EP0489866B1 - Moteur a bague ou a collecteur - Google Patents

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EP0489866B1
EP0489866B1 EP90914530A EP90914530A EP0489866B1 EP 0489866 B1 EP0489866 B1 EP 0489866B1 EP 90914530 A EP90914530 A EP 90914530A EP 90914530 A EP90914530 A EP 90914530A EP 0489866 B1 EP0489866 B1 EP 0489866B1
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slip ring
commutator
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Helmut Schmidt
Kurt Schmidt
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/38—Brush holders
    • H01R39/40—Brush holders enabling brush movement within holder during current collection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/38—Brush holders
    • H01R39/381—Brush holders characterised by the application of pressure to brush

Definitions

  • the invention relates to a slip ring or commutator motor according to the preamble of claim 1; such a motor is known from DE-PS 548 073.
  • the carbon brush is to be stored in a brush guide box and an approach is attached to opposite sides of the brush guide box, the outwardly facing surfaces of which belong to a common circular cylindrical surface, and also on a holding arm receiving the brush box, corresponding contact surfaces also belonging to a common cylinder surface must be provided in such a way that the brush can adjust in a corresponding direction if the grinding surface of the commutator or the slip ring is not round, the aforementioned cylinder surfaces rolling against one another.
  • a double brush holder is known from CH-A-334 086, in which both brushes are each guided in a brush box and the two brush boxes are connected by a traverse.
  • An axis extends from the traverse, onto which a brush pressure spring with an eyelet is attached at one end; the other end is resiliently wound on a cylinder with a cylinder axis, which, with free ends protruding from both end faces of the cylinder, rest on rollers on the head ends of the brushes facing away from the commutator.
  • the entire assembly with the brush box, traverse and brush pressure spring suspension is held on the motor side in that a brush support arm engages an outer wall of a brush box.
  • a brush holder that is much simpler in terms of production and assembly technology compared to the motor mentioned at the outset and still fully ensures compensation for concentricity deviations is possible according to the invention in a motor of the type mentioned at the outset by the teaching of claims 1 or 2 or 13 or 14;
  • the brush pressure spring serves both the pivotable, directly guided storage of the brush with guaranteed readjustment of the brush with progressive wear and with the commutator essentially remaining in the axial direction in proximity to its surface, as well as the brush pressure.
  • the axis is formed by a pin, in particular a wire pin, which is held in a brush housing that at least partially encompasses the brush near the surface of the commutator or slip ring, wherein in Further manufacturing and assembly simplification, the pin is an integral part of a brush pressure spring.
  • the parts and assembly work can be further simplified in an advantageous manner in that the brush pressure spring with a pin arranged at one end for pivoting mounting of the brush is also used for the other guided holding of the brush even without a separate box brush holder and if necessary, the other end of the brush spring for holding the entire brush arrangement is rotatably or pivotally mounted or fixed directly on a brush holder; a special construction of a brush with a pivotable axis in order to compensate for commutator out-of-roundness can be dispensed with in a construction according to claim 15.
  • the brush pressure spring additionally has an axial securing part, which rests at least on the axial end face facing away from its stator-side holding part, in particular in proximity to the surface of the slip ring or commutator, in the sense of an axial securing of the position;
  • the brush is expediently in direct contact with a stator part, the friction during the swiveling movement being able to be kept low by advantageously providing axially projecting start-up cams on the stator part, which act as the sole contact surface to the opposite axial end face serve the brush.
  • a first brush holder according to the invention with a brush 6 which grinds on the surface of a commutator 1, is enclosed on three sides by a brush box 2 and is pressed against the commutator 1 by a brush pressure spring 3.
