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Dokumentenidentifikation WO0223682 21.08.2003
Titel Bürstenhalter für Kommutatormaschinen
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Gerstenberger, Jens, 30459 Hannover, DE
DE-Aktenzeichen 10193912
Vertragsstaaten AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW, AP, EA, EP, OA
Sprache des Dokument DE
WO-Anmeldetag 06.07.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/DE01/02514
WO-Veröffentlichungsnummer 0000223682
WO-Veröffentlichungsdatum 21.03.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.08.2003
IPC-Hauptklasse H01R 39/38

Beschreibung[de]

Bürstenhalter für Kommutatormaschinen

Stand der Technik jc,

Die Erfindung geht aus von einem Bürstenhalter für Kommutatormaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Fertigung und Montage von bekannten Bürstenhaltern wird ein Montagehilfsring verwendet, der beim komplettierten Bürstenhalter die federbelasteten Kommutatorbürsten in den Bürstenköchern zurückhält. Dieser Montagering wird beim Fügen des Bürstenhalters mit dem Kommutator oder Kollektor in der Kommutatormaschine entfernt und zur Montagestation zurücktransportiert.

Um den Montagehilfring einzusparen und dadurch zusammen mit dem Wegfall des Rücktransportes des Montagerings Fertigungsvorteile zu erreichen, weist bei einem bekannten Bürstenhalter der eingangs genannten Art (EP 0 741 438 Bl) ein Zuleitungsanschlußfür die Kommutatorbürste einen Halteabschnitt auf, der bei in den Bürstenköcher eingesetzter Kommutatorbürste und Bürstenandruckfeder die von der Bürstenandruckfeder abgekehrte Stirnseite der Kommutatorbürste übergreift und dadurch die federvorgespann-' ce Kommutatorbürste am Austritt aus dem Bürstenköcher hindert.

-Nach Fügen des Bürstenhalters in die Kommutatormaschine wird dieser Halteabschnitt in jedem der auf der -.Bürstenandruckplatte gehaltenen Bürstenköcher nach außen gebogen, so daßer jeweils die Kommutatorbürste freigibt und die Kommutatorbürsten insgesamt durch die Bürstenandruckfedern auf die Kommutatorlamellen des Kommutators aufgedrückt werden.

Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Bürstenhalter hat den Vorteil,

daßdurch die Nutzung des seitlichen Führungsspiels de.r Kommutatorbürste in dem Bürstenköcher das Rückhalteglied durch eine einfache Bearbeitungsmaßnahme am Bürstenköc-her selbst realisiert und damit ein Formschlußzwischen Kommutatorbürste und Bürstenköchen hergestellt werden kann. Dieser Formschlu, der ohne Einlegen eines zusätzlichen Bauteils in den Bürstenköcher erreicht wird, hält die vorgespannte Kommutatorbürste während der gesamten Montage zuverlässig im Bürstenköcher. Das Aufheben des Formschlusses nach dem Einbau des Bürstenhalters in die'Kommutatormaschine läßt sich dann in verschiedener Weise leicht bewerkstelligen.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im

Anspruch 1 angegebenen Bürstenhalters möglich.

Das Rückhalteglied läßt sich gemäßeines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung konstruktiv sehr einfach dadurch realisieren, daßeinerseits das Führungsspiel zwischen Bürstenköcher und Kommutatorbürste so bemessen ist, -daßdie Kommutatorbürste im Bürstenköcher eine Schrägstellung einzunehmen vermag, in der die Bürstenachse mit der - Köcherachse einen kleinen spitzen Winkel einschließt, und daßandererseits an einer der Köcherwände des Bürstenköchers eine mit der Kommutatorbürste in deren Schrägstellung zusammenwirkende Rastschulter ausgebildet ist.

