DE10043608A1 - Bürstenhalter für Kommutatormaschinen - Google Patents
Bürstenhalter für KommutatormaschinenInfo
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Abstract
Es wird ein Bürstenhalter für Kommutatormaschinen angegeben, der mehrere, zum kraftschlüssigen Aufsetzen auf einen Kommutator (18) der Kommutatormaschine ausgebildete Kommutatorbürsten (15) aufweist, 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. In jedem Bürstenköcher (12) ist als Montagehilfe ein Rückhalteglied (21) vorgesehen, das die federbelastete Kommutatorbürste (16) bei der Montage durch Formschluß am Bürstenköcher (12) zurückhält und nach der Montage freigibt. Zur Realisierung einer fertigungstechnisch sehr einfachen und montagezeitsparenden Montagehilfe ist das Rückhalteglied (20) integraler Teil des Bürstenköchers (12) und so ausgebildet, daß der Formschluß durch leichtes Kippen der Kommutatorbürste (15) im Bürstenköcher (12) herstellbar und durch Geraderichten wieder aufhebbar ist (Fig. 4).
Description
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 B1)
ein Zuleitungsanschluß für 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 federvorgespannte
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 daß er jeweils die Kommutatorbürste freigibt und
die Kommutatorbürsten insgesamt durch die
Bürstenandruckfedern auf die Kommutatorlamellen des
Kommutators aufgedrückt werden.
Der erfindungsgemäße Bürstenhalter hat den Vorteil, daß durch
die Nutzung des seitlichen Führungsspiels der
Kommutatorbürste in dem Bürstenköcher das Rückhalteglied
durch eine einfache Bearbeitungsmaßnahme am Bürstenköcher
selbst realisiert und damit ein Formschluß zwischen
Kommutatorbürste und Bürstenköchen hergestellt werden kann.
Dieser Formschluß, 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 gemäß eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels der Erfindung konstruktiv sehr einfach
dadurch realisieren, daß einerseits das Führungsspiel
zwischen Bürstenköcher und Kommutatorbürste so bemessen ist,
daß die Kommutatorbürste im Bürstenköcher eine Schrägstellung
einzunehmen vermag, in der die Bürstenachse mit der
Köcherachse einen kleinen spitzen Winkel einschließt, und daß
andererseits an einer der Köcherwände des Bürstenköchers eine
mit der Kommutatorbürste in deren Schrägstellung
zusammenwirkende Rastschulter ausgebildet ist.
Gemäß einer 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.
Gemäß alternativen 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 Kommutatorbürsten erfolgt von außen durch
die Köcherwand hindurch, wozu entsprechende
Durchgangsbohrungen oder Schlitze in der von der Rastschulter
begrenzten Vertiefung münden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die
Rastschulter in der Köcherwand so angeordnet, daß bei auf der
Rastschulter aufliegender Stirnseite der Kommutatorbürste ein
Teil der Stirnseite über den Bürstenaustrittsrand des
Bürstenköchers soweit vorsteht, daß beim 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 zurückgeschwenkt wird, daß ihre
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 Montagevorgänge
oder Hilfswerkzeuge zum Aufbringen einer Querkraft auf die
Kommutatorbürste können eingespart werden.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher
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 und 4 jeweils einen Längsschnitt eines
Bürstenköchers des Bürstenhalters in Fig. 1
und 2 mit Kommutatorbürste und
Bürstenandruckfeder in zwei
aufeinanderfolgenden Phasen des
Montagevorgangs,
Fig. 5 bis 7 jeweils einen Längsschnitt eines modifizierten
Bürstenköchers gemäß dreier weiterer
Ausführungsbeispiele.
Der in Fig. 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 einem
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
räumlich von der Endmontagestation der Kommutatormaschine
getrennt ist und der komplettierte Bürstenhalter 10 mit
vorgespannten Bürstenandruckfedern 16 noch längere
Transportstrecken zurücklegen muß.
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
der Montage des Bürstenhalters 10 aktiviert und bis zum
Einbau des Bürstenhalters 10 in die Kommutatormaschine
aktiviert 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, daß die Kommutatorbürste
15 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 Formschluß
herstellt. Die Rastschulter 21 erstreckt sich dabei über die
gesamte Breite der Köcherwand 123, so daß die schräggestellte
Kommutatorbürste 15 mit ihrer von der Bürstenandruckfeder 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. 23' 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 Kunststoffspritzteil ist zwecks
Entformung des Bürstenköchers 12 aus dem Spritzwerkzeug die
Vertiefung 23' bis zum Köcherboden 121 geführt und durchstößt
diesen. (Fig. 6 und 7)
Zwei Schritte des Montagevorgangs des Bürstenhalters 10 sind
in Fig. 3 und 4 schematisiert dargestellt. Nach Einlegen der
Bürstenandruckfeder 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 hin
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
Bürstenköcher 12 und der Kommutatorbürste 15 Formschluß
hergestellt, und in diesem Montagezustand der mit den
Kommutatorbürsten 15 und den Bürstenandruckfedern 16
ausgestatteten Bürstenköcher 12 kann der Bürstenhalter 10
weiter komplettiert und schließlich in die Kommutatormaschine
eingesetzt und dort festgelegt werden.