  • the brush 6 is in radial proximity to Surface of the commutator motor 1 is pivotally mounted about an axis extending in the axial direction, which is formed by a guide pin 31 which is inserted into a guide slot 61 which runs in the pressing direction of the brush 3 and is open towards the surface of the commutator 1 and is supported on both sides in side walls of the brush box 2 .
  • the guide pin 31 is a one-piece component of a brush pressure spring 3, which with its other pressure end 32 rests point-wise on the surface of the brush 6 and presses it against the commutator 1.
  • the pin 31 can, according to two advantageous embodiments of the invention according to FIG. 4 or FIG. 5, either be inserted or pressed into a radially open insertion slot 21 or into a radially open clamping insertion slot 22 in the brush box 2.
  • a spring tab 261 is formed in the eye 26 by punching it out, which serves to clamp the pressed-in guide pin 31.
  • the pressure end 32 of the pressure spring 3 to the guide slot 21 is expedient by a small amount in the single direction of rotation assumed here and identified by a directional arrow off-center.
  • FIGS. 6-8 show a further embodiment of the brush holder according to the invention for a motor with the direction of rotation assumed for both left-hand and right-hand rotation according to the direction of arrow entered on the end face of the commutator 1; Accordingly, both the axially continuous guide pin 41 for the formation of the pivot axis receiving slot 71 of the brush 7 and the pressing end 42 are arranged centrally to the pivot point of the commutator 1 in order to achieve a balanced spring pressure force of the multi-turn brush pressure spring 4.
  • the brush pressure spring 4 rests on the brush 7 with a pressure end 42 running in the axial direction of the commutator 1, preferably countersunk in a corresponding axial longitudinal groove 72 of the brush 7.
  • FIGS. 9, 10 show a similar design of a brush holder according to the invention as shown in FIGS. 6-8, but the multiple coiled brush pressure spring 4 in its free pressure end 43 is used as a holding bracket in the sense of a guide aid parallel to the surface of the commutator and fixing in the axial direction for those around the guide pin 41 pivoted brush 7 formed.
  • FIGS. 11, 12 show a brush holder according to the invention similar to that of FIGS. 1-3, but there is no separate brush box and the brush pressure spring 3 is designed directly for the guided and pivotable holder of the brush 6; is to in particular the guide pin 31 of the brush pressure spring 3 is extended and stored in a stator part 8, preferably a plastic end shield or a brush holder.
  • a stator part 8 preferably a plastic end shield or a brush holder.
  • 19.20 show, based on the brush holder according to FIG. 11.12, a pivotable receptacle of the stator-side end of the guide pin 31 of the brush pressure spring 3; for this purpose the end is latched into an axial insertion opening 93 in the stator part 9.
  • the latched swivel hook 39 bears axially against a shoulder 96 of the stator part 9;
  • the swivel hook is inserted into an angular opening 97 of the stator part 9, the angular flanks of which serve as a stop for the swivel hook 39.
  • FIGS. 21-23 show in three different views a brush holder according to the invention with a grinding on the surface of a commutator 1, pressed in a stator part 9 via a brush pressure spring 3a and pivotable to compensate for concentricity deviations of the commutator 1 suspended, but unslotted and therefore not requiring a special construction brush 6;
  • the brush pressure spring 3a which is bent in one piece from a wire, has two holding parts 31a, 32a fixed in the stator part 9, a subsequent tangential bearing part 33a, 34a, which bears against each tangential end face of the brush 6, for the pivotable mounting of the brush 6, an axial securing part 35a or 36a and an end-side pressure part 37a resting on the radial head side of the brush 6 facing away from the commutator surface on;
  • the brush 6 can run against the stop cam 91 of the stator part
  • the brush pressure spring 3a is bent from a continuous one-piece wire in such a way that its free end forms the holding parts 31a, 32a and its central bending end rests on the radial head side of the brush 6 as a pressing part 37a.
  • the brush pressure spring 3a has a plurality of spring bending parts which are held at a distance from the brush 2 and by means of which the spring pressure for pressing the brush pressure spring 3a onto the surface of the commutator 1 is essentially achieved.
