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Dokumentenidentifikation DE10309724A1 16.09.2004
Titel Halteeinrichtung für Schleifkontakte sowie Elektromotor
Anmelder Pierburg GmbH, 41460 Neuss, DE
Erfinder Önder, Ismail, 12159 Berlin, DE;
Fukumoto, Isao, 14167 Berlin, DE
Vertreter Patentanwälte von Kreisler, Selting, Werner et col., 50667 Köln
DE-Anmeldedatum 06.03.2003
DE-Aktenzeichen 10309724
Offenlegungstag 16.09.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.09.2004
IPC-Hauptklasse H01R 39/38
IPC-Nebenklasse H02K 5/14   H02K 15/14   
Zusammenfassung Ein Elektromotor, insbesondere ein Stellmotor für Kraftfahrzeuge, weist einen Gehäusekörper (28) auf, der den Elektromotor (40) umgibt. Der Gehäusekörper (28) ist mit einem Gehäusedeckel (12) verbindbar. In dem Gehäusedeckel (12) ist ein Halteelement (10) zum Halten von einem Schleifkontakt (22) vorgesehen. In einem Montagezustand wird der Schleifkontakt (22) durch eine Rasteinrichtung (20, 32, 34) in einem aufgespreizten Zustand gehalten. Sobald der Gehäusedeckel (12) im Wesentlichen montiert ist, erfolgt ein automatisches Lösen der Rasteinrichtung (20, 32, 34), so dass der Schleifkontakt (22) zur Anlage an einer Kontaktfläche (24) freigegeben wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Halteeinrichtung für Schleifkontakte sowie einen Elektromotor mit einer Halteeinrichtung für Schleifkontakte. Derartige Elektromotoren sind insbesondere als Stellmotoren für Kraftfahrzeuge und besonders für Drosselklappen geeignet.

In Kraftfahrzeugen eingesetzte Elektromotoren, die insbesondere im Motorraum angeordnet sind, weisen ein den Elektromotor schützendes Gehäuse auf. Das Gehäuse weist einen Gehäusekörper auf, der den Elektromotor umgibt und mit einem Gehäusedeckel verschließbar ist. Bei der Montage des Elektromotors müssen u.a. die Schleifkontakte, d.h. üblicherweise die Kohlebürsten, derart montiert werden, dass sie an entsprechenden Kontaktflächen des Läufers anliegen. Da die Kohlebürsten im Betrieb einer relativ hohen Abnutzung unterliegen, werden die Kohlebürsten beispielsweise durch eine Feder gegen die Kontaktflächen gedrückt, um den Verschleiß auszugleichen. Die Federn müssen somit während der Montage zusammengedrückt werden. Hierzu werden beispielsweise Spreizvorrichtungen verwendet. Derartige Spreizvorrichtungen werden zur Montage des Elektromotors durch eine speziell hierfür vorgesehene Öffnung im Deckel oder im Gehäuse eingeführt, um die Bürstenfeder zu spreizen. Nach der Montage wird die Spreizvorrichtung wieder aus der Öffnung herausgezogen. Derartige Spreizvorrichtungen sind schwer zu handhaben, so dass die Montage schwierig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Halteeinrichtung für Schleifkontakte sowie einen Elektromotor mit entsprechenden Halteelementen zu schaffen, durch die die Montage vereinfacht wird.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Halteeinrichtung gemäß Anspruch 1 sowie einen Elektromotor gemäß Anspruch 13.

