WO2018130286A1 - Elektrische kontaktierungs-vorrichtung für einen elektromotor - Google Patents

Elektrische kontaktierungs-vorrichtung für einen elektromotor Download PDF

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WO2018130286A1
WO2018130286A1 PCT/EP2017/050586 EP2017050586W WO2018130286A1 WO 2018130286 A1 WO2018130286 A1 WO 2018130286A1 EP 2017050586 W EP2017050586 W EP 2017050586W WO 2018130286 A1 WO2018130286 A1 WO 2018130286A1
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WO
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spring
contacting device
electric motor
contacting
normal axis
Prior art date
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PCT/EP2017/050586
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French (fr)
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Werner Seichter
Michael Taubert
Thorsten Graf
Original Assignee
Schunk Gerhard Carbon Technology GmbH
IGARASHI MOTOREN GmbH
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Publication date
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    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
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    • 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
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    • H02K5/145—Fixedly supported brushes or brush holders, e.g. leaf or leaf-mounted brushes
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    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/18—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
    • H01R39/26—Solid sliding contacts, e.g. carbon brush

Definitions

  • the invention relates to a contacting device for an electric motor and an electric motor with such a contacting device.
  • the Litzenkohle comprises one of fine wires, in particular copper wires, plaited braid, which is pressed with the coal.
  • the assembly of the braid in the engine must be such that a sufficient contact pressure between the coal and the collector of the electric motor is maintained even when the coal is worn. Due to the manual assembly, the mobility of the braid with the coal depends on the manual skill and care of the installer.
  • a more reliable assembly is possible with leaf spring coals. In a leaf spring coal, a coal is pressed radially by means of a leaf spring to the commutator.
  • the invention has for its object to perform the contacting of a commutator in an electric motor robust and inexpensive.
  • a contacting device with the features specified in claim 1 and by an electric motor with the features specified in claim 13.
  • the essence of the invention is that a Needles ists- device comprises a spring element with a free spring leg on which a contact element for resilient contacting a commutator of an electric motor is provided, wherein the spring element in a plane oriented perpendicular to a base plate, a contacting plane arranged is.
  • the contacting level comprises a normal axis of the base plate. The normal axis is oriented in particular perpendicular to a plate surface of the base plate.
  • the base plate is also referred to as a brush bridge.
  • a vertical arrangement of the spring element on the base plate according to claim 2 allows an advantageous contact.
  • the known from the prior art leaf spring coals are arranged lying on a brush bridge, so extend within a plane which are oriented substantially parallel to the base plate and in particular perpendicular to the normal axis. Due to the arrangement of the spring element according to the invention it is ensured that even with wear of the contact element of the commutation and the contact surface, in particular their longitudinal length remain unchanged.
  • a contact element according to claim 3 enables an advantageous, in particular gas-tight, contacting.
  • a compound of the coal on the free spring leg according to claim 4 is particularly robust.
  • the coal is in particular made from a mixture of copper and coal / copper powder.
  • the free spring leg is in particular made of copper material to which the copper layer of the carbon can be advantageously welded.
  • a leaf spring according to claim 5 allows a mechanically stable response of the contact element. In an initial position, ie when the contact element is unworn, the free spring leg is oriented substantially parallel to the normal axis. Due to the wear of the contact element over the life of the electric motor, the free spring leg can be arranged with an inclination angle relative to the normal axis. It is essential that the inclination plane, in which the free spring leg is tilted, corresponds to the contacting plane containing the normal axis.
  • Lateral guide elements according to claim 6 ensure a reliable contact in the contacting plane.
  • the guide elements are arranged in particular on the base plate and in particular integrally formed on the base plate.
  • a choke coil according to claim 7 enables improved EMC
  • a holding web according to claim 8 ensures a robust and mechanically advantageous embodiment of the spring element.
  • An articulation of the free spring leg according to claim 9 ensures an advantageous travel in the contacting plane.
  • a spaced arrangement according to claim 10 ensures an advantageous contacting of the commutator by the contact element.
  • a one-piece design of the spring element according to claim 1 1 reduces the cost of manufacture and assembly of the spring element and thus the contacting device.
