SI21004A - Izobljšan ležajni ščit pri enosmernem kolektorskem motorju s trajnimi magneti - Google Patents

Abstract

Predmet izuma je izvedba izboljšanega ležajnega ščita na strani kolektorja pri enosmernem kolektorskem motorju s trajnimi magneti, ki omogoča poleg enostavne priključitve električne napetosti na motor tudi zanesljivo vodenje ščetk in enostavno montažo ostalih potrebnih elementov (kondenzator, usmerniško vezje) brez posebnih dodatnih delovnih operacij. Izboljšan ležajni ščit (10) na strani kolektorja pri enosmernem kolektorskem motorju s trajnimi magneti ima vgrajen standardni spojni jeziček (15), katerega namestitev poleg osnovne funkcije priključitve električne napetosti na motor, omogoča tudi funkcijo ustreznega električnega spoja z vzmetjo (13) ščetke (12), ki je nataknjena na izrastek (23), in nogico (16) kondenzatorja (14) brez dodatnih delovnih operacij in je oblika vzmeti (13), ki pritiska ščetko (12) na kolektor takšna, da ustvarja tudi komponento sile v smeri puščice (F2), ki ščetko (12) pritiska ob stene vodila (25) in s tem zmanjšuje nezaželeni hrup in izboljšuje komutacijo s kolektorjem, sama konstrukcija izboljšanega ležajnega ščita pa omogoča tudi enostavno nadgradnjo enosmernega kolektorskega motorja z usmerniškim vezjem, ki je lahko direktno pritrjeno na omenjeni ležajni ščit in zaradi prostorske izkoriščenosti ne podaljšuje osnovne dolžine samega motorja.ŕ

Description

Predmet izuma je izvedba izboljšanega ležajnega ščita na strani kolektorja pri enosmernem kolektorskem motorju s trajnimi magneti, ki omogoča poleg enostavne priključitve električne napetosti na motor tudi is zanesljivo vodenje ščetk in enostavno montažo ostalih potrebnih elementov (kondenzator, usmerniško vezje) brez posebnih dodatnih delovnih operacij. Izum sodi v razred H 02K 5/26 mednarodne patentne klasifikacije.

Tehnični problem, ki ga predložen izum uspešno rešuje, je konstrukcija 20 in izvedba takšnega ležajnega ščita na strani ščetk enosmernega kolektorskega motorja s trajnimi magneti, ki bo omogočal zmanjšanje števila sestavnih delov ter zmanjšanje in poenostavitev tehnoloških operacij v zvezi s priključitvijo napajalne napetosti na motor in nadaljnjega električnega spoja na vzmet in kondenzator za odpravljanje radiofrekvenčnih motenj; izvedba naj omogoča priključitev napajalne napetosti preko standardnih spojnih elementov in naj omogoča čim večjo prostorsko izkoriščenost in kompaktno izvedbo motorja, pri čemer naj bodo zaradi potreb po kakovostni izvedbi motorja ščetke vodene tako, da je omogočen čim bolj stabilen stik s kolektorjem motorja.

Konstrukcijska izvedba po izumu naj s svojo prostorsko izkoriščenostjo tudi omogoča pritrditev usmerniškega elektronskega vezja z dušilnimi elementi direktno na osnovno izvedbo motorja, čemer pa naj se ne podaljšuje osnovna dolžina samega motorja.

Znane izvedbe ležajnih ščitov, posebno ležajnih ščitov na strani ščetk pri enosmernih kolektorskih motorjih, so konstruirane tako, da omogočajo vodenje para ščetk in ustrezno namestitev vzmeti, ki pritiskajo ščetke k kolektorju, ter hkrati rešujejo tudi problem priključitve električne napetosti is na motor.

Pri enostavnejših izvedbah sta ščetki nameščeni brez posebnih vodil in njihov potrebni položaj zagotavljata le lega in sila pritisnih vzmeti. Takšna rešitev ne omogoča zanesljivega vodenja ščetk, kakor tudi ne enostavne priključitve električne napetosti na motor. Montaža ter priključitev drugih potrebnih elementov ni možna na enostaven način tako, da je takšna izvedba primerna le pri izvedbah elektromotorjev slabšega cenovnega razreda.