Eine erfindungsgemäße Halteeinrichtung für Schleifkontakte, insbesondere für in Elektromotoren vorgesehene Schleifkontakte, wie Kohlebürsten, weist ein Halteelement auf. Das Halteelement trägt die Schleifkontakte und ist mit einem Gehäusedeckel bzw. einem Aufnahmeelement, dass die Halteelemente trägt, verbindbar. Bei dem Aufnahmeelement kann es sich um ein mit dem Elektromotor verbindbares Element handeln, dass beispielsweise anstatt oder zusätzlich zu einem Gehäusedeckel vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist mit dem Halteelement eine Rasteinrichtung verbunden. Die Rasteinrichtung ist derart ausgebildet, dass sie die Schleifkontakte zur Montage des Gehäusedeckels bzw. des Aufnahmeelements in einem Montagezustand hält. In dem Montagezustand sind die Schleifkontakte derart angeordnet, dass eine einfache Montage möglich ist, ohne dass beispielsweise zusätzlich eine Spreizvorrichtung oder dgl. erforderlich ist. Ferner ist die Rasteinrichtung erfindungsgemäß derart ausgebildet, dass bei im Wesentlichen aufgesetztem Gehäusedeckel bzw. bei einer im Wesentlichen montierten Aufnahmeeinrichtung die Schleifkontakte insbesondere automatisch freigegeben werden, insbesondere indem die Rasteinrichtung gelöst wird. Hierdurch gelangen die Schleifkontakte in Anlage mit Kontaktflächen, die insbesondere mit dem Motorläufer verbunden sind. Durch das erfindungsgemäße Halteelement ist die Montage erheblich vereinfacht.

Vorzugsweise ist das Halteelement als Federelement ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass das Halteelement zusätzlich zum Halten der Schleifkontakte in einem Montagezustand auch eine Federkraft auf die Schleifkontakte, wie die Kohlebürsten, ausüben kann und somit der elektrische Kontakt auch bei auftretendem Verschleiß gewährleistet ist.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Halteeinrichtung zusätzlich zum Halteelement ein Freigabeelement. Durch das Freigabeelement erfolgt das Lösen der Schleifkontakte aus dem Montagezustand, um die Schleifkontakte in Anlage mit den Kontaktflächen zu bringen. Das Freigabeelement dient somit insbesondere zum Lösen der Rasteinrichtung.

Besonders bevorzugt ist es, dass das Freigabeelement derart ausgebildet ist, dass es auf einen Federarm des Federelements oder einen Rastarm der Rasteinrichtung einwirkt. Durch das Freigabeelement wird somit bei der Montage beispielsweise ein Federarm oder ein Rastarm elastisch verformt, so dass die Rasteinrichtung gelöst wird.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Montage des Gehäusedeckels in axialer Richtung der Motorwelle. Vorzugsweise ist das bzw. sind die Halteelemente ebenfalls in axialer Richtung ausgerichtet. Insbesondere bei einem Halteelement mit Federarmen verlaufen diese im Wesentlichen in axiale Richtung. Insbesondere bei einer derartigen Ausführungsform der Erfindung ist das Freigabeelement vorzugsweise ringförmig oder teilringförmig ausgebildet und umgibt die Motorwelle zumindest teilweise. Vorzugsweise weist das Freigabeelement eine oder mehrere Rampen auf, so dass sich der Durchmesser eines ringförmigen Freigabeelements in axialer Montagerichtung vorzugsweise vergrößert. Dies hat zur Folge, dass ein Federarm des Halteelements elastisch verformt wird. Hierdurch erfolgt ein Lösen der Rasteinrichtung.

Ferner betrifft die Erfindung einen Elektromotor, insbesondere einen Stellmotor für Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise zum Betätigen von Drosselklappen. Der Elektromotor weist einen Gehäusekörper auf, der mit einem Gehäusedeckel verbindbar bzw. verschließbar ist. Ferner ist an einem Halteelement ein Schleifkontakt vorgesehen, wobei das Halteelement im Gehäusedeckel gehalten ist. Das Halteelement weist eine Rasteinrichtung auf, durch die der Schleifkontakt zur Montage in einem Montagezustand gehalten wird und bei im Wesentlichen aufgesetztem Gehäusedeckel den Schleifkontakt frei gibt, so dass dieser in Anlage mit Kontaktflächen, die insbesondere mit dem Motorläufer verbunden sind, gelangt.