  • the brush pressure spring 3a is expediently provided, in particular in the area of its folds, in the sense of a brush pressure which is largely constant over the entire operating time, regardless of the radial brush height, with parts of lower rigidity which are subjected to torsional or bending stress; this lower rigidity can be achieved in particular by a smaller cross section of the spring wire in these areas.
  • the aforementioned measure ensures that both with larger and with smaller radial deflection of the pressing part 37a in relation to the holding part 31a, 32a or to the subsequent axial securing part 35a, 36a or to the tangential bearing part 33a, 34a, the pressing force is also due to Brush 6 that has been ground for a longer period of time and thus has a lower radial height remains constant.
  • the mounting parts 31a, 32a are fixed in the stator part 9; the one between the tangential securing part 33a, 34a or axial securing part 35a, 36a and the pressing part 37a
  • the spring part is also designed so that the brush pressure spring 3a can be pivoted about its pivot axis when the head end of the brush 2 is pivoted in the direction of the arrow in FIG. 2; for this purpose, in particular, the spring bends are held at a distance from the tangential end faces of the brush pressure spring 3a.
  • FIG. 24 shows three different possibilities for fixing the holder parts of the brush pressure spring 3a, consisting of brush wire ends 31a and 32a, in the stator part 9.
  • FIG. 24 there is an axial receiving opening 92 with a shoulder 94 in the stator part 9 and a self-locking of the commutator 1 Holding part 31a, 32a is provided with an angled stop angle 38a which can be pivoted away from its operating position (according to FIG. 21-23) behind the paragraph 94 by temporarily tilting the brush pressure spring 3a out of its operating position (shown in FIG. 24).
  • 25, 26 characterize an embodiment with an axial plug-in assembly of the holding part 31a, 32a into an axial receiving opening 93 in the stator part 9 open to the commutator 1, and self-locking (FIG. 25) or self-locking (FIG. 26) of the holding part 31a, 32a with a 26, as shown in FIG. 26, at the end of the clamping hooks 39a, which are bent against the insertion direction or behind a locking cam 95 of the stator part 9.
  • the axis about which the brush 8 is pivotally mounted is formed by pivoting receptacles in the form of tabs 23, 24 stamped out and bent out of the brush box 2, which are in corresponding receptacles, preferably in the form of step-like shoulders 81, 82 engage the brush 8.
  • FIGS. 14-15 show in frontal or radial view and in the sectional view according to section III-III in FIG. 15 an embodiment of a brush holder according to the invention, in which the brush box 2 and the brush pressure spring 27 are parts of a one-piece stamped and bent part.
  • the pressure spring 27 essentially consists of a bending part which runs horizontally in FIG. 14 to achieve a certain brush pressure constant, a bending part which runs essentially vertically in FIG. 14 to achieve a certain elasticity in accordance with the pivotable brush 8 and a pressure end which is shown directly in FIG. 15 or indirectly 17, 18 rests on the radially upper surface of the brush 8 via pressure rollers 10, 10.
  • the brush 8 is pivotally mounted about an axis which runs radially close to the surface and axially essentially in the axial direction of the commutator 1 ; for this purpose, tabs 23, 24 engaging in corresponding radial gradations 81, 82 of the brush 8 are bent out of the brush box 2 on the one hand for tangential contact on one side of the brush 8, and on the other hand the wall part 26 of the brush box for tangential contact on the other side of the brush 8 turned; As can be seen in particular from FIG.
  • the tabs 23, 24 or the wall part 26 of the brush box 2 provided as an abutment for the brush 8 are formed so as to extend radially outward so that between the radially inner lower edges inclined towards the brush 8 the flap 23, 24 and the wall part 26 form a pivot axis for the brush 8 and the upper end of the brush 8 can be inclined in the sense of the pivoting movement according to the invention.
  • the end of the brush pressure spring on the guide pin side is expediently guided to the brush in the axially or tangentially opposite direction to the pressure side end of the brush pressure spring.
  • the actual spring part of the entire brush pressure spring is advantageously in the area of its greatest bending moment.
  • the brush pressure spring is designed as a wire molded part according to the configuration according to FIG. 1-13 or as a bent stamped part according to the configuration according to FIG. 14-18.

