DE102004050477A1

DE102004050477A1 - Kommutator mit integraler Ölschleuder- und- Rückgewinnungskonstruktion

Info

Publication number: DE102004050477A1
Application number: DE102004050477A
Authority: DE
Inventors: Attila London Simofi-liyes; Andrew London Lakerdas
Original assignee: Siemens VDO Automotive Inc
Current assignee: Continental Tire Canada Inc
Priority date: 2003-10-21
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2005-06-30
Also published as: US6979922B2; JP2005130695A; US20050082937A1

Abstract

Ein Kommutator 100 für einen Elektromotor enthält einen Körper 112 mit einander gegenüberliegenden Enden. Kommutatorstege 118 sind am Umfang des Körpers befestigt. Eine Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion 122 ist integral mit dem Körper ausgebildet und an einem der Enden des Körpers angeordnet. Die Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion 122 kelcht von dem einen Ende des Körpers nach außen und definiert eine durchgehend gekrümmte, ringförmige Fläche 124, die in einer ringförmigen Spitze 126 endet. Der Kommutator 100 ist zur Befestigung auf einer Welle 128 ausgeführt und angeordnet, wobei sich die Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion 122 neben einem Lager 132 befindet. Die Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion ist so ausgeführt und angeordnet, dass sie sich von dem Lager bewegendes und die ringförmige Fläche berührendes Öl in einer von dem einen Ende des Körpers weg verlaufenden Richtung ablenkt, wobei die ringförmige Spitze das Öl zum Lager zurück leitet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft einen Gleichstrom-Bürstenmotor, bei dem Schmiermittel in einer Anordnung mit offener Buchse verwendet wird, mit einer Konstruktion, die dazu vorgesehen ist, eine Schmiermittelwanderung aus der Buchse entlang der Welle auf eine Kommutatorfläche des Motors zu verhindern.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1 ist eine Ansicht einer herkömmlichen Ankeranordnung 10 eines Gleichstrommotors, die der Übersicht halber ohne die Wicklungen gezeigt wird. Ein Kommutator 12 und eine Ölschleuderscheibe 14 der Anordnung 10 sind in der Nähe eines Blechpakets 15 als zwei getrennte Teile/Komponenten vorgesehen. Die Ölschleuderscheibe 14 ist neben dem Kommutator auf einer Welle 16 angebracht und verhindert, dass von einer (nicht gezeigten) Buchse entlang der Welle wanderndes Öl den Kommutator berührt.
Die Bereitstellung einer getrennten Scheibe 14 führt zu zusätzlichen Teile- und Montagekosten und erhöht somit die Gesamtkosten der Ankeranordnung 10.
Demgemäß besteht Bedarf an der Bereitstellung einer Ankeranordnung zu reduzierten Kosten durch Integration einer Ölschleuder und -rückgewinnungskonstruktion in die Konstruktion des Kommutators.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, dem oben erwähnten Bedarf nachzukommen. Gemäß den Grundzügen der vorliegenden Erfindung wird dieses Ziel durch Bereitstellung eines Kommutators für einen Elektromotor erreicht. Der Kommutator weist einen Körper mit einander gegenüberliegenden Enden auf. Kommutatorstege sind am Umfang des Körpers befestigt. Eine Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion ist integral mit dem Körper ausgebildet und an einem der Enden des Körpers angeordnet. Die Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion kelcht von dem einen Ende des Körpers nach außen und definiert eine durchgehend gekrümmte, ringförmige Fläche, die in einer ringförmigen Spitze endet. Der Kommutator ist zur Befestigung auf einer Welle ausgeführt und angeordnet, wobei sich die Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion neben einem Lager befindet. Die Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion ist so ausgeführt und angeordnet, dass sie sich von dem Lager bewegendes und die ringförmige Fläche berührendes Öl in einer von dem einen Ende des Körpers weg verlaufenden Richtung ablenkt, wobei die ringförmige Spitze das Öl zum Lager zurück leitet.