Das Halteelement ist vorzugsweise Bestandteil der vorstehend beschriebenen Halteeinrichtung und vorzugsweise wie vorstehend beschrieben weitergebildet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

1 eine schematische Schnittansicht des Gehäusedeckels mit eingelegten Halteelementen,

2 einen schematischen Längsschnitt des Gehäusekörpers und des Gehäusedeckels mit gespannten bzw. aufgespreizten Halteelementen unmittelbar vor der Montage,

3 einen schematischen Längsschnitt des Gehäusekörpers und des Gehäusedeckels während der Montage,

4 einen schematischen Längsschnitt des Gehäusekörpers und des Gehäusedeckels in fertig montiertem Zustand,

5 eine Vergrößerung des Bereichs V in 2,

6 eine Vergrößerung des Bereichs VI in 3,

7 eine Vergrößerung des Bereichs VII in 4 und

8 eine schematische Draufsicht auf das Halteelement entlang der Linie VIII-VIII in 1.

Zwei als Federelement ausgebildete Halteelemente 10 sind in einen Gehäusedeckel 12 eingesetzt. Die Halteelemente 10 weisen zwei V-förmig zueinander angeordnete Federarme 14, 16 auf, die vorzugsweise aus einem Metallblech hergestellt und federnd ausgebildet sind. Der jeweils äußere Federarm 14 wird beispielsweise durch Verschweißen an dem freien Ende 18 mit dem Gehäusedeckel 12 verbunden. Ferner ist mit dem äußeren Federarm 14 ein in Richtung des zweiten inneren Federarms 16 weisender Rastarm 20 verbunden.

Die beiden inneren Federarme 16 halten an ihren Enden jeweils einen Schleifkontakt bzw. eine Kohlebürste 22. Die Schleifkontakte 22 liegen bei abgeschlossener Montage an einer Kontaktfläche 24 des Motorläufers 26 (4) an.

Vor dem Aufsetzen des Gehäusedeckels 12 auf einen Gehäusekörper 28 (2) werden die Halteelemente 10 vorgespannt, indem die Schleifkörper 22 zusammen mit den inneren Federarmen 16 bezogen auf eine Längsachse 30 nach außen gedrückt werden. Hierbei wird der untere Federarm 16 mit Hilfe des Rastarms 20 durch eine Rasteinrichtung in dem in 2 dargestellten Montagezustand gehalten. Die Rasteinrichtung (5) umfasst eine Rastnase 32 sowie einen Rasthaken 34. Die Rastnase ist an dem in Richtung des inneren Federarms 16 weisenden Ende des Rastarms 20 angeordnet und im dargestellten Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, dass es sich bei dem Rastarm 20 um ein elastisches Blechteil handelt, dessen Ende in Richtung des Schleifkontakts 22 um etwa 90° umgebogen ist. Der Rasthaken 34 ist in dem unteren Federarm 16 ausgebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine leichte Abwinklung eines Teils des Federarms 16. Die Abwinklung bzw. der Rasthaken 34 erstrecken sich nicht über die gesamte Breite des Federarms 16 (8), sondern sind im Wesentlichen mittig angeordnet, wobei sich an den Rasthaken 34 eine von dem Schleifkontakt 22 weg weisende Öffnung 36 anschließt. Durch die Öffnung 36 kann der Rastarm 20 und insbesondere die mit dem Rastarm 20 verbundene Rastnase 32 geführt werden. Selbstverständlich können Rasthaken 34 und Rastnase 32 auch jeweils an dem anderen Bauteil vorgesehen sein. Zum Halten der Schleifkontakte 22 in dem Montagezustand (2) wird der Schleifkontakt 22 zusammen mit dem Federarm 16 nach außen gedrückt bis die Rastnase 32 durch die Öffnung 36 hindurchragt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt sodann ein elastisches Verbiegen bzw. Verformen des Rastarms 20 in Richtung des Schleifkörpers 22 bis die Rastnase 32 unterhalb des Rasthakens 34 angeordnet ist. Sodann wird der nach außen auf den Schleifkontakt 22 wirkende Druck verringert, so dass der innere Federarm 16 von dem Rasthaken 34 in Zusammenwirkung mit der Rastnase 32, d.h. durch eine Rasteinrichtung, in dem Montagezustand gehalten ist. Selbstverständlich kann auch eine andere Ausgestaltung einer Rasteinrichtung vorgesehen sein.