Landscapes

  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Abstract

Pour assurer un fonctionnement silencieux et sans à-coup à une piuissance maximale par des moyens simples en dépit des écarts inévitables de concentricité de la bague ou du collecteur sur lesquels frottent les balais en applique, les balais (6; 7; 8) sont montés pivotant sur un axe qui s'étend radialement à proximité de la surface et axialement sensiblement dans le sens de l'axe du collecteur (1) ou de la bague; dans un mode de réalisation, l'axe est constitué d'une goupille de guidage (31; 41) qui est maintenue dans une cage (2) entourant au moins partiellement le balai (6; 7) au voisinage de la surface du collecteur (1) et qui est introduite axialement dans une fente de guidage (61; 71) alignée avec le sens de pression des balais et ouverte sur la surface de la bague ou du collecteur (1), ou bien le balai (6) est serré tangentiellement vers l'extérieur par le ressort de pression de balai (3a) et est monté en pivot sur des parties tangentielles de palier (33a; 34a).

Claims (19)

  1. Moteur à bague ou à collecteur, comportant au moins un balai maintenu en étant guidé du côté du stator, appuyé au moyen d'un ressort (3, 4) d'appui de balai (6, 7) sur la surface d'une bague ou d'un collecteur et susceptible de pivoter par rapport à un axe qui s'étend radialement à proximité de la surface du collecteur (1), ou de la bague, et axialement sensiblement dans la direction axiale du collecteur (1) ou de la bague, présentant la caractéristique suivante :
       a) le balai (6, 7) est muni d'une fente de guidage (61 71) qui s'étend dans la direction d'appui, qui est ouverte en direction de la surface du collecteur (1) ou de la bague et dans, laquelle peut être enfilée une tige de guidage (31 ; 41) maintenue dans un logement (2) pour balai entourant au moins partiellement le balai (6, 7) (figures 1 à 10).
  2. Moteur à bague ou à collecteur, comportant au moins un balai (6, 7) maintenu en étant guidé du côté du stator, appuyé au moyen d'un ressort (3, 4, 5) d'appui de balai sur la surface d'une bague ou d'un collecteur et susceptible de pivoter par rapport un axe, qui s'étend radialement à proximité de la surface du collecteur (1) ou de la bague, et axialement sensiblement dans la direction axiale du collecteur (1) ou de la bague, présentant la caractéristique suivante :
       b) le balai (6) est maintenu en étant guidé du côté du stator et en étant susceptible de pivoter sans logement pour balai, uniquement au moyen du ressort (3) d'appui de balai et d'une tige de guidage (31) servant d'axe, qui en est issue d'une seule pièce, qui peut être enfilée dans une fente de guidage (61) du balai (6) s'étendant dans la direction d'appui et vers la surface du collecteur (1) ou de la bague (figures 11, 12).
  3. Moteur à bague ou à collecteur, selon la revendication 1 ou 2, présentant la caractéristique suivante :
       c) la tige de guidage est logée dans au moins un trou d'enfilage s'étendant axialement et ménagé dans une paroi du logement pour balai entourant axialement le balai du côté frontal.
  4. Moteur à bague ou à collecteur, selon la revendication 1 ou 2, présentant la caractéristique suivante :
       d) la tige de guidage (31) est logée dans au moins une fente d'enfilage (21) ouverte en direction de la surface du collecteur (1) ou de la bague, en particulier dans une fente d'enfilage (22) de blocage ménagée dans une paroi du logement (2) pour balai entourant axialement le balai (6) du côté frontal (figures 4, 5).
  5. Moteur à bague ou à collecteur, selon la revendication 1 ou 2, présentant la caractéristique suivante :
       e) la tige de guidage (31 ; 41) est une partie constitutive du ressort (3, 4) d'appui de balai formant une seule pièce avec celui-ci.
  6. Moteur à bague ou à collecteur, selon la revendication 5, présentant la caractéristique suivante :
       f) le ressort (3 ; 5) d'appui de balai est ponctuellement en appui sur le balai (6 ; 8) dans la zone de son extrémité d'appui (32 ; 51) (figures 3, 13).
  7. Moteur à bague ou à collecteur, selon la revendication 6, présentant la caractéristique suivante :
       g) le ressort (4) d'appui de balai appuie sur le balai (7) par une extrémité d'appui (41) qui s'étend dans la direction axiale du collecteur (1) ou de la bague, en étant orientée parallèlement à la surface du collecteur (1) (figures 7, 8).
  8. Moteur à bague ou à collecteur, selon la revendication 7, présentant la caractéristique suivante :
       h) l'extrémité d'appui orientée repose dans une gorge longitudinale (72) axiale correspondante du balai (7) (figure 8).
  9. Moteur à bague ou à collecteur, selon la revendication 7, présentant la caractéristique suivante :
       i) le ressort (4) d'appui de balai est muni d'une extrémité d'appui (43) immobilisant le balai (7) axialement, parallèlement à la surface du collecteur (1) (figures 9, 10).
  10. Moteur à bague ou à collecteur, selon la revendication 6, 7 ou 9, présentant la caractéristique suivante :
       j) la tige de guidage (31 41) d'une part et l'extrémité d'appui (42 ou 43) rejoignent le balai (7) dans des directions axiales opposées (figure 6 ; figure 9).
  11. Moteur à bague ou à collecteur, selon la revendication 9, présentant la caractéristique suivante :