Boljše rešitve imajo ležajni ščit na strani ščetk izveden tako, da ima leta izvedeni ustrezni vodili, ki omogočata vodenje ščetk in ustrezne nastavke za namestitev vzmeti. Vsi električni priključki, vključno z električnima priključkoma ščetk, so izvedeni tako, da jih je potrebno izvesti z lotanjem, kar pogojuje dodatne delovne operacije.

Predmet izuma je izboljšan ležajni ščit na strani kolektorja pri enosmernem kolektorskem motorju s trajnimi magneti, pri katerem vgrajen standardni spojni jeziček poleg osnovne funkcije priključitve električne napetosti na motor, omogoča tudi funkcijo ustreznega električnega spoja z vzmetjo ščetke in kondenzatorjem in je oblika vzmeti, ki je nataknjena na izrastek in ki pritiska ščetko na kolektor takšna, da ustvarja tudi komponento sile, ki ščetko pritiska ob stene vodila in s tem zmanjšuje nezaželeni hrup in izboljšuje komutacijo s kolektorjem, sama konstrukcija izboljšanega ležajnega ščita pa omogoča tudi enostavno nadgradnjo is enosmernega kolektorskega motorja s usmerniškim vezjem, ki je lahko direktno pritrjeno na omenjeni ležajni ščit in zaradi prostorske izkoriščenosti ne podaljšuje osnovne dolžine samega motorja.

Izum bomo podrobneje obrazložili na osnovi izvedbenega primera in slik, od katerih kaže:

slika 1 enosmerni kolektorski motor s trajnimi magneti z nameščenim izboljšanim ležajnim ščitom na strani kolektorja po izumu v pogledu s strani v delnem vzdolžnem prerezu in pogledu s strani ležajnega ščita na strani kolektorja;

slika 2 aksonometrični pogled na del kolektorskega motorja z izboljšanim ležajni ščitom na strani kolektorja po izumu;

slika 3 detalj pritrditve spojnega jezička15 na ležajni ščit po izumu;

slika 4 detalj vodila 11 z vloženo ščetko 12 in prikaz delovanja sil na vloženo ščetko 12 zaradi delovanja delovnega kraka 24 vzmeti 13;

slika 5 vzmet 13 v pogledu s strani od spredaj, od zadaj ter v smeri glavne osi;

slika 6 enosmerni kolektorski motor s trajnimi magneti z io nameščenim izboljšanim ležajnim ščitom na strani kolektorja po izumu z nameščenim usmerniškim vezjem.

Predloženi izum se nanaša na enosmerni kolektorski motor s trajnimi magneti. Kolektorski motor ponazarja slika 1 in je v osnovi sestavljen iz is ohišja 1 v katerem so pritrjeni trajni magneti 2 ter iz rotorja 3. Rotor sestavljajo gred 4, rotorske lamele 5 z bakrenim navitjem 6 ter kolektor 7. Za ustrezno vležajenje rotorja služita ležaja 8, ki sta vgrajena v ležajni ščit 9 in ležajni ščit 10. Ležajni ščit 9 leži na pogonski strani motorja, medtem ko ležajni ščit 10 leži na strani kolektorja 7. Na strani kolektorja 7 je ležajni

2o ščit 10 izdelan iz termoplasta in vključuje tudi vodili 11 ščetk 12. Funkcija ščetk 12 je prenos enosmerne električne energije na kolektor 7 in preko njega na rotorsko bakreno navitje 6. Dovod električne energije do ščetk 12 je omogočen preko vzmeti 13. Zaradi zakonskih predpisov o elektromagnetni združljivosti mora biti za odpravljanje motenj med napajalno napetostjo in ohišjem 1 motorja priključen tudi ustrezen kondenzator 14.