Gemäßeiner vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die Rastschulter nahe dem Bürstenaustrittsrand des Bürstenköchers über die gesamte Wandbreite der Köcherwand, und die schräggestellte Kommutatorbürste stützt sich mit ihrer von der Bürstenandruckfeder abgekehrten Stirnseite auf der Rastschulter ab. Gemäßalternativen Ausführungsformen der Erfindung ist die Rastschulter von dem unteren Rand einer die Köcherwand vollständig durchdringenden Aussparung oder von der unteren Flanke einer an der Innenseite der Köcherwand eingebrachten, nutartigen Vertiefung gebildet. Die Herstellung und die Aufhebung des Formschlusses zwischen Kommutatorbürste und Bürstenköcher erfolgt durch Krafteinwirkung auf die freie Stirnseite der Kommutatorbürste bzw. auf die Seitenfläche der Kommutatorbürste, wobei zur Erzielung einer Schrägstellung die Einschubkraft zum Einschieben der Kommutatorbürste in den Bürstenköcher gegen die Kraft der Bürstenandruckfeder außermittig, und zwar zu der die Rastschulter tragenden Köcherwand hin versetzt, an der freien Stirnseite der Kommutatorbürste angreift. Die Krafteinwirkung auf die Seitenfläche der KommuLatorbürsten erfolgt von außen durch die Köcherwand hindurch, wozu entsprechende Durchgangsbohrungen oder Schlitze in der von der Rast5chulter 5 -begrenzten Vertiefung münden.

Gemäßeiner bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Rastschulter in der Köcherwand so angeordnet, daßbei auf der Rastschulter aufliegender Stirnseite der Kommutatorbürste ein Teil der Stirnseite über den Bürstenaustrittsrand des Bürstenköchers soweit vorsteht, daßbeim Fügen des Bürstenhalters mit dem Kommutator letzterer an die Stirnseite der Kommutatorbürste anstößt. Wird nunmehr der Kommutator weiter vorgeschoben,

so wird die Bürste von dem Kommutator leicht nach innen gedrückt, wobei sie durch die Kommutatorlamellen so zurückgeschwenk,t wird, daßihre Bürstenachse nahezu parallel zur Köcherachse ausgerichtet und dadurch die Stirnseite der Kommutatorbürsten von der Rastschulter abgezogen wird. Dadurch erfolgt vorteilhaft die Aufhebung des Formschlusses zwischen den Kommutatorbürsten und den einzelnen Bürstenköchern selbsttätig durch das Einschieben des Kommutators, und zusätzliche Montagevc>rgänge oder Hilfswerkzeuge zum Aufbringen einer Querkraft auf die Kommutatorbürste können eingespart werden, Zeichnung Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher 30 erläutert. Es zeigen jeweils in schematisierter Darstellung:

Fig. 1 ausschnittweise eine perspektivische Ansicht eines Kommutators einer Kommutatormaschine mIt eingebautem Bürstenhalter, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II - II in Fig. 1, Fig. 3 jeweils einen Längsschnitt eines und 4 Bürstenköchers des Bürstenhalters in Fig. 1 und 2 mit Kommutatorbürste und Bürstenandruckfeder in zwei aufeinanderfolgenden Phasen des Montagevorgangs, is Fig. 5 jeweils einen Längsschnitt eines modifizierten bis 7 Bürstenköchers gemäßdreier weiterer Ausführungsbeispiele.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele 20 Der in FiQ. 1 ausschnittweise in perspektivischer Darstellung und in Fig. 2 im Schnitt zu sehende Bürstenhalter 10 für eine ausschnittweise angedeutete Kommutatormaschine, z.B. für einen Gleichstrommotor, weist eine Bürstenplatte 11 auf, an der mindestens zwei um gleiche Umfangswinkel zueinander versetzte, radial ausgerichtete Bürstenköcher 12 befestigt sind. Jeder Bürstenköcher 12 ist kastenartig mit rechteckigem Querschnitt geformt und ist an einer Stirnseite mit e:Lnem Köcherboden 121 verschlossen. An einem der seitlichen Köcherwände 123 ist ein Rastnocken 126 angeformt, mit dem der Bürstenköcher 12 in eine Rastausnehmung 19 in der Bürstenplatte 11 eingesetzt und darin verrastet wird. Eine andere seitliche Köcherwand 122 ist mit einem vom Köcherrand aus mittig eingebrachten Längsschlitz 13 (Fig. 2) zur Durchführung einer Bürstenanschlußlitze 14 (Fig. 1) versehen.

-in den Bürstenköcher 12 ist eine Kommutatorbürste 15 eingesetzt, die mit relativ großem Spiel im Bürstenköcher 12 - axial. verschieblich geführt ist. Eine zwischen dem Köcherboden 121 und der diesem zugekehrten Stirnseite 151 der Kommutatorbürste 15 sich abstützende Bürstenandruckfeder 16 drückt nach Einbau des Bürstenhalters 10 die Kommutatorbürste 15 auf die Kommutatorlamellen 17 eines Kommutators 18 der Kommutatormaschine auf. Wie nicht weiter dargestellt ist, ist der Bürstenhalter 10 in der Kommutatormaschine über die Bürstenplatte 11 undrehbar festgelegt.