  • An electric motor according to claim 13 essentially has the advantages of the contacting device itself, to which reference is hereby made. It is essential that the contacting device is arranged in such an electric motor, in particular in a housing of the electric motor, that the normal axis is oriented parallel to the axis of rotation of the electric motor. This ensures that the commutation angle remains constant during the service life of the contacting device, that is, even when the contact elements wear off.
  • An electric motor according to claim 14 allows an advantageous Kontak- ting.
  • An embodiment of a contact surface according to claim 15 ensures a reliable, trouble-free operation of the electric motor over the entire life of the contact elements. Further advantages, details and features of the invention are explained below with reference to an embodiment according to the drawings. In this show:
  • Fig. 1 is an exploded perspective view of components of an electric motor according to the invention, a plan view of the contacting device of Figure 1, a sectional view along section line III - III in Fig. 2 and Fig. 3 corresponding, enlarged detail view with contacted commutator.
  • An electric motor 1 shown in FIG. 1 is a DC motor. For reasons of illustration, not all components of the electric motor 1 are shown.
  • the electric motor 1 comprises a rotary shaft 2 having a shaft 3, a rotor 4 and a commutator 5.
  • the commutator 5 is rotatably connected to the rotor 4 with respect to the axis of rotation 2.
  • the electric motor 1 has a contacting device 6.
  • the contacting device 6 is held on a housing cap 7, which is attachable to the housing, not shown, of the electric motor 1.
  • the contacting device 6 has a base plate 8 with a substantially flat plate surface 9. On the plate surface 9, an outer annular ridge 10 is integrally formed on the base plate 8. lowering right to the plate surface 9 is a normal axis 11 oriented in the electric motor 1, the contacting device 6 is arranged such that the normal axis 1 1 is oriented parallel and in particular concentric to the axis of rotation 2. The rotation axis 2 and the normal axis 1 1 coincide.
  • the spring elements 12 are attached on the base plate 8.
  • the spring elements 12 are cast in the plastic base material of the base plate 8.
  • the spring elements 12 are each made identical.
  • the spring elements 12 are relative to the normal axis 1 1 opposite one another, arranged mirror-symmetrically on the base plate 8.
  • the spring elements 12 are arranged with respect to the normal axis 1 1 diametrically opposite each other.
  • the spring elements 12 are each designed substantially U-shaped and arranged with the opening of the U of the plate surface 9 facing the base plate 8.
  • Each spring element 12 has a holding web 13, which is fastened to the base plate 8.
  • the holding web 13 extends in a direction which is oriented parallel to the normal axis 11.
  • a vertex 14 is provided at an opposite end of the base plate 8 end of the holding web 13.
  • the apex 14 connects a free spring leg 15 with the holding web 13.
  • the free spring leg 15 is pivotable about the apex 14 relative to the holding web 13.
  • the free spring leg 15 is arranged in a contacting plane, which comprises the normal axis 1 1.
  • the contacting plane corresponds to the sectional plane according to FIG. 3.
  • the vertex 14 is arranged approximately in the middle of the arc of the U according to FIG. Depending on the curvature of the arc, so the bending radius of the spring element 12, the apex 14 may also be arranged at a different position.
  • the holding web 13 has an integrally formed support leg 17.
  • the support leg 17 is designed substantially C-shaped and allows a support of the spring element 12 on the base plate 8.
  • the spring element 12 is designed as a leaf spring made of a metallic material, in particular of spring steel. The spring element 12 can be punched from a sheet metal blank and converted by bending into the desired, three-dimensional shape.
  • a construction space 18 is defined, which is unspent according to the Austechnologyangsbeispiel shown. It is conceivable to arrange a choke coil in the installation space 18 in order to improve the EMC interference suppression of the electric motor. In the space 18, the choke coil is space-saving and very compact. Additional space for the accommodation of the choke coil in the electric motor 1 dispensable.
  • the choke coil may be attached to the grand plate 8.
  • a contact element 16 is arranged at a vertex 14 opposite, free end of the free spring leg 15.
  • the contact element 16 is designed according to the embodiment shown as carbon, which is welded to the free spring leg 15. Along a direction parallel to the normal axis 1 1, the contact element 16 and the apex 14 are spaced from each other.
  • guide elements 21 are provided which are fixed to the base plate 8 and serve for lateral guidance of the free spring leg 15.
  • the guide elements 21 are designed web-like.
  • Each two constitussei ementc 21 are arranged laterally next to the spring element 12 in the region of the free spring leg 15.
