DE3912873C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleifbürsteneinheit mit Anschlüssen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 (US-PS 43 55 253).

Die US-PS 43 55 253 stellt eine Schleifbürsteneinheit mit Anschlüssen für einen Motoranlasser mit einem Motor mit Kollektor vor, welcher auf einer Läuferhohlwelle angeordnet ist. Die Schleifbürsteneinheit umfaßt weiterhin eine Trägerplatte mit zwei Längsflächen und einer Mittelöffnung zur Aufnahme des Kollektors des Motors. Auf einer der Längsflächen der Trägerplatte ist eine Vielzahl positiver und negativer Schleifbürsten angeordnet, welche radial zur Mitte der Mittelöffnung durch Federn gespannt sind. Desweiteren ist an der Trägerplatte eine Spannschraube angeordnet. An den beiden Seitenkanten der Trägerplatte sind schließlich elektrisch leitende und als Erdungsanschluß vorgesehene Metallplatten mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt angeordnet, wobei einer der U- Schenkel der Metallplatte auf der ersten Längsfläche mit einem Ende des von der negativen Schleifbürste kommenden Leitungsdrahtes verbunden ist. Um eine hohe Funktionssicherheit der Schleifbürsten zu gewährleisten, sind besondere Ausgestaltungen der Halterungen der Schleifbürsten auf der Trägerplatte vorgesehen. Darüber hinaus ist die Trägerplatte zum Anschluß des den Kollektor aufnehmenden Endes von dem Motor als Abschlußflansch ausgebildet. Feststehende Kontakte, welche den elektrischen Anschluß wie auch die gesamte Montage der Schleifbürsteneinheit zu vereinfachen helfen, sind bei dieser bekannten Schleifbürsteneinheit nicht vorhanden.

In der US-PS 37 45 393 ist eine Schleifbürsteneinheit offenbart, die im wesentlichen drei einzelne, zu einer Baueinheit zusammenzusetzende Bauteile umfaßt. Demzufolge sind zunächst eine ringscheibenförmige Platte sowie ein etwa ringscheibenförmiges, die Schleifbürsten tragendes Aufnahmeteil in ein etwa tropfförmiges Flanschteil einzusetzen und darin zu befestigen. Die auf diese Weise hergestellte Schleifbürsteneinheit läßt sich erst hiernach über das etwa tropfförmige Flanschteil an dem Gehäuse des Motors mit Kollektor anbringen bzw. anschrauben. Der Montageaufwand dieser Schleifbürsteneinheit ist daher insgesamt ausgesprochen hoch. Darüber hinaus sind bei dieser Schleifbürsteneinheit feststehende Kontrakte, die den Zusammenbau insgesamt noch zusätzlich erleichtern würden, nicht vorgesehen.

In der US-PS 42 30 962 ist eine Schleifbürsteneinheit als Teil einer Anordnung, bestehend aus einem Motor und einem Kollektor, beschrieben, an welcher in einem gesonderten Gehäuse ein Magnetspulenschalter angebracht ist. Die Schleifbürsteneinheit ist über eine Stiftschraube an der Anordnung, bestehend aus Motor und Kollektor, befestigt, die im Falle eines Bruches oder einer sonstigen Beschädigung ohne Schwierigkeiten ausgetauscht werden kann. Diese Schleifbürsteneinheit weist insofern eine ausgesprochen hohen Lebensdauer auf. Konstruktive Einzelheiten bezüglich der gegenseitigen Ankopplung von Schleifbürsteneinheiten und Magnetspulenschalter, die räumlich voneinander getrennt sind, gehen aus der US-PS 42 30 962 nicht hervor.

Darüber hinaus beschreibt die DE 35 29 208 A1 eine Schleifbürsteneinheit in einer umlaufenden elektrischen Maschine, die eine leitende Konsole umfaßt, an der ein aus Harz geformter Bürstenhalter fest angebracht ist. In dem Bürstenhalter sind Löcher vorgesehen, die als Kontaktfläche jeweils für einen kurzen, mit einer Schleifbürste in Verbindung stehenden Anschlußdraht dienen, wobei der eine Anschlußdraht durch das Harzmaterial des Bürstenhalters ragt und nach außen führt, während der andere Anschlußdraht mit der Außenseite der Konsole verbunden ist. Auf diese Weise soll eine komplizierte Verdrahtung vermieden werden.

