WO2009043645A1 - Schleifelementhalter, halterung sowie elektrische maschine - Google Patents

Schleifelementhalter, halterung sowie elektrische maschine Download PDF

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WO2009043645A1
WO2009043645A1 PCT/EP2008/061226 EP2008061226W WO2009043645A1 WO 2009043645 A1 WO2009043645 A1 WO 2009043645A1 EP 2008061226 W EP2008061226 W EP 2008061226W WO 2009043645 A1 WO2009043645 A1 WO 2009043645A1
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WO
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holder
grinding element
spring
grinding
element holder
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/061226
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Inventor
Verena Lipps
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • 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
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    • 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
    • H01R39/385—Means for mechanical fixation of the brush holder
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    • 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 grinding element holder for a
  • a device for current application in electrical machines is referred to as a commutation device.
  • the current application generates a current that rotates or migrates relative to the armature winding.
  • Known commutation devices comprise a rotatably mounted on an armature shaft commutator with a plurality of circumferentially juxtaposed and electrically insulated slats, which are electrically contacted by at least two grinding elements. In this case, each held by a grinding element holder grinding elements, each with a spring element in the radial direction inwardly on the rotating commutator spring-loaded.
  • the grinding element holder comprises a plastic quiver in which the grinding element is arranged and spring-loaded in the direction of the rotating commutator by means of a spring which is supported on the end face of the grinding element.
  • the grinding element holder comprises a spring lever, on the end of which the grinding element is fixed (hammer brush).
  • a disadvantage of this embodiment is the comparatively large space requirement and the migrating at wear of the grinding element pressure point.
  • the invention has for its object to provide a grinding element holder, in which on the one hand jamming of the grinding element is avoided during operation and on the other ensures a, even with wear of the grinding element stationary pressure point of the grinding element on the rotating commutator. Furthermore, the object is to propose a correspondingly optimized holder (brush holder) with a plurality of grinding element holders as well as a correspondingly optimized electric machine.
  • the spring elements can be made smaller due to the provision of two spring elements than in known hammer brushes with only one spring lever, whereby a space minimization can be achieved.
  • the grinding element holder is made in one piece.
  • the grinding element holder is a stamped and bent part, in particular of spring steel, in which the holder for the grinding element and the two spring elements are integrally formed.
  • the spring elements are mirror-symmetrical and / or arranged.
  • the spring elements are mirror-symmetrical with respect to a plane passing through the holder for the grinding element mirror plane, wherein the mirror plane preferably receives the longitudinal center axis of a commutator, which is equipped with a formed according to the concept of the invention, the grinding element holder in itself.
  • the attachment points or attachment points of the two spring elements in particular in the circumferential direction of the commutator, the same distance from the grinding element, whereby a uniform Federkraftbeetzstoffung the grinding element is ensured in the radial direction inwardly on the commutator.
  • the spring elements are not formed as a flat spring lever, but when the spring elements have a curved structure.
  • at least one of the spring elements is at least approximately Z-shaped, wherein preferably a leg of the Z-shaped spring element extends in the direction of an imaginary longitudinal central axis of the grinding element, so that the expansion of the spring element in a direction of the grinding element away is minimized.
  • each spring element in particular in the region of its respective free end, fastening means, which are preferably designed such that with these a positive connection to the holder is feasible for the grinding element holder.
  • the fastening means on each spring element in each case comprise at least one bending eye, which are realized by bending the free end, in particular to a cylindrical shape.
  • These fasteners designed in this way can not only be produced inexpensively and simply, they can additionally be fixed in a simple manner, in particular by means of hot caulking with a plastic holder for the grinding element holders.
  • the bending eyelet can on a pointing away from the abrasive element radial side of the grinding element holder or on a
  • Grinding element facing radial side of the grinding element holder can be arranged.
  • the position of the bending eyelets depends on this preferably according to the space conditions in a holder equipped with at least two grinding element holders.