In dem Montagezustand wird der Gehäusedeckel 12 sodann in Richtung eines Pfeils 38 (3) auf den Gehäusekörper 28 aufgeschoben. Innerhalb des Gehäusekörpers 28 ist ein Elektromotor 40 mit einer in Längsrichtung verlaufenden Welle 42 angeordnet. Auf der Welle 42 ist ein im dargestellten Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildetes Freigabeelement 44 vorgesehen. Das Freigabeelement 44 kann fest mit der Welle verbunden sein und kann somit gleichzeitig als axiale Lagefixierung des Motorläufers 26 dienen. Das Freigabeelement 44 (6) weist eine Rampe 46 auf. Diese bewirkt eine Vergrößerung des Durchmessers des Freigabeelements 44 in Montagerichtung. Beim Montieren des Gehäusedeckels 12 in Richtung des Pfeils 38 auf dem Gehäusekörper 28 gleitet der Schleifkontakt 22 entlang der Rampe 46 und wird hierbei nach außen gedrückt. Hierdurch wird die Reibung zwischen dem Rasthaken 34 und der Rastnase 32 (5) verringert bzw. die beiden Teile 32, 34 gelangen außer Eingriff. Da der Rastarm 20 im dargestellten Ausführungsbeispiel in Richtung des Schleifkontakts 22 zum Halten des Federarms 16 in dem Montagezustand elastisch vorgespannt wurde, schnappt der Rastarm in 5 nach rechts. Hierdurch ist die Rastverbindung zwischen dem inneren Federarm 16 und dem Rastarm 20 aufgehoben. Die Rastverbindung wird somit erfindungsgemäß bei der Montage automatisch gelöst.

Bei einer weiteren Montage des Gehäusedeckels 12 auf den Gehäusekörper 28 (4) werden die Schleifkontakte 22 auf die Kontaktfläche 24 geschoben. Da die Rastverbindung zwischen dem Federarm 16 und dem Rastarm 20 aufgehoben ist, drücken die Schleifkontakte 22 auf die Kontaktfläche 24. Auf Grund der elastischen Federwirkung des Halteelements 10 erfolgt ein automatischer Verschleißausgleich der Schleifkontakte 22. In diesem Zustand ist die Rastnase 32 innerhalb der Öffnung 36 bzw. außerhalb der Öffnung 36 – je nach Verschleiß des Schleifkontakts 22 – angeordnet und mit dem Rasthaken 34 nicht in Eingriff (7).

Ferner weist das Halteelement 10 von dem in einem Elektromotor je nach Anzahl der erforderlichen Schleifkontakte 22 eine entsprechende Anzahl vorhanden ist, zwei einander gegenüberliegende Laschen 48 auf. Bei den Laschen 48 handelt es sich um 90° gebogene Führungslaschen bezogen auf den Federarm 16. In montiertem Zustand greifen die Laschen bzw. Ansätze 48 in entsprechende im Gehäusedeckel 12 vorgesehene Taschen 50 (1) ein. Hierdurch ist ein Verdrehen der Halteelemente auch im Reversierbetrieb vermieden. Ferner werden durch die Laschen 48, deren Position auf die Taschen 50 bei geringen Toleranzen exakt abgestimmt ist, Führungsfunktionen bei der Schwenkbewegung übernommen.