  • the two Overlying guide elements 21 arranged on the spring element 12 provide a guide corridor for the spring movement of the free spring leg 15.
  • the spring elements 12 are free of stress, so not biased by a spring force arranged.
  • the mutually facing contact elements 16 of the opposite spring elements 12 are arranged with minimal distance from each other.
  • Fig. 4 the contacting of the commutator 5 by the contact elements 16 is shown schematically.
  • the contact elements 16 are unworn, there is a starting position. In this initial position, the spring elements 12 are maximally biased. The force acting on the respective contact element 16 spring force F is maximum. The travel, so the deflection of the free spring leg 15 in the unloaded position shown, is maximum.
  • Commutator 5 and the adjacent contact element 16 is formed, is constant with respect to a circumferential length about the central axis 11. Steering problem and deterioration of the engine performance, as they are known from radially pressed leaf springs of the prior art are excluded.
  • the contact surface 20 is designed substantially cylindrical-shaped and has a circumferential length and an axial length.
  • the axial length is parallel to the normal axis 11.
  • the circumferential length is oriented in the circumferential direction about the normal axis 1 1.
  • the free spring legs 15 are oriented substantially parallel to the normal axis 11.
  • An inclination angle is 0 °. It is also conceivable that the free spring legs 15 could be arranged in the starting position with a different angle of inclination from 0 °, which is in particular at most 10 °.

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Abstract

Eine Kontaktierungs-Vorrichtung für einen Elektromotor umfasst eine Grundplatte (8) mit einer Normalachse (11), mindestens ein an der Grundplatte (8) befestigtes Federelement (12) mit einem freien Federschenkel (15), ein an dem freien Federschenkel (15) angeordnetes Kontaktelement (16) zum federnden Kontaktieren eines Kommutators (5) des Elektromotors (1), wobei das Federelement (12) verursachte Federkraft (F) in einer Kontaktierungsebene angeordnet ist, die die Normalachse (11) umfasst.

Description

ELEKTRISCHE KONTAKTIERUNGS- VORRICHTUNG FÜR EINEN ELEKTROMOTOR
Die Erfindung betrifft eine Kontaktierungs- Vorrichtung für einen Elektro- motor sowie einen Elektromotor mit einer derartigen Kontaktierungs- Vorrichtung.
Für eine zuverlässige elektrische Verbindung in einem Elektromotor zwischen Kohlebürsten und einem Anschluss werden Litzenkohlen verwendet, die robust sind. Die Litzenkohlen werden manuell montiert. Montageaufwand und Montagekosten sind hoch. Die manuelle Montage birgt Qualitätsrisiken. Die Litzenkohle umfasst einen aus feinen Drähten, insbesondere Kupferdrähten, geflochtenen Zopf, der mit der Kohle verpresst ist. Die Montage des Zopfes im Motor muss derart erfolgen, dass ein ausreichender Kontaktdruck zwischen der Kohle und dem Kollektor des Elektromotors auch bei Abrieb der Kohle aufrechterhalten bleibt. Aufgrund der manuellen Montage ist die Beweglichkeit des Zopfes mit der Kohle abhängig von der manuellen Fertigkeit und Sorgfalt des Monteurs. Eine zuverlässigere Montage ist mit Blattfederkohlen möglich. Bei einer Blattfederkohle wird eine Kohle mittels einer Blattfeder radial an den Kommutator gedrückt. Infolge des Abriebs der Kohle ändert sich die Winkelposition der Kontaktfläche zwischen Kohle und Kommutator, der sogenannte Kommutierungswinkel. Dies kann zu Leistungsunterschieden des Elektromotors bei einem Drehrichtungswechsel führen. Es resultieren Risiken für eine Steuerelektronik, die die Klappenstellung eines Aktuators über den Elektromotor regelt. Infolge des Abriebs kann sich die Größe der Kontaktfläche ändern. Es besteht ein Risiko, dass statt ursprünglich einem, zwei Kollektorschlitze überdeckt und damit zwei anstelle einer Wicklung kurzgeschlossen werden. Die Leistung des Elektromotors ist dadurch verschlechtert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kontaktierung eines Kom- mutators in einem Elektromotor robust und unaufwendig auszuführen.