  • the holder for the grinding element is formed such that the grinding element, as in a known hammer brush not relative to the grinding element holder, as is necessary with quiver brushes, can adjust. Rather, the abrasive element is firmly positioned in the holder.
  • the holder in particular in a design of the grinding element holder as a stamped and bent part, can be obtained in a simple manner in that the holder comprises in a sheet metal section a punch for the grinding element, which is penetrated by the grinding element, wherein the grinding element by means of clamping means of the holder is held firmly on the grinding element holder.
  • the design of the clamping means there are different possibilities.
  • clamping means at least two opposite spring clips, which are preferably made by punching and bending a Federblechabiteses.
  • Preferred is an embodiment with four spring clips, wherein preferably each peripheral side of the grinding element is associated with a spring clip.
  • the spring clips act on the grinding element with a spring force transversely to the longitudinal extent of the grinding element.
  • the spring clips in the radial direction away from the commutator, bent in the direction of the free ends of the spring elements.
  • An embodiment is preferred in which, in addition to the spring clips clamping the grinding element, at least two mutually opposite guide clips are provided for centering the grinding element in the holder.
  • the guide bracket extend in a direction away from the spring clips direction, preferably in the direction of the commutator.
  • the invention also leads to a holder (brush holder), in particular of plastic, with at least two grinding element holders.
  • a holder brush holder
  • Preferred is an embodiment of the holder in which the grinding element holder, in particular any bending eyes of the spring elements of the grinding element holder are fixed by hot caulking in the plastic material of the holder.
  • the invention also leads to an electric machine, in particular an electric motor or generator.
  • the electrical machine is characterized by the provision of at least one previously described grinding element holder and / or by the provision of a previously described holder with at least two
  • FIG. 2 shows a perspective view of an abrasive element holder in a unique position
  • FIG. 3 shows a detail of a grinding element holder fixed to a holder made of plastic.
  • a commutation device 1 for an electrical machine is shown.
  • the commutation device 1 comprises a
  • Commutator 2 for the rotationally fixed arrangement on a not shown, the commutator 2 passing through the armature shaft.
  • the commutator 2 comprises a plurality of circumferentially juxtaposed Slats 3, which are electrically isolated from each other.
  • Each lamella 3 each comprises a hook element 4, with which the respective lamella 3 can be connected to a winding, not shown, of an anchor packet.
  • Grinding elements 5 made of graphite provided, which are each connected to a copper wire 6 to a voltage source.
  • the grinding elements 5 are substantially cuboid-shaped and held on two opposite sides of the commutator 2 in each case a grinding element holder 7. Both the two grinding elements 5 and the two, each formed as a stamped and bent part of spring steel grinding element holder 7 are formed identically.
  • a grinding element holder 7 is shown in a perspective view in isolation.
  • the one-piece grinding element holder 7 formed as a stamped bent part from spring plate comprises a holder 8 for a grinding element 5.
  • the holder 8 consists of a punching 9 within a commutator 2 facing flat sheet metal section 10 of the grinding element holder 7. Dieausstung 9 ist dimensioned in this is a grinding element 5 can be accommodated.
  • the holder 8 comprises four spring clips 11, which are made by inserting the punch 9 in the sheet metal section 10 and bending the resulting tabs in the direction of the commutator 2 away.
  • the spring clip 11, which are arranged offset by 90 ° to each other, each lie on a side surface of the cuboid grinding element 5 and take the latter thus clamping between them. Due to the bending of the spring clip 11 in the direction away from the commutator 2, a kind of barb effect is achieved which prevents a relative movement of the grinding element 5 to the grinding element holder 7.
  • the holder 8 comprises two guide brackets 12 which point in the direction of the commutator 2 and which have the task of centering the grinding element 5 in the holder 8. This is achieved in particular by the fact that the curved, substantially in cross-section S-shaped,
  • Guide bracket extend in a direction away from the spring clips 11 direction, so that the greatest possible distance in the direction of the longitudinal extension of the grinding elements 5 viewed between the respective contact points of the guide bracket 12 and the spring clip 11 is realized on the grinding element 5.