Schließlich ist eine Schleifbürsteneinheit bekannt, die in einem herkömmlichen koaxialen Motoranlasser, wie in Fig. 1 gezeigt, montiert ist.

Dieser Motoranlasser umfaßt einen Gleichstrommotor 1 mit einer Läuferhohlwelle 2, die eine Innenbohrung 2a aufweist, und mit einem Magnetschalter 3 am rückwärtigen Ende des Gleichstrommotors 1. Der Magnetschalter 3 weist eine Kolbenstange 3a auf, die eine Schubstange 4 trägt, welche sich in die Innenbohrung 2a der Läuferhohlwelle 2 hinein erstreckt. Desweiteren weist der koaxiale Motoranlasser eine koaxial am vorderen Ende der Läuferhohlwelle 2 liegende Abtriebswelle 5 auf, deren hinteres Ende in die Innenbohrung 2a der Läuferhohlwelle eingesetzt ist und mit der Endfläche gegen das vordere Ende der Schubstange 4 in der Läuferhohlwelle 2 anliegt, so daß sich die Abtriebswelle 5 nach vorn bewegen läßt, wenn die Kolbenstange 3a des Magnetschalters 3 elektromagnetisch vorgeschoben wird.

Bei dem koaxialen Motoranlasser ist am hinteren Teil der Läuferhohlwelle 2 ein Kollektor 6 angeordnet, der mit einer Vielzahl von Bürsten 9 auf Bürstenträgern 8 im Schleifkontakt steht, wobei die Bürstenträger 8 auf einer Bürstenträgerplatte 7 unter Bildung einer Kollektorbaugruppe angebracht sind. Am rückwärtigen Ende der Kollektorbaugruppe und vor dem Magnetschalter 3 befindet sich eine Anschlußbaugruppe 12, in der zwei Spannschrauben 10 und 11 aus Kunstharz ausgeformt sind, wie Fig. 2 dies zeigt. Auf einer Seite dieser Anschlußbaugruppe 12 lassen sich zwei feststehende Kontakte 14 und 15 durch einen beweglichen Brückenkontakt 13 des Magnetschalters 3 miteinander verbinden. Diese feststehenden Kontakte 14 und 15 sind integral mit den Spannschrauben 10 und 11 ausgebildet und elektrisch mit diesen verbunden.

Gemäß Fig. 3 ist die Spannschraube 11 mit einer auf dem Fahrzeug angebrachten Batterie B über eine Verbindungsleitung 16 verbunden, während die Verbindungsleitung 17 zwischen der Spannschraube 11 und den positiven Bürsten 9 und einer Magnetspule 18 des Magnetschalters 3 eine Verbindung herstellt.

Aus Fig. 1 ist ein Ritzel 19 ersichtlich, das am vorderen Ende der Abtriebswelle 5 angeordnet ist und mit einem (nicht dargestellten) Motorzahnkranz durch die hin- und hergehende Bewegung der Abtriebswelle 5 in und außer Eingriff bringbar ist, während zur Untersetzung der Drehbewegung der Läuferhohlwelle 2 ein Planeten-Untersetzungsgetriebe 20 vorgesehen ist, und zur Übertragung der Abtriebs-Drehbewegung des Planeten- Untersetzungsgetriebes 20 auf die Abtriebswelle 5 und zur Verhinderung einer Rückübertragung der Drehbewegung der Abtriebswelle 5 auf den Gleichstrommotor 1 eine Freilaufkupplung 21 vorgesehen ist.