Diese Aufgabe ist gelöst durch eine Kontaktierungs- Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch einen Elektromotor mit den im Anspruch 13 angegebenen Merkmalen. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass eine Kontaktierungs- Vorrichtung ein Federelement mit einem freien Federschenkel aufweist, an dem ein Kontaktelement zum federnden Kontaktieren eines Kommutators eines Elektromotors vorgesehen ist, wobei das Federelement in einer senkrecht zu einer Grundplatte orientierten Ebene, einer Kontaktierungsebene, angeordnet ist. Die Kontaktie- rungsebene umfasst eine Normalachse der Grundplatte. Die Normalachse ist insbesondere senkrecht zu einer Plattenoberfläche der Grundplatte orientiert. Die Grundplatte wird auch als Bürstenbrücke bezeichnet.
Eine stehende Anordnung des Federelements an der Grundplatte gemäß Anspruch 2 ermöglicht eine vorteilhafte Kontaktierung. Die aus dem Stand der Technik bekannten Blattfederkohlen sind an einer Bürstenbrücke liegend angeordnet, also erstrecken sich innerhalb einer Ebene, die im Wesentlichen parallel zur Grundplatte und insbesondere senkrecht zur Normalachse orientiert sind. Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung des Federelements ist gewährleistet, dass auch bei einem Verschleiß des Kontaktelements der Kommutierungswinkel und die Kontaktfläche, insbesondere deren Um längs länge unverändert bleiben. Ein Kontaktelement gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine vorteilhafte, insbesondere gasdichte, Kontaktierung.
Eine Verbindung der Kohle am freien Federschenkel gemäß Anspruch 4 ist besonders robust. Die Kohle ist insbesondere aus einer Kupfer- und Kohle/Kupferpulver-Mischung hergestellt. Der freie Federschenkel ist insbesondere aus Kupfermaterial hergestellt, an dem die Kupferschicht der Kohle vorteilhaft angeschweißt werden kann. Eine Blattfeder gemäß Anspruch 5 ermöglicht eine mechanisch stabile An- federung des Kontaktelements. In einer Ausgangsposition, also wenn das Kontaktelement unverschlissen ist, ist der freie Federschenkel im Wesentlichen parallel zur Normalachse orientiert. Infolge des Verschleißes des Kontaktelements über die Lebensdauer des Elektromotors kann der freie Federschenkel mit einem Neigungswinkel gegenüber der Normalachse angeordnet sein. Wesentlich ist, dass die Neigungsebene, in der der freie Federschenkel neigbar ist, der Kontaktierungsebene entspricht, die die Normalachse enthält. Seitliche Führungselemente gemäß Anspruch 6 gewährleisten eine zuverlässige Kontaktierung in der Kontaktierungsebene. Die Führungselemente sind insbesondere an der Grundplatte angeordnet und insbesondere einstückig an der Grundplatte angeformt. Eine Drosselspule gemäß Anspruch 7 ermöglicht eine verbesserte EMV- Entstörung.
Ein Haltesteg gemäß Anspruch 8 gewährleistet eine robuste und mechanisch vorteilhafte Ausführung des Federelements. Eine Anlenkung des freien Federschenkels gemäß Anspruch 9 gewährleistet einen vorteilhaften Federweg in der Kontaktierungsebene. Eine beabstandete Anordnung gemäß Anspruch 10 sichert eine vorteilhafte Kontaktierung des Kommutators durch das Kontaktelement.
Eine einteilige Ausführung des Federelements gemäß Anspruch 1 1 reduziert den Aufwand für Herstellung und Montage des Federelements und damit der Kontaktierungs- Vorrichtung.
Mehrere Federelemente gemäß Anspruch 12 gewährleisten die Funktion des Elektromotors. Ein Elektromotor gemäß Anspruch 13 weist im Wesentlichen die Vorteile der Kontaktierungs- Vorrichtung selbst auf, worauf hiermit verwiesen wird. Wesentlich ist, dass die Kontaktierungs-Vorrichtung derart im Elektromotor, insbesondere in einem Gehäuse des Elektromotors, angeordnet ist, dass die Normalachse parallel zur Drehachse des Elektromotors orientiert ist. Dadurch ist gewährleistet, dass der Kommutierungswinkel während der Lebensdauer der Kontaktierungs-Vorrichtung, also auch bei einem Abrieb der Kontaktelemente, konstant bleibt.