Na strani kolektorja 7 je v ležajnem ščitu 10 mehansko pritrjen spojni jeziček 15, ki je v detajlu prikazan na sliki 3. Poleg osnovne funkcije priključitve napajalne napetosti na motor, opravlja jeziček 15 še funkcijo električnega spoja z vzmetjo 13 ščetke 12 in električnega spoja s kondenzatorjem 14. Trojna funkcija standardnega spojnega jezička 15 je s tehničnega in ekonomskega stališča zelo ugodna, saj ne zahteva io dodatnih spojnih elementov in pripadajočih montažnih postopkov, obenem pa nanjo lahko priključimo standardne natiče za priključitev napajalne napetosti.

Ležajni ščit 10 po izumu je konstruiran tako, da s svojo obliko omogoča ustrezno pritrditev standardnega spojnega jezička 15 na tak način, da so is omogočene vse tri naštete funkcije V ležajnem ščitu 10 sta v namen pritrditve spojnega jezička 15 izvedeni dve luknji 18, sam spojni jeziček pa ima izvedeni nogici 17. Spojni jeziček 15 je v ležajni ščit 10 pritrjen z nogicama spojnega jezička 17, ki sta potisnjene skozi luknji 18 v ležajnem ščitu 10 in sta nato na spodnji strani mehansko prekrivljeni tako, da je dosežena zadostna mehanska trdnost spoja. Poleg spojnega jezička 15, je v luknjo 18 vstavljena tudi nogica 16 kondenzatorja 14, pri čemer s pravilno izbrano velikostjo luknje 18 omogočimo ustrezen električni spoj med spojnim jezičkom 15 in kondenzatorjem 14.

Ležajni ščit 10 ima v nosilcu 19 izveden utor 20 v katerega se zatakne ravni krak 21 vzmeti 13, ki je gibljivo nasajena na izrastek 23. Utor 20 varuje vzmet 13 proti izpadu pri uporabi, v kombinaciji s položajem izrastka 23 pa obenem omogoča ustrezen položaj ravnega kraka 21 vzmeti 13 za doseganje ustreznega električnega stika med spojnim jezičkom 15 in ščetko 12 preko vzmeti 13.

V ležajnem ščitu 10 je izveden tudi sedež 22, ki omogoča in zagotavlja kondenzatorju 14 pravilno namestitev in tako preprečuje možnost nepravilne montaže ali kasnejše premaknitve kondenzatorja 14 in s tem io tudi odpravlja možnost pojava nezadostnih električnih razdalj med priključno napetostjo in ohišjem 1 motorja.

Na izrastku 23 nameščena vzmet 13, ki pritiska na ščetko 12, je izvedena tako, da ščetka 12 s svojo obliko, poleg osnovne komponente sile v smeri puščice F1, ki pritiska ščetko 12 na kolektor 7, ustvarja še is prečno oziroma bočno komponento sile v smeri puščice F2, kar prikazuje slika 4. Bočna komponenta sile v smeri puščice F2 znaša vsaj 10% in je v konkretnem primeru dosežena z odmikom delovnega kraka 24 vzmeti 13 od normalne lege za kot A, ki je najmanj 5° Oblika vzmeti 13 in prikaz kota A je razviden iz slike 5. Ščetka 12 zaradi prečne oziroma bočne komponente sile v smeri puščice F2 pritiska tudi na steno vodila 25 ščetke 12. Tak pritisk zmanjšuje vibracije same ščetke 12 v vodilu 11, ter posledično vpliva na zmanjšanje nivoja nezaželenega šuma oziroma hrupa, ter boljšo komutacijo ščetke 12 s kolektorjem 7.

Spojni jeziček 15, kondenzator 14 ter vzmet 13 so na zunanji strani motorja, kar omogoča enostavnejšo namestitev ščetk 12, saj lahko vzmet 13 namestimo na izrastek 23 šele v zadnji fazi montaže. Izvedba omogoča uporabo spojnih jezičkov širine 2,8, 4,8, ali 6,3 mm ki so nameščeni na takšnih mestih, da ne podaljšujejo celotne dolžine motorja.