  • planar radially inner sheet metal section 10 of the holder 8 of the grinding element holder 7 merges into two respective circumferentially opposite sides 13, 14 in each case a spring element 15, 16. Both the first spring element 15 and the second
  • Spring element 16 are formed integrally with the holder 8.
  • the lower right in the plane of the drawing second spring element 16 has a Z-shape in cross section.
  • the first spring element 15 is mirror-symmetrical to the Z-shaped second spring element 16 with respect to a direction indicated in Fig. 1 mirror plane E and arranged, the mirror plane E seen in the circumferential direction of the commutator 2 extends centrally through the sheet metal portion 10 of the holder 8 and a Longitudinal center axis L of the commutation device 1 (see Fig. 1) receives in itself.
  • Both spring elements 15, 16 have an end-side arc section 17, 18, which merges starting from the sheet metal section 10 in each case in a spring arm 19, 20, wherein the spring arms 19, 20 are bent toward each other in the direction of the grinding element 5.
  • the spring arms 19, 20 go in their respective of the sheet metal section
  • spring portions 21, 22 opposite end arcuately in each case a spring portion 21, 22 via, wherein the spring portions 21, 22, starting from the associated spring arm 19, 20, extend in opposite circumferential directions.
  • the spring sections 21, 22 are in a plane parallel to a sheet metal section 10 receiving
  • the spring sections 21, 22 turn into cylindrical bending eyes 23, 24 which are arranged on the side facing away from the sheet metal section 10 of the spring sections 21, 22 and in Circumferentially bent inwards.
  • an arrangement of the bending eyes 23, 24 on the sheet metal portion 10 facing side of the spring portions 21, 22 can be realized.
  • Abrasive element holder 7, with two circumferentially spaced, mirror-symmetrical and integrally formed with the holder 8, in this embodiment, Z-shaped spring elements 15, 16 is a constant, centric pressure point of the recorded grinding element 5 (see Fig .. 1) and a small space requirement realized a minimum noise while operating electrical machine.
  • Fig. 3 is a section of a grinding element holder 7 is shown, which is fixed in a holder 25 (brush holder) made of plastic.
  • a holder 25 brush holder
  • the bending eye 23 which is determined by hot caulking with the plastic material of the holder 25 on the bracket 25.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schleifelementhalter (7) für eine Kommutierungseinrichtung (1) einerelektrischen Maschine, mit einem Halter (8) für ein Schleifelement (5) und mit einem ersten Federelement (15) zur Federkraftbeaufschlagung des Schleifelementes (5) in radialer Richtung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein zweites Federelement (16) zur Federkraftbeaufschlagung des Schleifelementes (5) vorgesehen ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Halterung (25) von mindestens zwei Schleifelementhaltern (7) sowie eine elektrische Maschine.

Description

Bes chreibung
Titel
Schleifelementhalter, Halterung sowie elektrische Maschine
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Schleifelementhalter für eine
Kommutierungseinrichtung einer elektrischen Maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Halterung (Bürstenhalter) für mehrere Schleifelementhalter gemäß Anspruch 10 sowie eine elektrische Maschine, insbesondere einen Elektromotor oder einen Generator, gemäß Anspruch 12.