Ein Elektromotor gemäß Anspruch 14 ermöglicht eine vorteilhafte Kontak- tierung.
Eine Ausführung einer Kontaktfläche gemäß Anspruch 15 gewährleistet einen zuverlässigen, störungsfreien Betrieb des Elektromotors über die gesamte Lebensdauer der Kontaktelemente hinweg. Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß der Zeichnungen näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung von Komponenten eines erfindungsgemäßen Elektromotors, eine Draufsicht auf die Kontaktierungs- Vorrichtung gemäß Fig 1, eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie III - III in Fig. 2 und eine Fig. 3 entsprechende, vergrößerte Detailansicht mit kontak- tiertem Kommutator.
Ein in Fig. 1 gezeigter Elektromotor 1 ist ein Gleichstrommotor. Aus Darstellungsgründen sind nicht alle Komponenten des Elektromotors 1 dargestellt. Der Elektromotor 1 umfasst eine eine Drehachse 2 aufweisende Welle 3, einen Rotor 4 und einen Kommutator 5. Der Kommutator 5 ist mit dem Rotor 4 bezüglich der Drehachse 2 drehfest verbunden.
Der Elektromotor 1 weist eine Kontaktierungs-Vorrichtung 6 auf. Die Kontaktierungs- Vorrichtung 6 ist an einer Gehäusekappe 7 gehalten, die an dem nicht gezeigten Gehäuse des Elektromotors 1 anbringbar ist.
Die Kontaktierungs-Vorrichtung 6 weist eine Grundplatte 8 mit einer im Wesentlichen ebenen Plattenoberfläche 9 auf. An der Plattenoberfläche 9 ist ein äußerer Ringsteg 10 einteilig an der Grundplatte 8 angeformt. Senk- recht zur Plattenoberfläche 9 ist eine Normalachse 11 orientiert, im Elektromotor 1 ist die Kontaktierungs-Vorrichtung 6 derart angeordnet, dass die Normalachse 1 1 parallel und insbesondere konzentrisch zur Drehachse 2 orientiert ist. Die Drehachse 2 und die Normalachse 1 1 fallen zusammen.
An der Grundplatte 8 sind zwei Federelemente 12 befestigt. Insbesondere sind die Federelemente 12 in dem Kunststoff-Grundwerkstoff der Grundplatte 8 eingegossen. Die Federelemente 12 sind jeweils identisch ausgeführt. Die Federelemente 12 sind bezogen auf die Normalachse 1 1 einander gegenüberliegend, spiegelsymmetrisch an der Grundplatte 8 angeordnet. Die Federelemente 12 sind bezüglich der Normalachse 1 1 diametral gegenüberliegend zueinander angeordnet.
Die Federelemente 12 sind jeweils im Wesentlichen U-förmig ausgeführt und mit der Öffnung des U der Plattenoberfläche 9 zugewandt an der Grundplatte 8 angeordnet. Jedes Federelement 12 weist einen Haltesteg 13 auf, der an der Grundplatte 8 befestigt ist. Der Haltesteg 13 erstreckt sich in einer Richtung, die parallel zur Normalachse 11 orientiert ist. An einem der Grundplatte 8 gegenüberliegenden Ende des Haltestegs 13 ist ein Scheitel 14 vorgesehen. Der Scheitel 14 verbindet einen freien Federschenkel 15 mit dem Haltesteg 13. Der freie Federschenkel 15 ist um den Scheitel 14 gegenüber dem Haltesteg 13 schwenkbar. Der freie Federschenkel 15 ist in einer Kontaktierungsebene angeordnet, die die Normal achse 1 1 umfasst. Die Kontaktierungsebene entspricht der Schnittebene gemäß Fig. 3. Der Scheitel 14 ist gemäß Fig. 3 etwa in der Mitte des Bogens des U angeordnet. In Abhängigkeit der Krümmung des Bogens, also des Biegeradius des Federelements 12, kann der Scheitel 14 auch an einer anderen Position angeordnet sein. An einer dem freien Federschenkel 15 abgewandten Rückseite weist der Haltesteg 13 einen einteilig angeformten Stützfuß 17 auf. Der Stützfuß 17 ist im Wesentlichen C-förmig ausgeführt und ermöglicht ein Abstützen des Federelements 12 an der Grundplatte 8. Das Federelement 12 ist als Blatt- feder ausgeführt aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Federstahl. Das Federelement 12 kann aus einem Blechzuschnitt gestanzt und durch Biegen in die gewünschte, dreidimensionale Form überfuhrt werden.