Nadgradnja osnovne izvedbe motorja lahko vključuje tudi usmerniško vezje 26, ki je nameščeno čelno na ohišje 1 motorja na strani kolektorja in centrirano na ležajnem ščitu 10 tako kot je to prikazano na sliki 6. Usmerniško vezje 26 je preko svojih električnih priključkov 27 direktno io spojeno s spojnima jezičkoma motorja 15, s tem pa je zagotovljen tudi potreben mehanski in električni spoj med usmerniškim vezjem 26 in motorjem. Tak način spajanja omogoča enostavno in ekonomično nadgradnjo motorja, pri tem pa so zaradi dobre prostorske izkoriščenosti motorja, elementi vezja 28 lahko obrnjeni navznoter proti motorju in zato is ne podaljšujejo osnovne dolžine motorja. V primeru, da so na usmerniškem vezju potrebni tudi večji elementi, pa morajo le-ti biti obrnjeni navzven, kar podaljšuje motor za največ 20 mm.

Claims (7)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Izboljšan ležajni ščit na strani kolektorja pri enosmernem kolektorskem 5 motorju s trajnimi magneti, označen s tem, da integrirano izvedena vodila (11) ščetk (12), prostorska namestitev izrastka (23) in mehanska pritrditev spojnega jezička (15) omogočajo električno povezavo med nogico (16) kondenzatorja (14) in ščetko (12) io preko vzmeti (13) in električnim priključkom motorja brez dodatnih delovnih operacij po montaži, pri čemer so spojni jeziček (15), kondenzator (14) in vzmet (13) ščetke (12) nameščeni na zunanji strani motorja.

   is
2. 2. Izboljšan ležajni ščit na strani kolektorja pri enosmernem kolektorskem motorju s trajnimi magneti, po zahtevku 1, označen s tem, da v ležajnem ščitu (10) izveden sedež (22) zagotavlja natančno definirano lego in položaj kondenzatorja (14).
3. 3. Izboljšan ležajni ščit na strani kolektorja pri enosmernem kolektorskem motorju s trajnimi magneti, po zahtevkih 1 in 2, označen s tem, da je ob vodilu (11) ščetke (12) izveden utor (20), v katerega se po 25 namestitvi vzmeti (13) na izrastek (23) nasloni ravni krak (21) vzmeti (13) in spojni jeziček (15), medtem ko je delovni krak (24) vzmeti (13) naslonjen na ščetko (12).
4. 4. Izboljšan ležajni ščit na strani kolektorja pri enosmernem kolektorskem 5 motorju s trajnimi magneti, po zahtevkih od 1 do 3, označen s tem, dasta delovni krak (24) in ravni krak (21) vzmeti (13) medsebojno razmaknjena za kot (A) in s svojo obliko in v kombinaciji s svojo namestitvijo poleg osnovne funkcije pritiskanja ščetke (12) na kolektor io (7), ustvarjata tudi občutno prečno oziroma bočno komponento sile.
5. 5. Izboljšan ležajni ščit na strani kolektorja pri enosmernem kolektorskem motorju s trajnimi magneti, po zahtevku 4, označen s tem, is da znaša bočna komponenta sile v smeri puščice (F2) vsaj 10% osnovne komponente sile v smeri puščice (F1).
6. 6. Izboljšan ležajni ščit na strani kolektorja pri enosmernem kolektorskem motorju s trajnimi magneti, po zahtevku 4,

   20 označen s tem, da je kot (A) med ravnim krakom (21) in delovnim krakom (24) vzmeti (13) najmanj 5°.

   -1010
7. 7. Izboljšan ležajni ščit na strani kolektorja pri enosmernem kolektorskem motorju s trajnimi magneti, po zahtevkih od 1 do 6, označen s tem, da je čelno prigrajeno in na ležajni ščit (10) centrirano usmemiško vezje 5 (26) preko svojih električnih priključkov (27) direktno spojeno s spojnima jezičkoma (15).