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung enthält ein Gleichstrommotor eine Welle, ein Lager, das einem Ende der Welle zugeordnet ist, um eine Drehung der Welle zu gestatten, einen das Lager bezüglich eines Endes des Motors haltenden Lagerhalter, Bürsten und einen mit der Welle zur Drehung damit verbundenen Kommutator. Der Kommutator enthält einen Körper mit einander gegenüberliegenden Enden. Kommutatorstege sind so am Umfang des Körpers befestigt, dass sie die Bürsten berühren. Die Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion ist integral mit dem Körper ausgebildet und an einem der Enden des Körpers angeordnet. Die Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion kelcht von dem einen Ende des Körpers nach außen und definiert eine durchgehend gekrümmte, ringförmige Fläche, die in einer ringförmigen Spitze endet. Der Lagerhalter definiert einen allgemein V-förmigen Kanal, der sich allgemein neben der ringförmigen Spitze befindet. Die Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion befindet sich neben dem Lager, um sich von dem Lager bewegendes und die ringförmige Fläche berührendes Öl in einer von dem einen Ende des Körpers weg verlaufenden Richtung abzulenken, wobei die ringförmige Spitze das Öl. zum V-förmigen Kanal und zum Lager zurück leitet.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sowie Betriebsverfahren und die Funktionen der verwandten Elemente der Konstruktion, die Kombination von Teilen und der wirtschaftliche Aspekt der Herstellung werden bei Betrachtung der folgenden ausführlichen Beschreibung und der angehängten Ansprüche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die alle einen Teil dieser Beschreibung bilden, ersichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszahlen auf gleiche Teile beziehen, wird die Erfindung verständlicher; in den Zeichnungen zeigen:
1 eine Ansicht einer herkömmlichen Ankeranordnung mit einer Ölschleuderscheibe, die neben einem Kommutator angebracht ist;
2 eine perspektivische Ansicht eines Kommutators mit einer integralen Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion gemäß den Grundzügen der Erfindung;
3 eine Querschnittsansicht des Kommutators nach 2;
4 eine vergrößerte Querschnittsansicht des Kommutators nach 2, der in der Darstellung auf einer Welle befestigt ist und Öl von einem Buchsen/Gleitlager ablenkt;
5 eine perspektivische Ansicht eines Kommutators mit einer integrierten Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion, die vor einem Bearbeitungsschritt gezeigt wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUS FÜHRUNGSFORM
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 wird ein allgemein bei 100 dargestellter Kommutator für einen Elektromotor gemäß den Grundzügen der Erfindung gezeigt. Der Kommutator 100 enthält einen Körper 112 aus elektrisch isolierendem Material mit einander gegenüberliegenden Enden 114 und 116. Mehrere Kommutatorstege 118 sind auf herkömmliche Weise am Umfang des Körpers 112 befestigt. Jeder Kommutatorsteg 118 enthält an einem Ende davon einen herkömmlichen Kommutatorhaken 120 zur Verbindung der Stege 118 mit den (nicht gezeigten) Motorwicklungen.
Bei der Ausführungsform ist eine Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion 122 am Ende 114 integral mit dem Körper ausgebildet. Die Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion 122 kelcht von dem Ende 114 des Körpers 112 nach außen und definiert eine durchgehend gekrümmte, ringförmige Fläche 124, die in einer ringförmigen Spitze 126 endet, deren Funktion unten erläutert wird. Der Durchmesser der ringförmigen Fläche 124 ist kleiner als der Durchmesser des Kommutators 100.
