WO2002099935A1 - Elektrische kommutatormaschine - Google Patents

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electrical
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commutator machine
carrier
brush
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Dariusz Schneider
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Robert Bosch Gmbh
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    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/38—Brush holders
    • H01R39/385—Means for mechanical fixation of the brush holder
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00—Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation

Definitions

  • the invention is based on an electrical
  • Commutator machine according to the preamble of claim 1, 5 or from the use of a contact tab of an electrical commutator machine according to claim 12.
  • a stamped and bent part is produced and has at least one tab for attachment to an insulating material pane, as well as further tabs which serve as cooling fins.
  • the tabs for fastening are passed through holes in the insulating pane, then bent around the insulating pane and thus pressed onto the insulating pane. In the case of high shaking stresses, this can lead to the loosening of the brush holder on the insulating cloth, a brush guided in a brush holder then no longer being able to attack a commutator of an electrical machine in the desired manner.
  • the brush is connected to an electrically conductive strand, the strand generally in an additional Welding fork or guide is arranged so that the strand does not vibrate too much under high shaking stresses.
  • the electrical commutator machine according to the invention or the use according to the invention of an electrical contact tab of a brush holder with the characterizing features of claims 1 or 5 or 12 have the advantage that the resistance to shaking of an electrical commutator machine is improved in a simple manner.
  • a brush wire or a suppressor choke is advantageously used as the electrical functional element, which can be connected directly to the brush holder, so that no further connecting elements are necessary.
  • An electrically conductive carrier is advantageously fastened to a base carrier consisting of non-electrically conductive material, the tab for fastening the brush holder to the carrier, for example, advantageously being welded or soldered and thus connected in a shake-proof manner.
  • a base support of a brush holder made of non-electrically conductive material can have a metallic coating in places, on which then advantageously and way the tab is welded or soldered for fastening and is thus connected to be shake-proof.
  • the carrier is arranged shake-proof, for example, by plastic injection molding on the base carrier.
  • FIG. 2a shows a brush holder with brush for a commutator machine designed according to the invention
  • FIG. 2b shows a further embodiment of a brush holder with brush for a commutator machine designed according to the invention
  • FIG. 3a shows a carrier which is connected to the brush holder
  • FIG. 3b shows the arrangement of the brush holder with holder according to FIG. 3a in a brush holder for a commutator machine designed according to the invention
  • FIG. 4 a brush holder for a commutator machine designed according to the invention.
  • FIG. 1 shows an example of the structure of an electrical commutator machine 1, which is an electrical motor or an electrical generator, for example.
  • the electric motor can be used for an electric actuator, for example.
  • the electrical commutator machine 1 consists of at least one stator, for example a Magnetic yoke element 4, for example formed by a pole tube with a bearing plate, and has at least one magnet 5.
  • the magnets 5 are arranged on the inside of the magnetic yoke element 4.
  • a rotor 8 rotating within the stator consists, for example, of a laminated core with an electrical winding, the laminated core being fastened to a rotor shaft 11. Parts of the winding are electrically connected to a commutator 18.
  • Brushes 20 engage the commutator 18 and conduct an electrical current from the outside to the commutator 18.
  • the brush 20 is guided in a brush holder 17.