       k) l'extrémité libre de la tige (31) sort du balai et est maintenue de façon rotative ou fixe directement sur une pièce (9) du stator, notamment sur une fixation de balai en matière plastique ou sur une plaque de support en matière plastique (figure 11).
  12. Moteur à bague ou à collecteur, selon la revendication 9, présentant la caractéristique suivante :
       l) l'extrémité libre de la tige (31) sort du balai (6) et est montée directement sur la pièce (9) du stator, notamment sur une fixation de balai en matière plastique ou sur une plaque de support en matière plastique (6), de façon à pouvoir pivoter d'un angle de pivotement correspondant au pivotement du balai (6), avec une limitation par butée dans la pièce (9) du stator (figures 19, 20).
  13. Moteur à bague ou à collecteur, comportant au moins un balai (8) maintenu en étant guidé du côté du stator, appuyé au moyen d'un ressort (27) d'appui de balai sur la surface d'une bague ou d'un collecteur et susceptible de pivoter par rapport à un axe qui s'étend radialement à proximité de la surface du collecteur (1), ou de la bague et axialement sensiblement dans la direction axiale du collecteur (1), ou de la bague, présentant la caractéristique suivante :
       m) le boîtier (2) de balai et le ressort (27) d'appui de balai sont des parties d'une pièce découpée et pliée d'une seul tenant et en vue du montage avec pivotement sur un axe, il est prévu sur le balai (8) des logements (épaulements 81, 82), dans lesquels pénètrent des moyens de pivotement (pattes 23, 24) formées sur, ou dans, le logement (2) pour balai recevant le balai (8) (figures 15 à 18).
  14. Moteur à bague ou à collecteur, comportant au moins un balai (6) maintenu en étant guidé du côté du stator, appuyé au moyen d'un ressort (3a) d'appui de balai sur la surface d'une bague ou d'un collecteur et susceptible de pivoter par rapport à un axe qui s'étend radialement à proximité de la surface du collecteur (1), ou de la bague et axialement sensiblement dans la direction axiale du collecteur (1) ou de la bague, présentant la caractéristique suivante :
       n) le balai (6) est maintenu de façon à être guidé et à pouvoir pivoter, sans logement pour balai, uniquement par le ressort (3a) d'appui de balai reçu du côté du stator au moyen d'une pièce de fixation (31a ; 32a) qui à cet effet s'appuie par une pièce de fixation tangentielle respective (33a ou 34a) sur les côtés frontaux tangentiels du balai à proximité de la surface et parallèlement à l'axe de la bague ou du collecteur (1).
  15. Moteur à bague ou à collecteur, selon la revendication 15, présentant la caractéristique suivante :
       o) le ressort (3a) d'appui de balai s'appuie par une pièce d'appui (37a) sur l'extrémité radiale formant tête et située à l'opposé du collecteur (1) et au moyen d'une pièce de sûreté axiale (35a, 36a) au moins sur le côté frontal axial du balai (6) situé à l'opposé de sa pièce de fixation (31a, 32a) située du côté du stator, notamment à proximité de la surface de la bague, ou du collecteur (1), en vue d'assurer le maintien en place du balai (6) dans le sens axial.
  16. Moteur à bague ou à collecteur, selon la revendication 15, présentant la caractéristique suivante :
       p) le balai (6) est maintenu bloqué dans le sens axial sur son côté frontal tourné vers la pièce de fixation (31a, 32a) se trouvant du côté du stator en portant directement sur la partie (9) de stator qui reçoit la pièce de fixation (31a, 32a), notamment dans la zone de bossages d'attaque (91) en saillie axialement.
  17. Moteur à bague ou à collecteur, selon la revendication 16, présentant la caractéristique suivante :
       q) la pièce de fixation (31a, 32a) située du côté du stator et/ou la pièce de fixation tangentielle (33a, 34a) et/ou la pièce de blocage (35a, 36a) axiale et/ou la pièce d'appui (37a) sont des parties constitutives d'un ressort (3a) d'appui de balai en une seule pièce, notamment d'un ressort d'appui de balai plié à partir d'un fil métallique continu pour balai.
  18. Moteur à bague ou à collecteur, selon l'une des revendications 14 à 17, présentant la caractéristique suivante :
       r) la pièce de fixation, constituée notamment de deux extrémités (31a ou 32a) de fil métallique pour balai, est immobilisée solidement dans la pièce de stator (9), et la partie de ressort interposée d'une part entre la pièce de blocage (33a, 34a) tangentielle ou la pièce de blocage (35a, 36a) axiale et d'autre part la pièce d'appui (37a) est déformable élastiquement en vue de permettre le pivotement du ressort (3a) d'appui de balai par rapport à son axe de pivotement.
  19. Moteur à bague ou à collecteur, selon l'une des revendications 6, 14 à 18, présentant la caractéristique suivante :
       s) la pièce de fixation (31a, 32a) est enfilée dans une ouverture de réception (93) axiale ouverte en direction du collecteur (1), ménagée dans la pièce (9) de stator, avec un auto-blocage ou un auto-encliquetage par l'intermédiaire d'un crochet de blocage (39a) ou d'un crochet d'encliquetage (39b), situé du côté de l'extrémité, et recourbé dans le sens opposé au sens d'enfilage.
EP90914530A 1989-08-31 1990-08-23 Moteur a bague ou a collecteur Expired - Lifetime EP0489866B1 (fr)

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