In der Elektrotechnik wird mit einer Kommutierungseinrichtung eine Einrichtung zur Stromwendung in elektrischen Maschinen bezeichnet. Die Stromwendung erzeugt einen relativ zur Ankerwicklung drehenden oder wandernden Strom. Bekannte Kommutierungseinrichtungen umfassen einen drehfest auf einer Ankerwelle sitzenden Kommutator mit mehreren in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten und elektrisch voneinander isolierten Lamellen, die von mindestens zwei Schleifelementen elektrisch kontaktiert werden. Dabei sind die von jeweils einem Schleifelementhalter gehaltenen Schleifelemente mit jeweils einem Federelement in radialer Richtung nach innen auf den drehenden Kommutator federkraftbeaufschlagt. Im Hinblick auf die Ausbildung von zur Anwendung kommenden Schleifelementhaltern zur Halterung und Federkraftbeaufschlagung der Schleifelemente (Bürstenelemente) sind unterschiedliche Ausführungsformen bekannt. Bei einer ersten bekannten Ausführungsform umfasst der Schleifelementhalter einen Köcher aus Kunststoff, in welchen das Schleifelement angeordnet und in Richtung des sich drehenden Kommutators mittels einer sich stirnseitig an dem Schleifelement abstützenden Feder federkraft-beaufschlagt ist. Nachteilig bei dieser bekannten Ausführungsform ist zum einen die vergleichsweise hohe Geräuschemission und zum anderen die Gefahr, dass sich das Schleifelement innerhalb des Köchers verklemmt, was wiederum zu einer fehlenden Kontaktierung des Kommutators und damit zum Ausfall der elektrischen Maschine führt. Bei einer alternativen, zweiten bekannten Ausführungsform umfasst der Schleifelementhalter einen Federhebel, an dem endseitig das Schleifelement festgelegt ist (Hammerbürste) . Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist der vergleichsweise große Bauraumbedarf und der bei Verschleiß des Schleifelementes wandernde Druckpunkt.
Offenbarung der Erfindung
Technische Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schleifelementhalter vorzuschlagen, bei dem zum einen ein Verklemmen des Schleifelementes im Betrieb vermieden wird und der zum anderen einen, auch bei Verschleiß des Schleifelementes ortsfesten Druckpunkt des Schleifelementes auf dem sich drehenden Kommutator sicherstellt. Ferner besteht die Aufgabe darin, eine entsprechend optimierte Halterung (Bürstenhalter) mit mehreren Schleifelementhaltern sowie eine entsprechend optimierte elektrische Maschine vorzuschlagen.
Technische Lösung
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Schleifelementhalters mit den Merkmalen des Anspruchs 1, hinsichtlich der Halterung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und hinsichtlich der elektrischen Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche
Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Zeichnungen offenbarten Merkmalen.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Vorteile von sogenannten Köcherbürsten mit den Vorteilen von sogenannten
Hammerbürsten zu kombinieren. Hierzu weist ein nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeter Schleifelementhalter im Gegensatz zu bekannten Hammerbürsten nicht nur ein einziges Federelement, sondern zwei Federelemente auf, die das Schleifelement in radialer Richtung nach innen auf den Kommutator federkraftbeaufschlagen. Um einen konstanten, nicht in Umfangsrichtung wandernden Druckpunkt des Schleifelementes auf dem rotierenden Kommutator auch bei einem unvermeidbaren Verschleiß des Schleifelementes sicherzustellen, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die beiden Federelemente auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Schleifelementes bzw. des das Schleifelement unmittelbar haltenden Halters angeordnet sind. Bevorzugt handelt es sich bei den Seiten, an denen die Federelemente angeordnet sind, um die beiden in Bezug auf den Kommutator in Umfangsrichtung beabstandeten Seiten des Schleifelementes bzw. des Halters für das Schleifelement. Bei einem derartig ausgebildeten Schleifelementhalter können die Federelemente aufgrund des Vorsehens von zwei Federelementen kleiner ausgebildet werden als bei bekannten Hammerbürsten mit nur einem Federhebel, wodurch eine Bauraumminimierung erzielbar ist. Zudem wird bei einer festen Anordnung des Schleifelementes in dem Halter des Schleifelementhalters, eine Relativbewegung zwischen dem Schleifelement und dem Halter und damit auch die Gefahr eines Verklemmens des Schleifelementes in dem Schleifelementhalter, wie dies bei bekannten Köcherbürsten auftreten kann, mit Vorteil vermieden .