Unterhalb des U des Federelements 12 ist ein Bauraum 18 definiert, der gemäß dem gezeigten Ausführangsbeispiel unausgeftillt ist. Es ist denkbar, in dem Bauraum 18 eine Drosselspule anzuordnen, um die EMV-Entstö- rung des Elektromotors zu verbessern. In dem Bauraum 18 ist die Drosselspule platzsparend und besonders kompakt angeordnet. Zusätzlicher Bauraum für die Unterbringung der Drosselspule in dem Elektromotor 1 entbehrlich. Die Drosselspule kann an der Grandplatte 8 befestigt sein.
An einem dem Scheitel 14 gegenüberliegenden, freien Ende des freien Federschenkels 15 ist ein Kontaktelement 16 angeordnet. Das Kontaktelement 16 ist gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Kohle ausgeführt, die mit dem freien Federschenkel 15 verschweißt ist. Entlang einer Richtung parallel zur Normalachse 1 1 sind das Kontaktelement 16 und der Scheitel 14 beabstandet zueinander angeordnet.
Zur Begrenzung und/oder zur Führung des freien Federschenkels 15 in der Kontaktierungsebene sind Führungselemente 21 vorgesehen, die an der Grundplatte 8 befestigt sind und zur seitlichen Führung des freien Federschenkels 15 dienen. Die Führungselemente 21 sind stegartig ausgeführt. Jeweils zwei Führungsei ementc 21 sind seitlich neben dem Federelement 12 im Bereich des freien Federschenkels 15 angeordnet. Die beiden gegen- überliegend an dem Federelement 12 angeordneten Führungselemente 21 geben einen Führungskorridor für die Federbewegung des freien Federschenkels 15 vor. In der in Fig. 3 gezeigten Anordnung, also ohne ein Kontaktieren der Kontaktelemente 16 am Kommutator 5, sind die Federelemente 12 spannungsfrei, also nicht mit einer Federkraft vorgespannt, angeordnet. In dieser Anordnung sind die einander zugewandten Kontaktelemente 16 der gegenüberliegenden Federelemente 12 mit minimalen Abstand zueinander ange- ordnet. Durch Einfuhren des Kommutators 5 in einen von den gegenüberliegend angeordneten Kontaktelementen 16 gebildeten Spalt 19 werden die freien Federschenkel 15 mit den daran befestigten Kontaktelementen 16 jeweils zu dem zugehörigen Haltesteg 13 verlagert. Dadurch wird eine elastische Federkraft auf den freien Federschenkel 15 eingeprägt, mit der das jeweilige Kontaktelement 16 gegen den Kommutator 5 gedrückt wird. Die Federkraft wirkt in der Kontaktierungsebene.
In Fig. 4 ist die Kontaktierung des Kommutators 5 durch die Kontaktelemente 16 schematisch dargestellt. In dieser Anordnung, in der die Kontak- telemente 16 unverschlissen sind, liegt eine Ausgangsposition vor. In dieser Ausgangsposition sind die Federelemente 12 maximal vorgespannt. Die auf das jeweilige Kontaktelement 16 wirkende Federkraft F ist maximal. Der Federweg, also die Auslenkung des freien Federschenkels 15 in der gezeigten, unbelasteten Position, ist maximal.
Dadurch, dass die jeweilige Federkraft F. mit der die Kontaktelemente 16 gegen den Kommutator 5 gedrückt werden, in der Kontaktierungsebene gemäß Fig. 3 und 4 liegt, ist der Kommutierungswinkel über die Lebensdauer des Elektromotors und über die Lebensdauer der Federelemente 12 konstant. Auch die Kontaktfläche 20, die sich jeweils zwischen dem
Kommutator 5 und dem anliegenden Kontaktelement 16 ausbildet, ist bezüglich einer Umfangslänge um die Zentralachse 11 konstant. Steuerungs problemc und Verschlechterungen der Motorleistung, wie sie von radial angedrückten Blattfedern aus dem Stand der Technik bekannt sind, sind ausgeschlossen.