Bei der Fertigung der Kommutatormaschine wird der Bürstenhalter 10 als Kompletteinheit vormontiert und in die Kommutatormaschine eingesetzt, wobei bei automatischer Fertigung häufig die Vormontagestation des Bürstenhalters räiumlich von der Endmontagestation der Kommutatormaschine getrennt ist und der komplettierte Bürstenhalter 10 m:Lt vorgespannten Bürstenandruckfadern 16 noch längere Transportstrecken zurücklegen mu.

Um während der Montage die federbelasteten Kommutatorbürsten 15 in den Bürstenköchern 12 sicher zu halten, ist in jedem Bürstenköcher 12 ein Rückhalteglied 20 integriert, das ein Ausschieben der federbelasteten Kommutatorbürste 15 aus dem Bürstenköcher 12 blockiert. Dieses Rückhalteglied 20 wird bei 30 der Montage des Bürstenhalters 10 aktiviert und bis zum Einbau des Bürstenhalters 10 in die Kommutatormaschine aktivier-c gehalten und am Ende der Montage, also nach Festlegen des Bürstenhalters 10 in der Kommutatormaschine und Einbau des Kommutators 18,

wieder deaktiviert.

Zur Realisierung eines konstruktiv einfachen, montagezeitsparenden Rückhalteglieds 20 wird einerseits das zwischen Bürstenköcher 12 und Kommutatorbürste 15 vorhandene Spiel genutzt, das ausreichend ist, daßdie Kommutatorbürste eine Schrägstellung einzunehmen vermag, in der die Bürstenachse mit der Köcherachse einen kleinen spitzen Winkel einschließt (vgl. Fig. 3 und 4), und andererseits in einer Köcherwand 123 nahe dem Bürstenaustrittsrand 125 des Bürstenköchers 12 eine Rastschulter 21 vorgesehen, die durch leichtes Ankippen der Kommutatorbürste 15 mit der Kommutatorbürste 15 in deren Schrägstellung einen Formschlußherstellt. Die Rastschulter 21 erstreckt sich dabei über die gesamte Breite der Köcherwand 123, so daßdie schräggestellte Kommutatorbürste 15 mit ihrer von der Bürstenandruck'Leder 16 abgekehrten Stirnseite 152 auf der Rastschulter 21 aufliegen kann. Die Rastschulter 21 ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 - 4 von dem dem Bürstenaustrittsrand 125 zugekehrten, unteren Rand einer die Köcherwand 123 vollständig durchdringenden Aussparung 22 und im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und Fig. 6 von der dem Bürstenaustrittsrand 125 zugekehrten, unteren Nutflanke einer auf der Innenseite der Köcherwand 123 verlaufenden, nutförmigen Vertiefung 23 bzw. 23' gebildet. Im letztgenannten Fall ist in die Köcherwand 122 noch eine Durchgangsbohrung 24 (Fig. 5) oder ein am Bürstenaustrittsrand 125 des Bürstenköchers 12 frei endender Schlitz 28 (Fig. 6) eingebracht, die oder der in der Vertiefung 23 bzw. 231 mündet. Anstelle der Durchgangsbohrung 24 kann auch eine nahe der Vertiefung 23 verlaufende Durchgangsbohrung 25 vorgesehen werden, die in Fig. 5 strichliniert eingezeichnet ist. Zur Herstellung des Bürstenköchers 12 als Kunststofl-'spritzteil ist zwecks EntfLormung des Bürstenköchers 12 aus dem Spritzwerkzeug die Vertiefung 23' bis zum Köcherboden 121 geführt und dur'chstößt diesen. (Fig. 6 und'7) Zwei Schritte des Montagevorgangs des Bürstenhalters 10 sind in Fig. 3 und 4 schematisiert dargestellt. Nach Einlegen der Bürstenandruck,'L':'eder 16 in den Bürstenköcher 12 wird die Kommutatorbürste 15 unter Spannen der Bürstenandruckfeder 16 in den Bürstenköcher 12 eingeschoben. Zur Aktivierung-des Rückhalteglieds 20 wird dabei die Einschubkraft, die in Fig. 3 durch Pfeil 26 symbolisiert ist, an der freien Stirnseite 152 der Kommutatorbürste 15 außermittig angesetzt, und zwar zu der die Rastschulter 21 tragenden Köcherwand 123 bin versetzt.