  • the at least one brush holder 17 is arranged, for example, on a brush holder 14.
  • the brush holder 17 can also be arranged on the end shield, for example.
  • FIG. 2a shows a brush holder 17 which has been manufactured, for example, as a stamped and bent part and has at least one tab 26 for fastening.
  • the tab 26 engages, for example, the brush holder 14 (not shown), so that the brush holder 17 is attached to the brush holder 14. This takes place, for example, in that the tabs 26 are guided through a correspondingly shaped opening on the brush holder 14 and are then bent over.
  • a brush strand 29 is connected to the brush 20 and conducts the electric current into the brush 20.
  • the other end of the short brush wire 29 is electrically and mechanically firmly connected by means of an electrical connection 35 to a contact tab 32 of the brush holder 17.
  • This short brush wire 29 has a high resistance to shaking due to its short length and does not have to be guided or held.
  • the brush wire 29 forms an electrical functional element of the electrical commutator machine 1, since the electrical current flows through it.
  • FIG. 2b shows a further embodiment of a brush holder 17 of an electrical commutator machine 1 designed according to the invention.
  • the brush holder 17 of FIG. 2b has a second contact tab 32, on which, for example, a suppressor choke 38, as an electrical functional element of the electrical Commutator machine 1, is connected. Additional connection elements between suppressor choke 38 and brush wire 29 can therefore be omitted.
  • Figure 3a shows a brush holder 17 and a carrier 41.
  • the carrier 41 has three tabs. Two of these tabs form carrier attachment tabs 47 and a third tab forms a carrier contact tab 53
  • Carrier mounting tabs 47 are with the tabs 26 of the
  • Brush holder 17 connected, for example by soldering or welding, thereby creating a shake-proof mechanical and electrical connection between the carrier 41 and the brush holder
  • the carrier 41 and the brush holder 17 can also be made in one piece.
  • FIG. 3b shows how the brush holder 17 with the carrier 41 attached to it is arranged on a brush holder 14.
  • the brush holder 14 consists at least of a base support 44 made of electrically non-conductive material, for example Plastic or ceramic.
  • the carrier 41 is for example encapsulated by the plastic of the base carrier 44 and is thus arranged on the base carrier 44. Other types of attachment of the carrier 41 to the base carrier 44 are possible.
  • the carrier 41 can only be partially recognized, since the plastic of the
  • Base carrier 44 partially surrounds the carrier 41.
  • the contour of the carrier 41 is indicated by dashed lines.
  • the three tabs 47, 53 of the carrier 41 protrude on one side of the, for example, annular base carrier 44.
  • An electrical interference suppressor 38 is connected to the carrier contact tab 53, for example, as an electrical functional element. Since the carrier 41 is made of metal, for example, an electrical connection is established between the interference suppressor 38 and the brush holder 17.
  • the electrical current for driving the commutator machine 1 flows, for example, via a suppressor 38, via the carrier contact plate 53, via the carrier 41 to the brush holder 17, to which a brush strand 29 is fastened on a contact plate 32 (FIG. 2), which supplies the current to the brush 20 forwards.
  • the brush holder 17 can also after the plastic injection molding around the carrier 41
  • Carrier mounting tabs 47 are attached.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a brush holder 14 for an electrical commutator machine 1.
  • the base carrier 44 does not have a carrier 41, but only protrusions 50, which are coated, for example, with metal, so that the tabs 26 of the brush holder 17 are welded to the coated protrusions 50 or can be soldered.
  • protrusions 50 which are coated, for example, with metal, so that the tabs 26 of the brush holder 17 are welded to the coated protrusions 50 or can be soldered.
  • soldering or welding the tabs 26 to the elements 47, 50 fixedly arranged on the base support 44 a shake-proof attachment of the brush holder 17 to the base support 44 of a brush holder 14 is possible.

