PL190052B1 - Elektryczny zespół napędowy dla wycieraczek samochodowych - Google Patents

Abstract

1. Elektryczny zespól napedowy dla wycieraczek samochodowych, zawieraja- ca silnik napedowy ze zwora, umieszczo- na w majacym w przyblizeniu garnkowy ksztalt korpusie silnika lub korpusie biegu- nowym, oraz majacy w przyblizeniu garn- kowy ksztalt korpus przekladniowy do umieszczenia elementów przekladniowych, który jest zamocowany czolowo na korpusie silnika i zamykany pokrywa i znajdujacy sie w korpusie przekladniowym zamykany otwór, przez który zaopatrzony w szczotki weglowe wspornik szczotek jest nasuwany w kierunku promieniowym na komutator silnika napedowego, znamienny tym, ze otwór (31) w korpusie przekladniowym (20) jest zamykany wraz z nim pokrywa (50), a wspornik (40) szczotek jest mocowany na pokrywie (50) i montowany wraz z nia. Fig. 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest elektryczny zespół napędowy dla wycieraczek samochodowych, zawierający silnik napędowy ze zworą, umieszczoną w mającym w przybliżeniu garnkowy kształt korpusie silnika lub korpusie biegunowym, oraz mający w przybliżeniu garnkowy kształt korpus przekładniowy do umieszczenia elementów przekładniowych, który jest zamocowany czołowo na korpusie silnika i zamykany pokrywą, i znajdujący się w korpusie przekładniowym zamykany otwór, przez który zaopatrzony w szczotki węglowe wspornik szczotek jest nasuwany w kierunku promieniowym na komutator silnika napędowego.

Tego typu zespół napędowy jest już znany z niemieckiego zgłoszenia patentowego nr DE 42 33 156 Al, w którym to zespole napędowym wspornik szczotek jednak wystaje poza otwór w korpusie przekładniowym i jest przykryty osobnym kołpakiem.

190 052

Znane są także na przykład elektryczne zespoły napędowe z niemieckich zgłoszeń patentowych nr DE 32 20 191 Al, DE 32 35 622 Al, DE 39 30 144 C2 oraz DE 41 16 100 Al.

Problematyczną kwestię w tych zespołach napędowych stanowi dość skomplikowany i w związku z tym drogi montaż dużej ilości oddzielnych elementów. Montaż różnych prefabrykowanych podzespołów lub części wymaga zwłaszcza bardzo wielu kierunków łączenia. Szczególnie kłopotliwy okazuje się przy tym montaż szczotek przylegających do komutatora. W znanych urządzeniach są one zamocowane na pierścieniowych, otaczających wałek silnika, wspornikach szczotek. Ponieważ szczotki muszą przylegać do komutatora z pewną siłą docisku, przy montażu szczotek trzeba je nieco przesunąć w kierunku promieniowym na zewnątrz i przytrzymać w tej pozycji, aby móc w ten sposób wprowadzić w otwór wałek silnika wraz z komutatorem przy cofniętych szczotkach. Ta skomplikowana metoda montażu nie tylko wymaga pewnej wprawy, lecz jest niezgodna zwłaszcza pod względem maszynowego montażu elektrycznego zespołu napędowego.

Celem wynalazku jest takie udoskonalenie elektrycznego zespołu napędowego określonego na wstępie typu, aby charakteryzował się on jak najprostszą budową, umożliwiając tym samym jak najprostszy montaż jak najmniejszej ilości części lub prefabrykowanych podzespołów.

Zadanie to rozwiązano według wynalazku za pomocą elektrycznego zespołu napędowego, charakteryzującego się tym, że otwór w korpusie przekładniowym jest zamykany wraz z nim pokrywą, przy czym wspornik szczotek jest mocowany na pokrywie i montowany wraz z nią.