Anspruch[de]
  1. Halteeinrichtung für Schleifkontakte (22), insbesondere für Elektromotoren, mit

    einem Halteelement (10), das einen Schleifkontakt (22) trägt und mit einem Gehäusedeckel (12) verbindbar ist und

    einer mit dem Halteelement (10) verbundenen Rasteinrichtung (32, 34),

    wobei die Rasteinrichtung (20, 32, 34) die Schleifkontakte (22) zur Montage des Gehäusedeckels (12) in einem Montagezustand hält und bei im Wesentlichen montiertem Gehäusedeckel (12) den Schleifkontakt (22) freigibt, so dass dieser in Anlage mit einer Kontaktfläche (24) gelangen kann.
  2. Halteeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Freigabeelement (44) zum Lösen der Rasteinrichtung (20, 32, 34).
  3. Halteeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (10) als Federelement ausgebildet ist.
  4. Halteelement nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (10) zwei Federarme (14, 16) aufweist, die im Wesentlichen in Montagerichtung (38) verlaufen.
  5. Halteelement nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteinrichtung (20, 32, 34) einen federnden Rastarm (20) aufweist.
  6. Halteelement nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteinrichtung (20, 32, 34) eine Rastnase (32) aufweist, die mit einem am Halteelement (10) oder dem Rastarm (20) vorgesehenen Rasthaken (34) zusammen wirkt.
  7. Halteelement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastarm (20) zum Halten des Schleifkontakts (22) im Montagezustand vorgespannt ist.
  8. Halteelement nach einem der Ansprüche 4–7, dadurch gekennzeichnet, dass das Freigabeelement (44) zum Lösen der Rasteinrichtung (20, 32, 34) auf den Rastarm (20) und/oder einen der Federarme (14, 16) einwirkt.
  9. Halteelement nach einem der Ansprüche 5–8, dadurch gekennzeichnet, dass das Freigabeelement (44) zum Lösen der Rasteinrichtung (20, 32, 34) einen Federarm (16) elastisch verformt, so dass sich der Rastarm (20), insbesondere die Rastnase (32) löst, insbesondere aus dem Rasthaken (34) herausgleitet.
  10. Halteelement nach einem der Ansprüche 2–9, dadurch gekennzeichnet, dass das Freigabeelement (44) ringförmig ist und eine Motorwelle (42) umgibt.
  11. Halteelement nach einem der Ansprüche 2–10, dadurch gekennzeichnet, dass das Freigabeelement (44) eine Rampe (46) aufweist, die zum Lösen der Rasteinrichtung (20, 32, 34) bei der Montage des Gehäusedeckels (12) einen der Federarme (16) elastisch verformt.
  12. Halteelement nach einem der Ansprüche 1–11, gekennzeichnet durch an dem Halteelement (10) vorgesehene Laschen (48), die insbesondere mit dem Gehäusedeckel (12) als Führungselement und Verdrehsicherung verbindbar sind, insbesondere in Ausnehmungen (50) im Gehäusedeckel (12) eingreifen.
  13. Elektromotor, insbesondere Stellmotor für Kraftfahrzeuge, mit

    einem den Elektromotor (40) umgebenden Gehäusekörper (28),

    einem mit dem Gehäusekörper (28) verbindbaren Gehäusedeckel (12),

    einem Schleifkontakt (22), der von einem Halteelement (10) im Gehäusedeckel (12) gehalten ist und

    einer mit dem Halteelement (10) verbundenen Rasteinrichtung (20, 32, 34), die den Schleifkontakt (22) zur Montage des Gehäusedeckels (12) in einem Montagezustand hält und bei im Wesentlichen montiertem Gehäusedeckel (12) den Schleifkontakt (22) freigibt, so dass dieser in Anlage mit einer Kontaktfläche (24) gelangt.
  14. Elektromotor nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Halteeinrichtung nach einem der Ansprüche 1–12.
Es folgen 6 Blatt Zeichnungen






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