4 zeigt den Kommutator 100, der auf einer Welle 128 eines Elektromotors 111 zur Drehung mit der Welle 128 befestigt ist. Den Wicklungen wird durch auf herkömmliche Weise über den Kommutator 100 schleifende Bürsten 130 Gleichstrom zugeführt. Somit handelt es sich bei dem Motor 111 vorzugsweise um einen Gleichstrom-Dauermagnetbürstenmotor. Ein Buchsen/Gleitlager 132, das ein Ende der Welle 128 zur Drehung stützt, befindet sich neben der Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion 122 des Kommutators 100. Ein Buchsenhalter 134 hält das Buchsen/Gleitlager 132 in der Endkappe 136 des Motors fest. Die Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion 122 ist dazu ausgeführt und angeordnet, sich von dem Buchsen/Gleitlager 132 bewegendes und die ringförmige Fläche 124 berührendes Öl in einer von dem Ende 114 des Kommutatorkörpers 112 weg verlaufenden Richtung abzulenken, wobei die ringförmige Spitze 126 das Öl zum Buchsen/Gleitlager 132 zurück leitet.
Wie in 4 gezeigt, definiert der Buchsenhalter 134 einen allgemein V-förmigen Kanal 136, der dazu ausgeführt und angeordnet ist, durch die Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion 122 geschleudertes Öl aufzunehmen und zum Buchsen/Gleitlager 132 zurückzulenken. Insbesondere neigt das in 4 in gestrichelten Linien P gezeigte Öl dazu, aus dem Buchsen/Gleitlager 132 hinaus und entlang der Welle 128 zum Kommutator 100 zu wandern. Dieses Phänomen ist auf eine Kombination von verschiedenen Effekten (wie zum Beispiel Pumpwirkung, Temperatur- /Oberflächenspannung usw.) zurückzuführen. Bei Fehlen der Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion würde Öl weiter auf die Kommutatorfläche (die zu den Bürsten weisende Kommutatorfläche) wandern, was sich negativ auf die Kommutierungs- und Motorleistung auswirken würde. Der Kommutator 100 mit der integrierten Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion 122 leitet jedoch den Ölfluss zum Buchsen/Gleitlager 132 zurück und verursacht, dass an der Spitze 126 Ölpartikel/-tröpfchen zum V-förmigen Kanal 136 und zum Buchsen/Gleitlager 132 zurück geschleudert werden.
Diese Ölumlenkung wird aufgrund der Form der Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion 122 und der während der Ankerdrehung auf die Ölpartikel wirkenden Zentrifugalkraft erreicht.
Derzeitige Kommutatorform-/-herstellungsverfahren tragen möglicherweise der integrierten Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion 122 ohne Neukonzipierung des Formwerkzeuges und des Formverfahrens nicht Rechnung. Deshalb könnte der Kommutator 100' gemäß der Darstellung in 5 mit einer vorbearbeiteten Konstruktion 122' hergestellt werden, und die Endform der Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion 122 (wie in den 2 und 3 dargestellt) würde danach herausgearbeitet werden, und zwar entweder beim Schneiden der Kommutatorschlitze oder während der Montage des Ankers beim Schneiden der Kommutatorfläche.
Da die Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion 122 in den Kommutatorkörper 112 geformt oder hineingearbeitet wird, werden die zusätzlichen Teile- und Montagekosten beseitigt.
Die vorhergehenden bevorzugten Ausführungsformen sind zur Darstellung der Konstruktions- und Funktionsgrundzüge der vorliegenden Erfindung sowie zur Darstellung der Einsatzverfahren der bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden und können geändert werden, ohne von solchen Grundzügen abzuweichen. Deshalb enthält diese Erfindung alle Modifikationen, die von dem Schutzbereich der folgenden Ansprüche mit umfasst werden.