Dadurch nimmt die Kommutatorbürste 15 eine in Fig. 3 und 4 dargestellte Schrägstellung innerhalb des Bürstenköchers 12 ein, und am Ende des Einschubvorgangs legt sich die Kommutatorbürste 15 mit ihrer Stirnseite 152 auf die Rastschulter 21 auf. Dieses Auflegen wird noch durch die Bürstenandruckfeder 16 unterstützt, da durch die Schrägstellung eine Kraftkomponente der Druckkraft der Bürstenandruckfeder 16 die Kommutatorbürste 15 seitlich -verschiebt. Damit ist zwischen dem Rückhalteglied 20 in dem Bürstenköcber 12 und der Kommutatorbürste 15 Formschlußhergestellt, und in diesem Montagezustand der mit den Kommutatorbürsten 15 und den Bürstenandruckfedern 16 ausgestatteten Bürstenköcher 12 kann der Bürstenhalte-r 10 weiter komplettiert und schließlich in die Kommutatormasch2Lne eingesetzt und dort festgelegt werden.

Ist die Montage beendet, so wird als letztes der Formschlußzwischen Rückhalteglied 20 und Kommutatorbürste 15 in jedem Bürstenköcher 12 dadurch aufgehoben, daßwie dies in Eig. 4 - 6 mit Pfeil 27 angedeutet ist - die Kommutatorbürste mit einer Querkraft 27 durch die Aussparung 22 (Fig. 4) oder durch die Bohrung 24 oder 25 (Fig. 5) oder durch den Schlitz 28 (Eig. 6) hindurch beaufschlagt und mittels dieser Querkraft 27 in Richtung zur gegenüberliegenden Köcherwand 124 geschoben wird. Dadurch wird die Kommultatorbürste 15 mit ihrer Stirnseite 152 von der Rastschulter 21 abgeschoben, und die Bürstenandruckfeder 16 legt die Kommutatorbürste 15 mit deren Stirnseite 152 auf die Kommutatorlamellen 17 des Kommutators 18 auf.

Das in Fig. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel eines im Längsschnitt dargestellten Bürstenköchers 12 mit Kommutatorbürste 15 ist insoweit modifiziert, als der Rastnocken 126 an der Köcherwand 223 und das Rückhalteglied an der Köcherwand 124, also umgekehrt wie in den Ausführungsbeispielen des Bürstenköchers in Fig. 1 - 5, angeordnet ist. Das Rückhalteglied 20 ist wiederum als Rastschulter 21 ausgebildet, die an der Köcherwand 124 am Bürstenaustrittsrand 125 des Bürstenköchers 12 angeorcinet ist und von der dem Bürstenaustrittsrand 125 zugekehrten, unteren Nutflanke der nutartigen Vertiefung 231 gebildet ist. Durch Einschieben der Kommutatorbürste 15 in den Bürstenköcher 12 durch eine außermittig angreifende, der Bürstenandruckfeder 16 entgegenwirkende Einschubkraft wird die Kommutatorbürste - irnseite 152 auf der 15-wiederum mit ihrer freien St Rastschulter 21 festgelegt. Die Anordnung und Ausbildung der Rastschulter 21 ist dabei so getroffen, daßein Teil der Seitenfläche der Stirnseite 152 der Kommutatorbürste 15 über den Bürstenaustrittsrand 125 des Bürstenköchers 12 soweit vorsteht, daßer in den Einschubbereich des Kommutators 18 hineinragt. Wird nunmehr nach Befestigen des Bürstenhalters 10 in der Kommutatormaschine der Kommutator 18 in Richtung Pfeil 27 in Fig. 7 eingeschoben, so stößt der Kommutator 18 10 mit seinem vorderen Rand gegen die Stirnseite 152 der Kommutatorbürste 15 und schiebt diese in den Bürstenköcher 12 hinein, wodurch sich die Kommutatorbürste 15 aufrichtet und deren Stirnseite 152 von der Rastschulter 21 abgleitet. Du-rch die Bürstenandruckfeder 16 wird nunmehr die Kommutatorbürste 15 auf die Kommutatorlamelle 17 des Kommutators 18 afgedrückt.