Landscapes

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

Abstract

Bei einer elektrischen Kommutatormaschine mit einem Bürstenköcher nach dem Stand der Technik ist der Bürstenköchner mit Befestigungslaschen relativ lose an einem Bürstenhalter angeordnet. Eine erfindungsgemäss ausgebildete elektrische Kommutatormaschine (1) hat einen Bürstenköcher (17), der durch Schweissen oder Löten fest am Grundträger (44) befestigt ist.

Description

Elektrische Kommutatormaschine
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer elektrischen
Kommutatormaschine nach der Gattung des Anspruchs 1, 5 bzw. von der Verwendung einer Kontaktlasche einer elektrischen Kommutatormaschine gemäß Anspruch 12.
Die DE 42 42 720 AI zeigt einen Bürstenköcher, der als
Stanzbiegeteil hergestellt ist und zumindest eine Lasche zur Befestigung an einer Isolierstoffscheibe aufweist, sowie weitere Laschen, die als Kühlrippen dienen.
Die Laschen zur Befestigung werden durch Löcher in der Isolierstoffscheibe hindurchgeführt, dann um die Isolierstoffscheibe gebogen und so an die Isolierstoffscheibe angepresst. Dies kann bei hohen Schüttelbeanspruchungen zur Lockerung des Bürstenköchers an der Isoliersto fscheibe führen, wobei eine in einem Bürstenköcher geführte Bürste dann nicht mehr in gewünschter Weise an einem Kommutator einer elektrischen Maschine angreifen kann.
Die Bürste ist mit einer elektrisch leitenden Litze verbunden, wobei die Litze i.a. in einer zusätzlichen Schweissgabel oder Führung angeordnet ist, damit die Litze bei hohen Schüttelbeanspruchungen nicht zu stark schwingt.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemässe elektrische Kommutatormaschine bzw. die erfindungsgemässe Verwendung einer elektrischen Kontaktlasche eines Bürstenköchers mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 5 bzw. 12 haben demgegenüber den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise die Schüttelfestigkeit einer elektrischen Kommutatormaschine verbessert ist.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 4 bzw. 6 bis 11 aufgeführten Massnahmen, sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 bzw. Anspruch 5 genannten Kommutatormaschine möglich.
Vorteilhafterweise wird als elektrisches Funktionselement eine Bürstenlitze oder eine Entstördrossel verwendet, die direkt an dem Bürstenköcher angeschlossen werden kann, so dass keine weiteren Verbindungselemente notwendig sind.
Auf vorteilhafte Weise ist ein elektrisch leitender Träger an einem aus nicht elektrisch leitfähigem Material bestehenden Grundträger befestigt, wobei die Lasche zur Befestigung des Bürstenköchers mit dem Träger beispielsweise auf vorteilhafte Weise verschweisst oder verlötet und so schüttelfest verbunden ist.
Ein Grundträger eines Bürstenhalters aus nicht elektrisch leitfähigem Material kann stellenweise eine metallische Beschichtung aufweisen, auf der dann auf vorteilhafte Art und Weise die Lasche zur Befestigung verschweisst oder verlötet ist und so schüttelfest verbunden ist.
Der Träger ist beispielsweise durch Kunststoffumspritzung am Grundträger schüttelfest angeordnet.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen Figur 1 eine elektrische Kommutatormaschine,
Figur 2a einen Bürstenköcher mit Bürste für eine erfindungsgemäss ausgebildete Kommutatormaschine, Figur 2b eine weitere Ausführungsform eines Bürstenköchers mit Bürste für eine erfindungsgemäss ausgebildete Kommutatormaschine, Figur 3a einen Träger, der mit dem Bürstenköcher verbunden ist, Figur 3b die Anordnung des Bürstenköchers mit Träger gemäss Figur 3a in einem Bürstenhalter für eine erfindungsgemäss ausgebildete Kommutatormaschine und Figur 4 einen Bürstenhalter für eine erfindungsgemäss ausgebildete Kommutatormaschine.