Otwór w korpusie przekładniowym, przez który zaopatrzony w szczotki węglowe wspornik szczotek jest nasuwany w kierunku promieniowym na komutator, ma zwłaszcza tę bardzo istotną zaletę, że wszystkie szczotki można tutaj za pomocą wspornika nasunąć jednocześnie w kierunku promieniowym na komutator, co umożliwia boczny montaż szczotek węglowych, zwłaszcza jednocześnie z bocznym montażem elementów przekładniowych. Ponadto takie zamocowanie szczotek węglowych pozwala na ich łatwy demontaż, na przykład w razie zużycia szczotek węglowych. Szczególnie korzystne jest również to, że do montażu kompletnego urządzenia napędowego potrzebne są jedynie dwa kierunki łączenia, mianowicie jeden zgodny z kierunkiem osiowym wałka silnika i drugi, prostopadły do kierunku osiowego wałka silnika. Z uwagi na bardzo prosty montaż szczególnie korzystne jest jednak, jeżeli otwór jest umieszczony w korpusie przekładniowym i zamykany wraz z nim pokrywą.

Ż uwagi na prosty montaż przewidziano ponadto, że wspornik szczotek jest mocowany na pokrywie i montowany wraz z nią. Dzięki temu w opisany wyżej sposób można montować w jednej operacji wraz z pokrywą nie tylko wszystkie elementy obwodów elektrycznych łącznie z elementami przeciwzakłóceniowymi, ale jednocześnie także szczotki.

Aby umożliwić w szczególności sterowanie silnikiem napędowym zależnie od liczby obrotów, w korzystnej postaci wykonania w otworze umieszczony jest zamocowany na wałku silnika magnes pierścieniowy, zaś na obwodach zamocowanych na wewnętrznej powierzchni pokrywy umieszczone są czujniki magnetyczne do rejestrowania jego położenia podczas wykonywania ruchu obrotowego. Rozwiązanie to pozwala na prosty montaż czujników magnetycznych i ich precyzyjne ustawienie na magnesach pierścieniowych, co z kolei zapewnia dokładny odczyt położenia obrotowego wałka silnika napędowego.

Zwłaszcza z uwagi na bardzo prosty montaż elementów obwodów elektrycznych w korzystnej postaci wykonania na wewnętrznej powierzchni pokrywy zamocowane są elementy obwodów elektrycznych, połączone ze sobą w sposób przewodzący elektrycznie za pomocą perforowanej siatki przy użyciu połączeń zgrzewanych lub za pomocą płytki okablowanej względnie drukowanej przy użyciu połączeń lutowanych i montowane wspólnie z pokrywą. W ten sposób wszystkie elementy obwodów elektrycznych można wstępnie zamontować na wewnętrznej powierzchni pokrywy, zaś elektryczne połączenia z silnikiem napędowym można wówczas wykonać poprzez montaż pokrywy.

Korzystnie, elementy obwodów elektrycznych zawierają również elementy przeciwzakłóceniowe, na przykład cewki przeciwzakłóceniowe, pojemnościowe elementy przeciwzakłóceniowe i inne elementy przeciwzakłóceniowe, jak diody, tranzystory lub temu podobne, umieszczone w stanie zmontowanym w przeznaczonych do tego celu kieszeniach korpusu przekładniowego.

190 052

Co się tyczy ukształtowania wspornika szczotek, nie ma dotychczas żadnych bliższych danych na ten temat. W korzystnej postaci wynalazku wspornik szczotek jest zaopatrzony w mającą w przybliżeniu kształt półksiężyca płytkę nośną, na której szczotki rozmieszczone są względem siebie pod jednakowymi kątami i zamocowane sprężyście, przy czym obie skrajne szczotki tworzą kąt mniejszy niż 180°.

Aby w stanie zmontowanym szczotki węglowe stale przylegały do komutatora, a jednocześnie można było skompensować niewielkie nierówności komutatora i zużycie szczotek węglowych, korzystnie szczotki są osadzone w prowadnicach przesuwnie względem działania siły powrotnej sprężyny. To sprężyste osadzenie szczotek umożliwia poza tym proste nasuwanie umieszczonych na komutatorze szczotek na wspornik szczotek.

Aby w szczególności zapewnić dobry styk szczotek na komutatorze, korzystnie szczotki mają na swej powierzchni zwróconej ku komutatorowi zaokrągloną powierzchnię dociskową, której kształt jest dopasowany do krzywizny powierzchni komutatora. Dopasowana w ten sposób do komutatora powierzchnia dociskowa szczotek po zamontowaniu przylega do niego.