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass der Schleifelementhalter einteilig ausgeführt ist. Bevorzugt handelt es sich bei dem Schleifelementhalter um ein Stanzbiegeteil, insbesondere aus Federstahl, bei dem der Halter für das Schleifelement und die beiden Federelemente einteilig ausgebildet sind.
Im Hinblick auf die Realisierung eines konstanten, ortsfesten Druckpunktes ist eine Ausführungsform von Vorteil, bei der die Federelemente spiegelsymmetrisch ausgebildet und/oder angeordnet sind. Bevorzugt sind die Federelemente dabei spiegelsymmetrisch in Bezug auf eine durch den Halter für das Schleifelement verlaufende Spiegelebene ausgebildet, wobei die Spiegelebene vorzugsweise die Längsmittelachse eines Kommutators, der mit einem nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Schleifelementhalter ausgestattet ist, in sich aufnimmt. Durch die spiegelsymmetrische Ausbildung und/oder Anordnung der Federelemente weisen die Befestigungspunkte bzw. Befestigungsstellen der beiden Federelemente, insbesondere in Umfangsrichtung des Kommutators gesehen, den gleichen Abstand von dem Schleifelement auf, wodurch eine gleichmäßige Federkraftbeaufschlagung des Schleifelementes in radialer Richtung nach innen auf den Kommutator sichergestellt ist.
Zur weiteren Bauraumoptimierung ist es vorteilhaft, wenn die Federelemente nicht als ebene Federhebel ausgebildet sind, sondern wenn die Federelemente eine gebogene Struktur aufweisen. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform bei der zumindest eines der Federelemente zumindest näherungsweise Z-förmig ausgebildet ist, wobei sich bevorzugt ein Schenkel des Z-förmigen Federelementes in Richtung einer gedachten Längsmittelachse des Schleifelementes erstreckt, so dass die Ausdehnung des Federelementes in eine Richtung von dem Schleifelement weg minimiert ist.
Zur Festlegung des Schleifelementhalters an einer Halterung, insbesondere aus Kunststoff, für mehrere Schleifelementhalter ist es von Vorteil, wenn jedes Federelement, insbesondere im Bereich seines jeweiligen freien Endes, Befestigungsmittel aufweist, die bevorzugt derart ausgebildet sind, dass mit diesen eine formschlüssige Verbindung zu der Halterung für die Schleifelementhalter realisierbar ist.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Befestigungsmittel an jedem Federelement jeweils mindestens eine Biegeöse umfassen, die durch Umbiegen des freien Endes, insbesondere zu einer Zylinderform, realisiert sind. Diese derart ausgestalteten Befestigungsmittel lassen sich nicht nur kostengünstig und einfach herstellen, sie können zusätzlich, insbesondere durch Warmverstemmen mit einer Kunststoff-Halterung für die Schleifelementhalter, auf einfache Weise fixiert werden. Die Biegeöse kann dabei auf einer von dem Schleifelement wegweisenden Radialseite des Schleifelementhalters oder auf einer dem
Schleifelement zugewandten Radialseite des Schleifelementhalters angeordnet werden. Die Position der Biegeösen richtet sich dabei bevorzugt nach den Platzverhältnissen in einer mit mindestens zwei Schleifelementhaltern ausgestatteten Halterung.