In dem vorbeschriebenen koaxialen Motoranlasser handelt es sich jedoch bei der Bürstenträgerplatte 7 und der Anschlußbaugruppe 12, die den Kollektor des Gleichstrommotors 1 darstellt, um getrennte Baugruppen, so daß zunächst die Bürstenträgerplatte 7 auf dem rückwärtigen Ende des Ständers bzw. Stators 1 des Gleichstrommotors 1 montiert und mit Hilfe des hinteren Befestigungsarms 1b gehalten werden muß, worauf dann erst die Anschlußbaugruppe 12 und der Magnetschalters 3 in der genannten Reihenfolge auf dem rückwärtigen Abschnitt des hinteren Befestigungsarms 1b angeordnet werden und der Magnetschalter 3 mit Hilfe des Schraubenbolzens 22 am vorderen Befestigungsarm 1c befestigt wird. Aus diesem Grunde ist die Montage sehr mühsam und umständlich, während sich darüber hinaus viele Verdrahtungen außerhalb des Außenumfangs des Maschinenrahmens befinden und den einfachen Einbau des Anlassers am Motor behindern, da die elektrische Verbindung zwischen der positiven Bürste 9 und einem der feststehenden Kontakte 14 dadurch hergestellt werden muß, daß die Verbindungsleitung 17 von der Bürste 9 zu der aus dem Anlasserrahmen vorstehenden Spannschraube 10 geführt wird, während der Anschlußabschnitt der Stromspule 18 des Magnetschalters 3 ebenfalls mit der Spannschraube 10 verbunden werden muß. Dazu kommt, daß der koaxiale Anlasser zwar so weiterentwickelt wurde, daß sich seine Ausbildung in einer im allgemeinen zylindrischen Form vereinfachen läßt, um auf diese Weise die Auslegung und Konstruktion des Motorraums eines Kraftfahrzeugs zu vereinfachen und zu verbessern, daß aber die beiden vorgenannten Spannschrauben aus dem Anlasserrahmen hervorstehen und damit wieder die Vereinfachung und hohe Leistung bei der Konstruktion zum Teil zunichte machen.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schleifbürsteneinheit mit Anschlüssen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 weiterzuentwickeln, die funktionssicher, unaufwendig hinsichtlich ihrer Konstruktion und ausgesprochen einfach bezüglich ihrer Montage ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Auf diese Weise sind bei der erfindungsgemäßen Schleifbürsteneinheit mit Anschlüssen auf der Trägerplatte Schleifbürsten, ein Paar feststehender Kontakte zum Ein- und Ausschalten des Elektromotors sowie eine Spannschraube und ein Anschlußklemmenteil befestigt, wobei letzteres jeweils mit einem feststehenden Kontakt in Verbindung stehen. Insofern gestaltet sich der Zusammenbau der Schleifbürsteneinheit sehr einfach. Da der von der positiven Schleifbürste kommende Stromleiter mit dem Anschlußklemmenteil verbunden ist, das seinerseits wiederum mit einem der feststehenden Kontakte in elektrischer Verbindung steht, lassen sich die meisten Anschlußdrähte im Inneren des Gehäuses des Motoranlassers unterbringen. Da außerdem nur eine einzige Spannschraube aus dem Gehäuse des Motoranlassers vorsteht, wird die Montage des kompletten Verbunds am Motor insgesamt noch zusätzlich vereinfacht.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus Patentanspruch 2.

Nachstehend wird nun die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines herkömmlichen koaxialen Motoranlassers;

Fig. 2 eine Darstellung der Bürsten und der Spannschrauben bei einem herkömmlichen koaxialen Motoranlasser;

Fig. 3 ein Schaltschema des Anlassermotors;

Fig. 4 eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schleifbürsteneinheit mit Anlasser;

Fig. 5 eine Rückansicht der Schleifbürsteneinheit aus Fig. 4;

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Schleifbürsteneinheit aus Fig. 4;

Fig. 7 eine Ansicht auf die Schleifbürsteneinheit aus Fig. 4, von unten;

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII aus Fig. 5;

Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX aus Fig. 4, mit der Darstellung eines koaxialen Motoranlassers mit der erfindungsgemäßen Schleifbürsteneinheit mit An­ schlüssen;

Fig. 10 eine Seitenansicht im Schnitt entlang der Linie X-X aus Fig. 4, die den koaxialen Motoranlasser aus Fig. 9 veranschaulicht.

Fig. 4 bis 8 zeigen jeweils ein Ausführungsbeispiel der er­ findungsgemäßen Schleifbürsteneinheit mit Anschlüssen 30, während Fig. 9 und 10 jeweils einen koaxialen Motoranlasser 50 zeigen, der mit der erfindungsgemäßen Schleifbürstenein­ heit 30 gemäß Fig. 4 bis 8 ausgerüstet ist. Insbesondere sind die einzelnen Teile des koaxialen Motoranlassers 50 in Fig. 9 und 10, die denen bei einem herkömmlichen koaxialen Motoran­ lasser gemäß Fig. 1 und 2 gleichen oder diesen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen ausgewiesen, so daß auf ihre Beschreibung hier verzichtet wird.

