außen federnde geschwungene Seitenwände 17 auf, die zur seitlichen Führung des Kommutatorschleifkontaktes dienen, der in einer Durchgangsöffnung 18, die die starre Grundebene 16 durchsetzt aufgenommen ist. Die Durchgangsöffnung 18 wird seitlich begrenzt von vier jeweils um 90° zueinander versetzten Federlaschen 19, die den Kommutatorschleifkontakt 2 klemmend zwischen sich aufnehmen. Die Federlaschen 19 erstrecken sich dabei in Krümmungsrichtung des Halteelementes 1, wohingegen die Seitenwände 17 in eine entgegengesetzte Richtung gerichtet sind.
In Fig. 3 ist das Trägerteil 14 (Bürstenträger) mit drei Halteelementen 1 gezeigt. Wobei die drei Halteelemente 1 jeweils einen Kommutatorschleifkontakt 2 klemmend halten und diesen in radialer Richtung nach innen mit einer Federkraft auf den drehfest mit einer nicht eingezeichneten Ankerwelle verbundenen Kommutator 3 federkraftbeaufschlagen. Bei dem gezeigten Elektromotor 4 handelt es sich um einen zwischen zwei Leistungsstufen umschaltbaren Elektromotor, wobei die in der rechten Zeichnungshälfte gezeigten Halteelemente 1 derart angeordnet sind, dass eine gezielte Fehlkommutierung realisierbar ist.
In Fig. 4 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Halteelementes 1 gezeigt. Bei diesem Halteelement 1 ist die Gesamtbreite des Federabschnittes 5 konstant und entspricht an jeder Position x entlang der Längserstreckung des Feder- abschnittes 5 der Startbreite bo. Dennoch reduziert sich die von Vollmaterial gebildete Breitenerstreckung des Federabschnittes 5 in Längsrichtung des Federabschnittes 5 hin zum Halteabschnitt 7 betrachtet. Die von Vollmaterial gebildete Breitenerstreckung gehorcht dabei zumindest näherungsweise der Formel :
Dies ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch rea- lisiert, dass im Federabschnitt 5 eine sich in Längsrichtung erstreckende Ausnehmung 20 angeordnet ist, die drei- eckförmig konturiert ist und deren Breite die Längsrichtung des Federabschnittes hin zum Halteabschnitt 7 betrachtet linear zunimmt. Die von Vollmaterial gebildete Breiten- erstreckung b (x) ergibt sich an jeder Position x durch Addition der Teilbreiten bi (x) und b2 (x) .