Bevorzugt ist der Halter für das Schleifelement derart ausgebildet, dass das Schleifelement sich wie bei einer bekannten Hammerbürste nicht relativ zu dem Schleif-elementhalter, wie dies bei Köcherbürsten notwendig ist, verstellen kann. Vielmehr ist das Schleifelement fest in dem Halter positioniert. Dabei kann der Halter, insbesondere bei einer Ausbildung des Schleifelementhalters als Stanzbiegeteil, auf einfache Weise dadurch erhalten werden, dass der Halter in einem Blechabschnitt eine Ausstanzung für das Schleifelement umfasst, die von dem Schleifelement durchsetzt ist, wobei das Schleifelement mit Hilfe von Klemmmitteln des Halters fest an dem Schleifelementhalter gehalten ist. Im Hinblick auf die Ausbildung der Klemmmittel gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Bevorzugt ist es, als Klemmmittel mindestens zwei gegenüberliegende Federbügel vorzusehen, die vorzugsweise durch Ausstanzen und Umbiegen eines Federblechabschnittes hergestellt sind. Bevorzugt ist eine Ausführungsform mit vier Federbügeln, wobei bevorzugt jeder Umfangsseite des Schleifelementes ein Federbügel zugeordnet ist. Die Federbügel beaufschlagen das Schleifelement dabei mit einer Federkraft quer zur Längserstreckung des Schleifelementes. Bevorzugt sind die Federbügel in radialer Richtung von dem Kommutator weg, in Richtung der freien Enden der Federelemente gebogen.
Bevorzugt ist eine Ausführungsform bei der zusätzlich zu den das Schleifelement klemmenden Federbügeln mindestens zwei einander gegenüberliegende Führungsbügel zur Zentrierung des Schleifelementes im Halter vorgesehen sind. Bevorzugt erstrecken sich die Führungsbügel in eine von den Federbügeln wegweisende Richtung, vorzugsweise in Richtung des Kommutators.
Die Erfindung führt auch auf eine Halterung (Bürstenhalter) , insbesondere aus Kunststoff, mit mindestens zwei Schleifelementhaltern . Bevorzugt ist dabei eine Ausführungsform der Halterung bei der die Schleifelementhalter, insbesondere etwaige Biegeösen der Federelemente des Schleifelementhalters, durch Warmverstemmen in dem Kunststoffmaterial der Halterung festgelegt sind.
Die Erfindung führt auch auf eine elektrische Maschine, insbesondere einen Elektromotor oder Generator. Die elektrische Maschine zeichnet sich durch das Vorsehen mindestens eines zuvor beschriebenen Schleifelementhalters und/oder durch das Vorsehen einer zuvor beschriebenen Halterung mit mindestens zwei
Schleifelementhaltern aus. Eine derartige elektrische Maschine ist nicht nur besonders geräuscharm, sondern es wird auch ein Verklemmen der Schleifelemente, wie dieses bei bekannten Köcherbürsten häufig auftritt, vermieden.
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 Kommutierungseinrichtung für eine elektrische Maschine mit zwei einander gegenüberliegenden Schleifelementhaltern,
Fig. 2: eine perspektivische Darstellung eines Schleifele- menthalters in Alleinstellung und
Fig. 3: eine ausschnittsweise Darstellung eines an einer Halterung aus Kunststoff festgelegten Schleifelementhalters .
Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In Fig. 1 ist eine Kommutierungseinrichtung 1 für eine elektrische Maschine gezeigt. Die Kommutierungseinrichtung 1 umfasst einen
Kommutator 2 zur drehfesten Anordnung an einer nicht gezeigten, den Kommutator 2 durchsetzenden Ankerwelle. Der Kommutator 2 umfasst eine Vielzahl von in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Lamellen 3, die voneinander elektrisch isoliert sind. Jede Lamelle 3 umfasst jeweils ein Hakenelement 4, mit dem die jeweilige Lamelle 3 mit einer nicht gezeigten Wicklung eines Ankerpaketes verbindbar ist.
Zum elektrischen Kontaktieren der Lamellen 3 sind zwei
Schleifelemente 5 (Kohlebürsten) aus Graphit vorgesehen, die mit jeweils einer Kupferlitze 6 an eine Spannungsquelle angeschlossen sind.