Claims

Kommutator für einen Elektromotor, der Folgendes umfasst: einen Körper mit einander gegenüberliegenden Enden, an einem Umfang des Körpers befestigte Kommutatorstege und eine mit dem Körper integral ausgebildete Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion, die an einem der Enden des Körpers angeordnet ist, wobei die Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion von dem einen Ende des Körpers nach außen kelcht und eine durchgehend gekrümmte, ringförmige Fläche definiert, die in einer ringförmigen Spitze endet, wobei der Kommutator zur Befestigung auf einer Welle ausgeführt und angeordnet ist, wobei die Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion dazu ausgeführt und angeordnet ist, sich von dem Lager bewegendes und die ringförmige Fläche berührendes Öl in einer von dem einen Ende des Körpers weg verlaufenden Richtung abzulenken, wobei die ringförmige Spitze das Öl wieder zurück zum Lager lenkt.
Kommutator nach Anspruch 1, bei dem die Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion und der Körper eine einzige, geformte Komponente sind.
Kommutator nach Anspruch 1, bei dem jeder Kommutatorsteg an einem seiner Enden einen Haken aufweist.
Kommutator nach Anspruch 1, bei dem die ringförmige Fläche einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser des Kommutators.
Kommutator nach Anspruch 1, bei dem der Körper aus einem elektrisch isolierenden Material besteht.
Gleichstrommotor mit Folgendem: einer Welle, einem Lager, das einem Ende der Welle zugeordnet ist, um eine Drehung der Welle zu gestatten, einem das Lager bezüglich eines Endes des Motors festhaltenden Lagerhalter, Bürsten und einem mit der Welle zur Drehung damit verbundenen Kommutator, der Folgendes umfasst: einen Körper mit einander gegenüberliegenden Enden, Kommutatorstege, die so am Umfang des Körpers befestigt sind, dass sie die Bürsten berühren, und eine an einem der Enden des Körpers angeordnete, mit dem Körper integral ausgebildete Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion, die von dem einen Ende des Körpers nach außen kelcht und eine durchgehend gekrümmte, ringförmige Fläche bildet, die in einer ringförmigen Spitze endet, wobei der Lagerhalter einen allgemein V-förmigen Kanal definiert, der sich allgemein neben der ringförmigen Spitze befindet, wobei sich die Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion neben dem Lager befindet, um sich von dem Lager bewegendes und die ringförmige Fläche berührendes Öl in einer von dem einem Ende des Körpers weg verlaufenden Richtung abzulenken, wobei die ringförmige Spitze das Öl zum V-förmigen Kanal und zum Lager zurück lenkt.
Motor nach Anspruch 6, bei dem die Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion und der Körper eine einzige, geformte Komponente sind.
Motor nach Anspruch 6, bei dem jeder Kommutatorsteg an einem seiner Enden einen Haken aufweist.
Motor nach Anspruch 6, bei dem die ringförmige Fläche einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser des Kommutators.
Motor nach Anspruch 6, bei dem, bei dem der Körper aus einem elektrisch isolierenden Material besteht.
Gleichstrommotor mit Folgendem: einer Welle, einem Lager, das einem Ende der Welle zugeordnet ist, um eine Drehung der Welle zu gestatten, einem Mittel zum Halten des Lagers bezüglich eines Endes des Motors, Bürsten und einem mit der Welle zur Drehung damit verbundenen Kommutator, der Folgendes umfasst: einen Körper mit einander gegenüberliegenden Enden, Kommutatorstege, die so am Umfang des Körpers befestigt sind, dass sie die Bürsten berühren, und ein an einem der Enden des Körpers angeordnetes, integral mit dem Körper ausgebildetes Ölschleuder- und Rückgewinnungsmittel, das von dem einen Ende des Körpers nach außen kelcht und eine durchgehend gekrümmte, ringförmige Fläche definiert, die in einer ringförmigen Spitze endet, wobei das Haltemittel einen allgemein V-förmigen Kanal definiert, der sich allgemein neben der ringförmigen Spitze befindet, wobei sich das Ölschleuder- und -rückgewinnungsmittel neben dem Lager befindet, um sich von dem Lager bewegendes und die ringförmige Fläche berührendes Öl in einer von dem einen Ende des Körpers weg verlaufenden Richtung abzulenken, wobei die ringförmige Spitze das Öl zum V-förmigen Kanal und zum Lager zurück lenkt.
Motor nach Anspruch 11, bei dem die Ölschleuder- und -rückgewinnungskonstruktion und der Körper eine einzige, geformte Komponente sind.
Motor nach Anspruch 11, bei dem jeder Kommutatorsteg an einem seiner Enden einen Haken aufweist.
Motor nach Anspruch 11, bei dem die ringförmige 6 Fläche einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser des Kommutators.
Motor nach Anspruch 11, bei dem der Körper aus einem elektrisch isolierenden Material besteht.