Claims

Ansprüche
1. Halteelement für einen Kommutatorschleifkontakt (2) eines Elektromotors (4), umfassend einen durch Krümmen vorspannbaren Federabschnitt (5) ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Federabschnitt (5) derart ausgebildet ist, dass, wenn dieser vorgespannt ist, die Randfaserspannungen in Längsrichtung in zumindest einem sich in Längsrichtung erstreckenden Teilabschnitt (6) des Federabschnitts (5) , vorzugsweise im gesamten Federabschnitt (5) , zumindest näherungsweise, konstant sind.
2. Halteelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (lo) des Teilabschnitts (6) zumindest 90% der Gesamtlänge des Federabschnitts (5) ent- spricht.
3. Halteelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die von Vollmaterial gebildete Breitenerstre- ckung b (x) des Teilabschnitts (6) oder des Federabschnittes (5) an jeder Position x entlang der Längserstreckung des Teilabschnitts (6) bzw. des Federabschnitts (5) gilt:
'o wobei Io die Länge des Teilabschnitts (6) des Federabschnitts (5) oder die Gesamtlänge des Federabschnitts (5) und bo die von Vollmaterial gebildete Breiten- erstreckung des Teilabschnittes (6) an seinem von dem Kommutatorschleifkontakt (2) abgewandten Ende (9, 15) oder die von Vollmaterial gebildete Breitenerstreckung des Federabschnitts (5) an seinem von dem Kommuta- torschleifkontakt (2) abgewandten Ende (9, 15) ist.
4. Halteelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die von Vollmaterial gebildete Breitenerstreckung b (x) des Teilabschnitts (6) und/oder des Federabschnitts (5) in Längsrichtung hin zum Kommutatorschleifkontakt (2) betrachtet abnimmt.
5. Halteelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilabschnitt (6) und/oder der Federabschnitt (5) trapezförmig konturiert sind/ist.
6. Halteelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Teilabschnitt (6) und/oder im Federabschnitt (5) mindestens eine Ausnehmung (20) vorgesehen ist.
7. Halteelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die tatsächliche Breite des Teilabschnitts (6) und/oder des Federabschnitts (5) in Längsrichtung betrachtet konstant sind/ist.
8. Halteelement nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausnehmung (20) in Längsrichtung hin zu dem Kommutatorschleifkontakt (2) betrachtet quer zu ihrer Längserstreckung, vorzugsweise dreieckförmig oder trapezförmig, verbreiternd ausgebildet ist.
9. Halteelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein an den Federabschnitt (5) angrenzender, vorzugsweise eine starre Grundebene (16) aufweisender, Halteabschnitt (7) zum, insbesondere klemmenden, Halten des Kommutatorschleifkontaktes (2), vorgesehen ist.
10. Halteelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Federabschnitt (5) in Längsrichtung betrach- tet zwischen dem Halteabschnitt (7) und einem, vorzugsweise laschenförmigen, Befestigungsabschnitt (10) zum Festlegen des Halteelements (1) in einem Elektromotor (4), insbesondere in einem Trägerteil (14), angeordnet ist.
11. Elektromotor mit einem Kommutator (3) an dem mindestens ein Kommutatorschleifkontakt (2) anliegt, der mit einem Halteelement (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche gehalten ist.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3030145B1 (fr) * 2014-12-12 2016-12-09 Valeo Equip Electr Moteur Ensemble comportant une cage a balai et un ressort a spirales, porte-balais, moteur electrique, et demarreur de vehicule automobile correspondants
DE102016225984A1 (de) * 2016-12-22 2018-06-28 Robert Bosch Gmbh Bürstenhalter für eine elektrische Maschine
DE102017223339A1 (de) * 2017-12-20 2019-06-27 Robert Bosch Gmbh Bürstenhalter-Bauteil für eine elektrische Maschine sowie elektrische Maschine
DE102019131806A1 (de) * 2019-11-25 2021-05-27 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Halterahmen, Steckverbinder sowie elektronisches Gerät
DE102019131804A1 (de) * 2019-11-25 2021-05-27 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Halterahmen, Steckverbinder sowie elektronisches Gerät
EP3840132B1 (de) * 2019-12-19 2023-04-05 Phoenix Contact GmbH & Co. KG Halterahmen, steckverbinder sowie elektronisches gerät
CN114731011A (zh) * 2019-11-25 2022-07-08 菲尼克斯电气公司 保持框架、插式连接器以及电子设备

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1880810U (de) * 1963-07-22 1963-10-17 Richard Antretter Kollektorbuerste, insbesondere von motoren kleinerer abmessungen.
DE7609316U1 (de) * 1976-03-26 1976-08-12 Vdo Adolf Schindling Ag, 6000 Frankfurt Borstenhalter für elektrische Kleinmotore
JPS55106057A (en) * 1979-02-06 1980-08-14 Matsushita Electric Works Ltd Brush for small type motor
JPS605722Y2 (ja) * 1979-09-11 1985-02-22 株式会社 富士カ−ボン製造所 小型モ−タのブラシ装置
JPS5745278U (de) * 1980-08-28 1982-03-12
JPS59135081U (ja) * 1983-02-28 1984-09-10 日立化成工業株式会社 ブラシ装置
JPS6229758U (de) * 1985-08-07 1987-02-23
JPH0726658B2 (ja) * 1986-08-11 1995-03-29 日本発条株式会社 セラミックス材料等からなる板ばね
JPH0739280U (ja) * 1993-12-24 1995-07-14 自動車電機工業株式会社 小型モータのブラシ固定構造
JPH11266094A (ja) * 1998-03-18 1999-09-28 Advantest Corp Ｅｍｃ対策用接地構造を有するパネル
EP2325981A3 (de) 2001-12-18 2017-05-17 Cutsforth Products Inc. Kohlebürstenhalter der ausgetauscht werden kann ohne die Maschine zu stoppen
DE10256831A1 (de) 2002-12-04 2004-06-24 Siemens Ag Trägerteil für Kommutatorbürsten eines Elektromotors
KR100638665B1 (ko) 2005-01-03 2006-10-30 삼성전기주식회사 처짐방지용 브러쉬 및 이를 구비하는 전기모터

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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KR20100106397A (ko) 2010-10-01
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