Die Schleifelemente 5 sind im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet und auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Kommutators 2 in jeweils einem Schleifelementhalter 7 gehalten. Sowohl die beiden Schleifelemente 5 als auch die beiden, jeweils als Stanzbiegeteil aus Federstahl ausgebildeten Schleifelementhalter 7 sind identisch ausgeformt .
In Fig. 2 ist ein Schleifelementhalter 7 in einer perspektivischen Darstellung in Alleinstellung gezeigt. Der als Stanzbiegeteil aus Federblech ausgebildete, einstückige Schleifelementhalter 7 umfasst einen Halter 8 für ein Schleifelement 5. Der Halter 8 besteht aus einer Ausstanzung 9 innerhalb eines dem Kommutator 2 zugewandten, ebenen Blechabschnittes 10 des Schleifelementhalters 7. Die Ausstanzung 9 ist so bemessen, dass in dieser ein Schleifelement 5 aufnehmbar ist.
Der Halter 8 umfasst vier Federbügel 11, die durch Einbringen der Ausstanzung 9 in den Blechabschnitt 10 und Umbiegen der sich ergebenden Laschen in Richtung von dem Kommutator 2 weg hergestellt sind. Die Federbügel 11, die zueinander um jeweils 90° versetzt angeordnet sind, liegen jeweils an einer Seitenfläche des quaderförmigen Schleifelementes 5 an und nehmen letzteres somit klemmend zwischen sich auf. Durch die Biegung der Federbügel 11 in Richtung von dem Kommutator 2 weg, wird eine Art Widerhakeneffekt erzielt, der eine Relativbewegung des Schleifelementes 5 zu dem Schleifelementhalter 7 verhindert. Zusätzlich zu den Federbügeln 11 umfasst der Halter 8 zwei Führungsbügel 12, die in Richtung des Kommutators 2 weisen und die die Aufgabe haben, das Schleifelement 5 im Halter 8 zu zentrieren. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass sich die geschwungenen, im Wesentlichen im Querschnitt S-förmigen,
Führungsbügel in eine von den Federbügeln 11 weg weisende Richtung erstrecken, so dass ein möglichst großer Abstand in Richtung der Längserstreckung der Schleifelemente 5 betrachtet zwischen den jeweiligen Anlagestellen der Führungsbügel 12 und der Federbügel 11 an dem Schleifelement 5 realisiert wird.
Der ebene radial innere Blechabschnitt 10 des Halters 8 des Schleifelementhalters 7 geht auf zwei in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Seiten 13, 14 in jeweils ein Federelement 15, 16 über. Sowohl das erste Federelement 15 als auch das zweite
Federelement 16 sind einteilig mit dem Halter 8 ausgebildet. Das in der Zeichnungsebene rechts unten angeordnete zweite Federelement 16 weist im Querschnitt eine Z-Form auf. Das erste Federelement 15 ist spiegelsymmetrisch zu dem Z-förmigen zweiten Federelement 16 in Bezug auf eine in Fig. 1 angedeutete Spiegelebene E ausgebildet und angeordnet, wobei die Spiegelebene E in Umfangsrichtung des Kommutators 2 gesehen mittig durch den Blechabschnitt 10 des Halters 8 verläuft und eine Längsmittelachse L der Kommutierungseinrichtung 1 (vgl. Fig. 1) in sich aufnimmt.