Die Schleifbürsteneinheit 30 umfaßt bei diesem Ausführungs­ beispiel eine Trägerplatte 32 mit zwei größeren bzw. Längs­ flächen 32a und 32b und mit einer Mittelöffnung 31 zur Auf­ nahme des Kollektors 6 des Gleichstrom-Anlassermotors 1. Die Trägerplatte 32 besteht aus einem elektrisch nichtleitenden Kunststoff; auf ihr ist eine Spannschraube 33 angeordnet, während ein Anschlußklemmenteil 34 an ihr befestigt ist. Die Spannschraube 33 ist am unteren Ende im geformten Kunststoff der Oberkante der Trägerplatte 32 eingelassen. Das Anschluß­ klemmenteil 34 ist ebenfalls ein angeformtes Teil mit einem Querschnitt in Form eines umgekehrten "L", das an der Unter­ kante der Trägerplatte 32 befestigt ist. Auf der ersten Längsfläche 32a der Trägerplatte ist eine Vielzahl positiver Schleifbürsten 35a und negativer Schleifbürsten 35b ange­ bracht. Diese positiven und negativen Schleifbürsten 35a und 35b sind radial um die Mittelöffnung 31 angeordnet und werden radial nach innen durch Federn 36 so gespannt, daß sie mit dem Kollektor unter Druck in Kontakt kommen, wenn dieser in die Mittelöffnung 31 eingesetzt wird.

Auf der anderen beziehungsweise der zweiten Längsfläche 32b der Trägerplatte befindet sich ein Paar feststehender Kontak­ te 37 und 38 auf diametral einander gegenüberliegenden Seiten der Mittelöffnung 31. Wie aus Fig. 8 besonders deutlich er­ kennbar wird, sind die feststehenden Kontakte 37 und 38 inte­ gral mit der Spannschraube 33 bzw. dem Anschlußklemmenteil 34 ausgebildet und stellen jeweils eine Verlängerung derselben dar, während sie von der zweiten Längsfläche 32b der Träger­ platte 32 aus nach hinten überstehen. Auf diese Weise dient die Spannschraube 33 zum Anschluß des feststehenden Kontakts 37, während das Anschlußklemmenteil 34 für den Anschluß des feststehenden Kontakts 38 vorgesehen ist, und beide festste­ henden Kontakte 37 und 38 als feste Kontakte eines Haupt­ schalters des Anlassermotors 1 ausgebildet sind.

Fig. 8 veranschaulicht besonders deutlich, daß das Anschluß­ klemmenteil 34 ein Unterteil 34a aufweist, über welches es mit der Trägerplatte 32 verbunden ist, während sich vom vor­ deren Ende des Unterteils aus eine Befestigungslasche 34b nach unten erstreckt. Das Unterteil 34a und die Befestigungs­ lasche 34b weisen jeweils eine Gewindeöffnung 39a bzw. 39b auf. Auf der Befestigungslasche 34b befindet sich ein Verbin­ dungsstück 40 mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt, das mit Hilfe einer Schraube 41 gesichert wird, die sich durch die Bohrung 42 erstreckt und in das Gewinde in der Gewin­ deöffnung 39 in der Befestigungslasche 34b eingreift. Das Verbindungsstück 40 ist beispielsweise durch Verschweißen an beiden Enden mit den Enden von Stromleitern 43 elektrisch verbunden, die ihrerseits wiederum mit den positiven Schleif­ bürsten 35a verbunden sind.

An beiden Seitenkanten der Trägerplatte 32 befinden sich elektrisch leitende Metallplatten 44 mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt, wobei einer der U-Schenkel der Me­ tallplatte 44 auf der ersten Längsfläche 32a mit einem Ende des von der negativen Schleifbürste 35b kommenden Leitungs­ drahts 45 verbunden ist. Im anderen U-Schenkel der Metall­ platte 44 auf der zweiten Längsfläche 32b ist eine Gewinde­ bohrung 46 ausgebildet, die in die Trägerplatte 32 aus Kunst­ harz hineinragt. Diese Gewindebohrung 46 dient zum Einsetzen einer Schraube 47 (vgl. Fig. 9) zur Befestigung der Schleif­ bürsteneinheit mit ihren Anschlüssen 30 auf dem hinteren Be­ festigungsarm 1b des Motoranlassers. Die Metallplatte 44 dient außerdem als Erdungsanschluß für die Einheit, wenn die­ se am hinteren Befestigungsarm 1b des Rahmens der Anlasser­ einheit befestigt und elektrisch damit verbunden wird.