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt beispielhaft den Aufbau einer elektrischen Kommutatormaschine 1, die beispielsweise ein elektrischer Motor oder ein elektrischer Generator ist. Der Elektromotor kann beispielsweise für einen elektrischen Stellantrieb verwendet werden. Die elektrische Kommutatormaschine 1 besteht zumindest aus einem Stator, der bspw. ein magnetisches Rückschlusselement 4, beispielsweise gebildet durch ein Polrohr mit Lagerschild, und zumindest einen Magneten 5 aufweist. Die Magneten 5 sind an der Innenseite des magnetischen Rückschlusselements 4 angeordnet. Ein sich innerhalb des Stators drehender Rotor 8 besteht beispielsweise aus einem Blechpaket mit einer elektrischen Wicklung, wobei das Blechpaket auf einer Rotorwelle 11 befestigt ist. Teile der Wicklung sind mit einem Kommutator 18 elektrisch leitend verbunden. An den Kommutator 18 greifen Bürsten 20 an, die einen elektrischen Strom von aussen zu dem Kommutator 18 leiten. Die Bürste 20 wird in einem Bürstenköcher 17 geführt. Der zumindest eine Bürstenköcher 17 ist beispielsweise an einem Bürstenhalter 14 angeordnet. Die Bürstenköcher 17 können aber auch beispielsweise an dem Lagerschild angeordnet sein.
Figur 2a zeigt einen Bürstenköcher 17, der beispielsweise als Stanzbiegeteil hergestellt worden ist und zumindest eine Lasche 26 zur Befestigung aufweist. Die Lasche 26 greift beispielsweise an den Bürstenhalter 14 an (nicht dargestellt) , so dass der Bürstenköcher 17 an dem Bürstenhalter 14 befestigt ist. Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass die Laschen 26 durch eine entsprechend ausgeformte Öffnung am Bürstenhalter 14 geführt werden und dann umgebogen werden.
In dem Bürstenköcher 17 wird eine Bürste 20, beispielsweise eine Kohlebürste, geführt, die durch eine nicht dargestellte, im Bürstenköcher 17 vorhandene Feder an den Kommutator 18 angedrückt wird (Fig. 1) . Mit der Bürste 20 ist eine Bürstenlitze 29 verbunden, die den elektrischen Strom in die Bürste 20 leitet. Das andere Ende der kurzen Bürstenlitze 29 ist mittels einer elektrischen Verbindung 35 an einer Kontaktlasche 32 des Bürstenköchers 17 elektrisch und mechanisch fest verbunden. Diese kurze Bürstenlitze 29 weist aufgrund ihrer geringen Länge eine hohe Schüttelfestigkeit auf, und muss nicht geführt oder gehalten werden. Die Bürstenlitze 29 bildet ein elektrisches Funktionselement der elektrischen Kommutatormaschine 1, da durch sie der elektrische Strom fliesst.
Figur 2b zeigt eine weitere Ausführungsform eines Bürstenköchers 17 einer erfindungsgemäss ausgebildeten elektrischen Kommutatormaschine 1. Zusätzlich zu dem Bürstenköcher 17 von Figur 2a weist der Bürstenköcher 17 der Figur 2b eine zweite Kontaktlasche 32 auf, an der beispielsweise eine Entstördrossel 38, als ein elektrisches Funktionselement der elektrischen Kommutatormaschine 1, verbunden ist. Zusätzliche Verbindungselemente zwischen Entstördrossel 38 und Bürstenlitze 29 können daher entfallen.
Figur 3a zeigt einen Bürstenköcher 17 und einen Träger 41. Der Träger 41 weist drei Laschen auf. Zwei dieser Laschen bilden Trägerbefestigungslaschen 47 und eine dritte Lasche bildet eine Trägerkontaktlasche 53. Die
Trägerbefestigungslaschen 47 sind mit den Laschen 26 des
Bürstenköchers 17 verbunden, beispielsweise durch Löten oder Schweissen, wodurch eine schüttelfeste mechanische und elektrische Verbindung zwischen Träger 41 und Bürstenköcher
17 hergestellt ist.
Der Träger 41 und der Bürstenköcher 17 können auch einteilig hergestellt worden sein.
Figur 3b zeigt, wie der Bürstenköcher 17 mit dem an ihm befestigten Träger 41 an einem Bürstenhalter 14 angeordnet ist.
Der Bürstenhalter 14 besteht zumindest aus einem Grundträger 44 aus elektrisch nicht leitfähigem Material, beispielsweise Kunststoff oder Keramik. Der Träger 41 ist beispielsweise von dem Kunststoff des Grundträgers 44 umspritzt und so am Grundträger 44 fest angeordnet. Weitere Befestigungsarten des Trägers 41 am Grundträger 44 sind möglich. Der Träger 41 ist nur teilweise zu erkennen, da der Kunststoff des
Grundträgers 44 den Träger 41 zum Teil umschliesst. Die Kontur des Trägers 41 ist durch gestrichelte Linien angedeutet.
Auf einer Seite des beispielsweise ringförmigen Grundträgers 44 ragen die drei Laschen 47, 53 des Trägers 41 heraus. An die Trägerkontaktlasche 53 ist beispielsweise als ein elektrisches Funktionselement eine elektrische Entstördrossel 38 angeschlossen. Da der Träger 41 beispielsweise aus Metall ist, wird so eine elektrische Verbindung zwischen der Entstördrossel 38 und dem Bürstenköcher 17 hergestellt. Der elektrische Strom zum Antrieb der Kommutatormaschine 1 fliesst beispielsweise über eine Entstördrossel 38, über die Trägerkontaktlasche 53, über den Träger 41 zum Bürstenköcher 17 an dem auf einer Kontaktlasche 32 eine Bürstenlitze 29 befestigt ist (Fig. 2), die den Strom zu der Bürste 20 weiterleitet.