Beide Federelemente 15, 16 weisen einen endseitigen Bogenabschnitt 17, 18 auf, der ausgehend von dem Blechabschnitt 10 jeweils in einen Federarm 19, 20 übergeht, wobei die Federarme 19, 20 aufeinander zu in Richtung des Schleifelementes 5 gebogen sind. Die Federarme 19, 20 gehen in ihrem jeweiligen von dem Blechabschnitt
10 abgewandten Ende bogenförmig in jeweils einen Federabschnitt 21, 22 über, wobei sich die Federabschnitte 21, 22, ausgehend von dem zugehörigen Federarm 19, 20, in einander entgegengesetzte Umfangsrichtungen erstrecken. Die Federabschnitte 21, 22 sind in einer Parallelebene zu einer den Blechabschnitt 10 aufnehmenden
Ebene angeordnet. Die Federabschnitte 21, 22 wiederum gehen über in zylindrische Biegeösen 23, 24, die auf der dem Blechabschnitt 10 abgewandten Seite der Federabschnitte 21, 22 angeordnet und in Umfangsrichtung nach innen umgebogen sind. Alternativ ist eine Anordnung der Biegeösen 23, 24 auf der dem Blechabschnitt 10 zugewandten Seite der Federabschnitte 21, 22 realisierbar.
Durch den aus Fig. 2 ersichtlichen, symmetrischen Aufbau des
Schleifelementhalters 7, mit zwei in Umfangsrichtung beabstandeten, spiegelsymmetrischen und einstückig mit dem Halter 8 ausgebildeten, in diesem Ausführungsbeispiel Z-förmigen Federelementen 15, 16 wird ein konstanter, zentrischer Druckpunkt des aufgenommenen Schleifelementes 5 (vgl. Fig. 1) sowie ein geringer Bauraumbedarf bei einer gleichzeitig minimalen Geräuschentwicklung bei im Betrieb befindlicher elektrischer Maschine realisiert.
In Fig. 3 ist ein Ausschnitt eines Schleifelementhalters 7 gezeigt, der in einer Halterung 25 (Bürstenhalter) aus Kunststoff festgelegt ist. Zu erkennen ist die Biegeöse 23, die durch Warmverstemmen mit dem Kunststoffmaterial der Halterung 25 an der Halterung 25 festgelegt ist.

Claims

Ansprüche
1. Schleifelementhalter für eine Kommutierungseinrichtung (1) einer elektrischen Maschine, mit einem Halter (8) für ein Schleifelement (5) und mit einem ersten Federelement (15) zur Federkraftbeaufschlagung des Schleifelementes (5) in radialer Richtung dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Federelement (16) zur Federkraftbeaufschlagung des Schleifelementes (5) vorgesehen ist.
2. Schleifelementhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifelementhalter (7) einteilig, insbesondere aus Federstahl, vorzugsweise als Stanz-Biegeteil, ausgebildet ist.
3. Schleifelementhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (15, 16) spiegelsymmetrisch ausgebildet und/oder angeordnet sind.
4. Schleifelementhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Federelemente (15, 16) Z-förmig ausgebildet ist.
5. Schleifelementhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Federelement (15, 16) , vorzugsweise im Bereich seines jeweiligen freien Endes, Befestigungsmittel zum Festlegen des jeweiligen Federelementes (15, 16) aufweist.
6. Schleifelementhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel jeweils als Biegeöse (23, 24) ausgebildet sind.
7. Schleifelementhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (8) eine Ausstanzung (9) zur Aufnahme des Schleifelementes (5) und Klemmmittel zur klemmenden Halterung (25) des Schleifelementes (5) aufweist.
8. Schleifelementhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmmittel mehrere, vorzugsweise vier um jeweils 90° zueinander versetzte, Federbügel (11) aufweisen.
9. Schleifelementhalter nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (8) mindestens zwei, vorzugsweise einander gegenüberliegende, Führungsbügel (12) für das Schleifelement (5) aufweist.
10. Halterung, insbesondere aus Kunststoff, mit mindestens zwei an diesem festgelegten Schleifelementhaltern (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
11. Halterung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifelementhalter (7) an der Halterung (25) aus Kunststoff durch Warmverpressen festgelegt sind.
12. Elektrische Maschine, insbesondere Elektromotor oder Generator, gekennzeichnet durch einen Kommutator (2) mit mindestens einem Schleifelementhalter (7) nach einem der
Ansprüche 1 bis 10 und/oder mit einer Halterung (25) gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11.
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