Nachstehend wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 9 und 10 der Fall beschrieben, bei dem die Schleifbürsteneinheit 30 mit ihren Anschlüssen in vorbeschriebener Weise in einem koaxia­ len Motoranlasser montiert ist. Fig. 9 zeigt dabei im Schnitt entlang der Linie IX-IX den koaxialen Motoranlasser 50, bei dem die Schleifbürsteneinheit 30 aus Fig. 4 deutlich zu er­ kennen ist. Dabei ist die Schleifbürsteneinheit 30 im Inneren des Anlassers so angeordnet, daß sie zwischen dem Stator 1a des Gleichstrommotors 1 und dem hinteren Befestigungsarm 1b eingesetzt ist, während der Kollektor 6 in die Mittelöffnung 31 der Trägerplatte 32 eingesetzt ist. Bei dieser Anordnung steht die durch den hinteren Befestigungsarm 1b in die Gewin­ debohrung 46 in der Metallplatte 44 und durch die Trägerplat­ te 31 verlaufende Schraube 47 in Eingriff mit dem Kollektor.

Danach wird der Magnetschalter 3 am hinteren Abschnitt des hinteren Befestigungsarms 1b angebracht. Zu diesem Zeitpunkt wird auch ein Metallteil 18a, das mit dem Anschlußdraht der Stromspule 18 des Magnetschalters 3 verbunden ist, mit Hilfe einer Schraube 48 am Unterteil 34a des Anschlußklemmenteils 34 der Schleifbürsteneinheit 30 befestigt. Die Schraube 48 kann an entsprechender Stelle auf dem hinteren Befestigungsarm 1b in der Weise ausgebildet sein, daß sie in das Gewinde in der Gewindebohrung 49 unter Zuhilfenahme eines Schraubendrehers eingedreht werden kann, der durch eine Vertiefung eingeführt wird, die normalerweise durch eine Abschlußkappe 51 verdeckt ist. In dieser Stellung erstreckt sich das Paar feststehende Kontakte 37 und 38 der Schleifbürsteneinheit 30 aus der Mittelöffnung des hinteren Befestigungsarms 1b in der Weise nach außen, daß über einen beweglichen Brückenkontakt 13 des Magnetschalters 3 eine Verbindung mit ihnen herstellbar ist.

Claims (2)

1. Schleifbürsteneinheit mit Anschlüssen für einen Motoranlasser mit einem Motor mit Kollektor, der auf einer Läuferhohlwelle angeordnet ist, mit einer Trägerplatte mit zwei Längsflächen und einer Mittelöffnung zur Aufnahme des Kollektors des Motors, mit einer Vielzahl positiver und negativer Schleifbürsten, die auf einer der Längsflächen der Trägerplatte angeordnet und radial zur Mitte der Mittelöffnung durch Federn gespannt ist, mit einer an der Trägerplatte angeordneten Spannschraube sowie mit an beiden Seitenkanten der Trägerplatte angeordneten, elektrisch leitenden und als Erdungsanschluß vorgesehenen Metallplatten mit im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, wobei einer der U- Schenkel der Metallplatte auf der ersten Längsfläche mit einem Ende des von der negativen Schleifbürste kommenden Leitungsdrahts verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar feststehender Kontakte (37, 38) so auf der jeweils anderen der Längsflächen (32a, 32b) der Trägerplatte (32) angeordnet ist, daß sie für den Einsatz als Kontakte eines Ein-/Ausschalters (3) des Elektromotors (1) überstehen, wobei einer (37) der feststehenden Kontakte elektrisch mit der Spannschraube (33) verbunden ist, während der andere (38) der feststehenden Kontakte mit dem Anschlußklemmenteil (34) elektrisch verbunden ist, und daß ein Ende von Stromleitern (43) mit den positiven Schleifbürsten (35a) verbunden ist, während das andere Ende der Stromleiter (43) zum Anschlußklemmenteil (34) geführt ist.

2. Schleifbürsteneinheit mit Anschlüssen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch leitendes Metallteil (18a) an der Trägerplatte (32) für den Anschluß an die positive Schleifbürste (35a) angeordnet ist und eine Gewindeöffnung (49) zum Einsatz einer Schraube (48) zur Befestigung der Schleifbürsteneinheit am Anlasser aufweist.