Ist die Montage beendet, so wird als letztes der Formschluß
zwischen Rückhalteglied 20 und Kommutatorbürste 15 in jedem
Bürstenköcher 12 dadurch aufgehoben, daß - wie dies in
Fig. 4-6 mit Pfeil 27 angedeutet ist - die Kommutatorbürste
15 mit einer Querkraft 27 durch die Aussparung 22 (Fig. 4)
oder durch die Bohrung 24 oder 25 (Fig. 5) oder durch den
Schlitz 28 (Fig. 6) hindurch beaufschlagt und mittels dieser
Querkraft 27 in Richtung zur gegenüberliegenden Köcherwand
124 geschoben wird. Dadurch wird die Kommutatorbürste 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 123 und das Rückhalteglied
20 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 angeordnet ist
und von der dem Bürstenaustrittsrand 125 zugekehrten, unteren
Nutflanke der nutartigen Vertiefung 23' gebildet ist. Durch
Einschieben der Kommutatorbürste 15 in den Bürstenköcher 12
durch eine außermittig angreifende, der Bürstenandruckfeder
16 entgegenwirkende Einschubkraft wird die Kommutatorbürste
15 wiederum mit ihrer freien Stirnseite 152 auf der
Rastschulter 21 festgelegt. Die Anordnung und Ausbildung der
Rastschulter 21 ist dabei so getroffen, daß ein Teil der
Seitenfläche der Stirnseite 152 der Kommutatorbürste 15 über
den Bürstenaustrittsrand 125 des Bürstenköchers 12 soweit
vorsteht, daß er 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
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. Durch
die Bürstenandruckfeder 16 wird nunmehr die Kommutatorbürste
15 auf die Kommutatorlamelle 17 des Kommutators 18
aufgedrückt.
Claims (10)
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 (15) 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 Formschluß mit der
Kommutatorbürste (15) die federbelastete
Kommutatorbürste (15) gegen Ausschieben aus dem
Bürstenköcher (12) blockiert, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rückhalteglied (20) integraler Teil des
Bürstenköchers (12) und so ausgebildet ist, daß der
Formschluß durch 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,
daß das Führungsspiel zwischen Bürstenköcher (12) und
Kommutatorbürste (15) so bemessen ist, daß die
Kommutatorbürste (15) im Bürstenköcher (12) eine
Schrägstellung einzunehmen vermag, in der die
Bürstenachse mit der Köcherachse einen kleinen spitzen
Winkel einschließt, und daß das 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,
daß die Rastschulter (21) sich nahe dem
Bürstenaustrittsrand (125) des Bürstenköchers (12) über
die gesamte Wandbreite der Köcherwand (123) erstreckt
und daß die 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, daß die Rastschulter (21) von dem dem
Bürstenaustrittrand (125) zugekehrten, unteren Rand
einer die Köcherwand (123) vollständig durchdringenden
Aussparung (22) gebildet ist.
5. Bürstenhalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rastschulter (21) von der dem
Bürstenaustrittsrand (125) zugekehrten, unteren Flanke
einer auf der Innenseite in die Köcherwand (123)
eingebrachten, nutartigen Vertiefung (23) gebildet ist.
6. Bürstenhalter nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch
gekennzeichnet, daß zum 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, daß in 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, daß die Rastschulter (21) so angeordnet
ist, daß bei auf der Rastschulter (21) aufliegender
Stirnseite (152) der Kommutatorbürste (15) ein Teil der
Stirnseite (152) über den Bürstenaustrittsrand (125) des
Bürstenköchers (12) soweit vorsteht, daß beim Fügen des
Bürstenhalters (10) mit dem Kommutator (128) letzterer
an die Stirnseite (152) der Kommutatorbürste anstößt.
9. Bürstenhalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die 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, dadurch
gekennzeichnet, daß das 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) der
Kommutatorbürste (15) zu der die Rastschulter (21)
tragenden Köcherwand (123) hin versetzt außermittig
angreift.
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