Der Bürstenköcher 17 kann auch nach der Kunststoffumspritzung des Trägers 41 an den
Trägerbefestigungslaschen 47 befestigt werden.
Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bürstenhalters 14 für eine elektrische Kommutatormaschine 1. Der Grundträger 44 weist keinen Träger 41 auf, sondern nur Vorsprünge 50, die beispielsweise metallisch beschichtet sind, so dass die Laschen 26 des Bürstenköchers 17 an die beschichteten Vorsprünge 50 geschweisst oder gelötet werden können. Insbesondere durch die Lötung oder Verschweissung der Laschen 26 mit den am Grundträger 44 fest angeordneten Elementen 47, 50 ist eine schüttelfeste Befestigung des Bürstenköchers 17 am Grundträger 44 eines Bürstenhalters 14 möglich.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrische Kommutatormaschine (1), die zumindest einen Bürstenköcher (17) für eine Bürste (20) für einen Kommutator (18) aufweist, wobei der Bürstenköcher (17) aus elektrisch leitendem Material ist, und der Bürstenköcher (17) zumindest eine Lasche (26) zur Befestigung aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Bürstenköcher (17) zumindest eine elektrische Kontaktlasche (32) aufweist, mit der ein elektrisches Funktionselement (29, 38) der elektrischen Kommutatormaschine (1) elektrisch leitend verbunden ist.
2. Elektrische Kommutatormaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das elektrische Funktionselement eine Bürstenlitze (29) ist.
3. Elektrische Kommutatormaschine nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass
das elektrische Funktionselement eine Entstördrossel (38] ist .
4. Elektrische Kommutatormaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der Bürstenköcher (17) an einem Bürstenhalter (14) befestigt is .
5. Elektrische Kommutatormaschine (1), die einen Bürstenhalter (14) aufweist, der zumindest aus einem Grundkörper (44) besteht, und der (14) zumindest einen Bürstenköcher (17) aufweist, der aus elektrisch leitendem Material ist und mindestens eine Lasche (26) zur Befestigung aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zumindest eine Lasche (26) zur Befestigung mit dem Grundträger (44) zumindest teilweise elektrisch leitend verbunden ist .
6. Elektrische Kommutatormaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass ein elektrisch leitender Träger (41) an dem zumindest teilweise aus nicht elektrisch leitfähigem Material bestehenden Grundträger (44) befestigt ist, und dass der Träger (41) einen Teil des Grundträgers (44) bildet, und dass die zumindest eine Lasche (26) zur Befestigung mit dem Träger (41) verbunden ist.
7. Elektrische Kommutatormaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass der Grundträger (44) aus nicht elektrisch leitendem
Material ist, und dass der Grundträger (44) zumindest teilweise eine metallische
Beschichtung aufweist, auf der die Lasche (26) zur Befestigung verschweisst oder verlötet ist .
8. Elektrische Kommutatormaschine nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass
der Bürstenköcher (17) aus Metall ist.
9. Elektrische Kommutatormaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass der Grundträger (44) teilweise aus elektrisch nicht leitendem Material ist, und dass die zumindest eine Lasche (26) zur Befestigung mit dem Grundträger (44) verschweisst oder verlötet ist.
10. Elektrische Kommutatormaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
der Träger (41) durch den Kunststoff des Grundträgers (44) umspritzt ist.
11. Elektrische Kommutatormaschine nach Anspruch 6 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass
der Träger (41) zumindest eine Trägerkontaktlasche (53) aufweist, mit der ein elektrisches Funktionselement (29, 38) der elektrischen Kommutatormaschine (1) elektrisch leitend verbunden ist .
2. Verwendung einer elektrischen Kontaktlasche (32), die an einem Bürstenköcher (17) angeordnet ist, der eine Bürste (20) für einen Kommutator (18) einer elektrischen Kommutatormaschine (1) aufweist, wobei der Bürstenköcher (17) aus elektrisch leitendem Material ist, und zumindest eine Lasche (26) zur Befestigung aufweist, zur elektrisch leitenden Verbindung mit zumindest einem elektrischen Funktionselement (29, 38) der elektrischen Kommutatormaschine (1) .
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