Anspruch[de]

Ansprüche 1. Bürstenhalter für Kommutatormaschinen, mit mehreren, zum kraftschlüssigen Aufsetzen auf einen Kommutator (18) der Kommutatormaschine ausgebildeten Kommutatorbürsten (15), von denen jeweils eine in einem Bürstenköcher (12) mit Spiel axial verschieblich geführt und von einer zwischen Bürstenköcher (12) und Kommutatorbürste (15) sich abstützenden Bürstenandruckfeder (16) in Ausschieberichtung aus dem Bürstenköcher (12) beaufschlagt ist, sowie mit einem als Montagehilfe im Bürstenköcher (12) enthaltenen Rückhalteglied (20), das durch nach der Montage aufhebbaren Formschlußmit der Kommutatorbürste (15) die federbelastete Kommutatorbürste (15) gegen Ausschieben'aus dem Bürstenköcher (12) blockiert, dadurch gekennzeichnet, daßdas Rückhalteglied (20) integraler Teil des Bürstenköcherä (12) und so ausgebildet ist, daßcler Formschlußdurch leichtes Kippen der Kommutatorbürste (15) im Bürstenköcher (12) gegen die Köcherachse herstellbar und durch Geraderichten der Kommutatorbürste (15) wieder aufhebbar ist.

2. BÜrstenhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßdas Führungsspiel zwischen Bürstenköcher (12) und Kommutatorbürste (15) so bemessen ist, daßdie Kommutatorbürste (15) im Bürstenköcher (12) eine Schrägstellung einzunehmen vermag, in der die Bürstenachse mit der Köcherachse einen kleinen spitzen Winkel einschließt, und daßdas Rückhalteglied (20) von' einer mit der Kommutatorbürste (15) in deren Schrägstellung zusammenwirkenden Rastschulter (21) gebildet ist, die in eine der Köcherwände (123) des Bürstenköchers (12) eingearbeitet ist.

3. Bürstenhalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daßdie Rastschulter (21) sich nahe dem Bürstenaustrittsrand (125) des Bürstenköchers (12) über die gesamte Wandbreite der Köcherwand (123) erstreckt und daßdie schräggestellte Kommutatorbürste (15) mit ihrer von der Bürstenandruckfeder (16) abgekehrten Stirnseite (152).auf der Rastschulter (21) aufliegt.

4. Bürstenhalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daßdie Rastschulter (21) von dem dem Bürstenaustrittrand (125) zugekehrten, unteren Rand einer die Köcherwand (123) vollstc'ndig durchdringenden Aussparung (22) gebildet ist.

5. Bürstenhalter nach Ans-Pruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daßdie Rastschulter (21) von der dem Bürstenaustrittsrand (125) zugekehrten, unteren Flanke einer auf der Innenseite in die Köcherwand (123) eingebra'chten, nutartigen Vertiefung (23) gebildet ist.

6. Bürstenhalter nach einem der Ansprüche 3 - 5, dadurch gekennzeichnet, daßzum Aufheben des Formschlusses zwischen Rastschulter (21) und Kommutatorbürste (15) auf die Kommutatorbürste (15) eine quer zur Köcherachse verlaufende Querkraft aufbringbar ist.

7. Bürstenhalter nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daßin der die Vertiefung (23, 23') tragenden Köcherwand (123) eine Durchgangsbohrung (24, 25) oder ein bis zum Bürstenaustrittsrand (125) hin offener Schlitz (28) eingebracht ist, die oder der in der Vertiefung (23, 23') mündet.

8. Bürstenhalter nach Anspruch 3 und 6 dadurch gekennzeichnet, daßdie Rastschulter (21) so angeordnet ist, daßbei auf der Rastschulter (21) aufliegender Stirnseite (152) der Kommutatorbürste (15) ein Tei.1 der Stirnseite (152) über den Bürstenaustrittsrand (125) des Bürstenköchers (12) soweit vorsteht, daßbeim Fügen des Bürstenhalters (10) mit dem Kommutator (128) letzterer an die Stirnseite (152) der Kommutatorbürste anstößt.

9. Bürstenhalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daßdie Rastschulter (21) an der in Fügerichtung des Kommutators (18) vorn liegenden Köcherwand (124) des Bürstenköchers (12) ausgebildet ist.

10. Bürstenhalter nach einem der Ansprüche 2 - 9, daclurch gekennzeichnet,

daßdas Kippen der Kommutatorbürste (15) mittels einer Einschubkraft (26) bewirkbar ist, die zum Einschieben der Kommutatorbürste (15) in den Bürstenköcher (12) gegen die Kraft der Bürstenandruckfeder (16) an der Stirnseite (152) Kommutatorbürste (15) zu der die Rastschulter (21) - tragenden Köcherwand (123) hin versetzt außermittig angreift.







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