Die Kontaktfläche 20 ist im Wesentlichen zylinderaiantelförmig ausgeführt und weist eine Umfangslänge und eine Axiallänge auf. Die Axiallänge er- streckt sind parallel zur Normalachse 11. Die Umfangslänge ist in Um- fangsrichtung um die Normalachse 1 1 orientiert.
In der in Fig. 4 gezeigten Ausgangsposition der Federelemente 12 sind die freien Federschenkel 15 im Wesentlichen parallel zu der Normalachse 11 orientiert. Ein Neigungswinkel beträgt 0°. Es ist auch denkbar, dass die freien Federschenkel 15 in der Ausgangsposition mit einem von 0° verschiedenen Neigungswinkel angeordnet sein könnten, der insbesondere höchstens 10° beträgt.

Claims

Patentansprüche
1. Kontaktierungs-Vorrichtung für einen Elektromotor umfassend
a. eine Grundplatte (8) mit einer Normalachse (1 1 ),
b. mindestens ein an der Grundplatte (8) befestigtes Federelement
(12) mit einem freien Federschenkel (15),
c. ein an dem freien Federschenkel (15) angeordnetes Kontaktelement (16) zum federnden Kontaktieren eines Kommutators (5) des Elektromotors (1),
wobei die durch das Federelement (12) verursachte Federkraft (F) in einer Kontaktierungsebene angeordnet ist, die die Normalachse (1 1 ) umfasst.
2. Kontaktierungs-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Federelement (12) an der Grundplatte (8) stehend angeordnet ist.
3. Kontaktierungs-Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelemenl ( 16) als Koh- le ausgeführt ist.
4. Kontaktierungs-Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohle mit dem freien Federschenkel (15) verschweißt ist.
5. Kontaktierungs-Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (12) als Blattfeder ausgeführt ist, wobei insbesondere der freie Federschenkel (15) in einer Ausgangsposition im Wesentlichen parallel zur Normalachse (1 1 ) orientiert ist, wobei insbesondere ein Neigungswinkel des freien Federschenkels ( 15) gegenüber der Normalachse (1 1 ) höchstens 10°, insbesondere 5° und insbesondere 2°, beträgt.
6. Kontaktierungs-Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seitliche Führungselemente (21) zur Führung einer Federbewegung des freien Federschenkels (15).
7. Kontaktierungs-Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprü- che, gekennzeichnet durch eine Drosselspule zur EMV-Entstörung, wobei die Drosselspule insbesondere innerhalb eines von dem Federelement (12) festgelegten Bauraums (18) angeordnet ist.
8. Kontaktierungs-Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement ( 12) einen Haltesteg (13) aufweist mit dem das Federelement ( 12) an der Grundplatte (8) befestigt ist.
9. Kontaktierungs-Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekenn- zeichnet, dass der freie Federschenkel (15) an einem Scheitel (14) schwenkbar am Haltesteg (13) angelenkt ist.
10. Kontaktierungs-Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (16) und der Scheitel ( 14) entlang der Normalachse (1 1 ) beabstandet zueinander angeordnet sind.
1 1. Kontaktierungs-Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (12) einteilig ausgeführt ist.
12. Kontaktierangs- Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Federelemente (12) vorgesehen sind, die insbesondere in Umfangsrichtung zur Normalachse (1 1) parallelen Zentralachse gleich beabstandet zueinander angeordnet sind.
13. Elektromotor mit
a. einem Rotor (4),
b. einem mit dem Rotor (4) um eine Drehachse (2) des Elektromotors (1 ) drehfest verbundenen Kommutator (5),
c. einer Kontaktierungs- Vorrichtung (6) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Drehachse (2) parallel zur Normalachse (1 1) orientiert ist.
14. Elektromotor gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das
Kontaktelement (16) an dem Kommutator (5) anliegt, wobei eine Kontaktfläche (20) zwischen dem Kontaktelement (16) und dem Kommutator (5) angeordnet ist.
15. Elektromotor gemäß Ansprach 14, dadurch gekennzeichnet, dass die
Kontaktfläche (20) im Wesentlichen zylindermantelförmig ausgeführt ist und eine Axiallänge und eine Umfangslänge aufweist, wobei insbesondere die Umfangslänge unabhängig von der Neigung des freien Federschenkels (15) ist.
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