Aby umożliwić prosty montaż szczotek poprzez nasuwanie szczotek umieszczonych na wsporniku, w korzystnej postaci wykonania szczotki są zukosowane z boku. Wskutek tego przy nasuwaniu na komutator powstaje możliwie duża, przeciwstawiona sile powrotnej sprężyny, siła wypadkowa. Dzięki temu szczotki są szczególnie &, dobrze cofane w prowadnicach przeciwnie do działania powrotnej siły sprężyny. Jednocześnie powstają możliwie niewielkie składowe sił, które są prostopadłe do tej siły wypadkowej i powodują tarcie

Korzystnie, zukosowania mają kształt cylindryczny.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie elektryczny zespół napędowy dla wycieraczek samochodowych w stanie rozłożonym, fig. 2 - pokrywę elektrycznego zespołu napędowego z fig. 1 w widoku z góry, fig. 3a, 3b, 3c - różne etapy montażu wspornika szczotek elektrycznego zespołu napędowego, zaś fig. 4a, 4b - schematyczne rozkłady sił, występujące przy montażu wspornika szczotek w etapach ukazanych na fig. 3a i 3b.

Elektryczny zespół napędowy dla wycieraczek samochodowych, przedstawiony na fig. 1, zawiera korpus biegunowy 10, w którym umieszczone są magnesy stałe i osadzone obrotowo na wałku uzwojenie zwory oraz ewentualnie nasadzony na wałku zwory magnes pierścieniowy i inne, znane części silnika elektrycznego (nieprzedstawione).

Na czołowej powierzchni korpusu biegunowego 10 zamocowany jest za pomocą kołnierza garnkowy korpus przekładniowy 20. W korpusie przekładniowym 20 są umieszczone elementy przekładniowe, mianowicie koło zębate 21, które wchodzi w ślimak 22, połączony z wałkiem zwory silnika napędowego. Korpus przekładniowy 20 ma na swej powierzchni, zwróconej ku korpusowi biegunowemu 10, otwór 31, przez który istnieje dostęp do komutatora 11. W korpusie przekładniowym 20, w sąsiedztwie ślimaka 22, znajduje się ponadto kieszeń 23, w której po zamontowaniu pokrywy 50 usytuowane są elementy przeciwzakłóceniowe 60, 61, zamocowane na tej pokrywie 50 (patrz fig. 2).

Jak ponadto wynika z fig. 1, wałek silnika jest osadzony za pomocą łożyska kulkowego 24, na przykład, jak przedstawiono, w ściance 32, umieszczonej w korpusie przekładniowym 20. Łozysko kulkowe 2A jest zabezpieczone w znany sposób za pomocą klamer zabezpieczających 25.

Zaopatrzony w ślimak 22 wałek silnika jest po stronie ślimaka 22 naprężony wstępnie za pomocą sprężyny płytkowej 26, naciskającej na usytuowany na końcu ślimaka 22, tak zwany grzybek rozruchowy 27, umożliwiając tym samym po pierwsze osadzenie wałka zwory bez luzu w kierunku osiowym, po drugie zaś określone wstępne naprężenie łożyska kulkowego 24.

Przez otwór 31 w korpusie przekładniowym 20 na komutator 11 można nasunąć w kierunku promieniowym oznaczony w całości jako 40 wspornik szczotek wraz z zamocowanymi na nim szczotkami 42, 43, 44, przy czym szczotki 42, 43, 44 przesuwają się z powrotem w kierunku promieniowym przeciwnie do działania siły powrotnej sprężyn powrotnych 7 (fig. 3) i w stanie włożonym są dociskane do zewnętrznej powierzchni komutatora 11.

Różne etapy montażu tego typu wspornika 40 szczotek są przedstawione schematycznie na fig. 3a, 3b i 3c. Rozkład sił, występujący w etapie montażu, przedstawionym na fig. 3a, jest ukazany schematycznie na fig. 4a, natomiast rozkład sił, występujący w etapie montażu, przedstawionym na fig. 3b, jest ukazany schematycznie na fig. 4b.

190 052

Jak wynika z fig. 3, szczotki węglowe 42, 43, 44 są zamocowane na, mającej w przybliżeniu kształt półksiężyca, płytce nośnej 41 pod kątem względem siebie. Obie skrajne szczotki 42, 44 tworzą między sobą kąt mniejszy niż 180°. Szczotki 42, 43, 44 są osadzone w prowadnicach 48 sprężyście w stosunku do siły powrotnej sprężyn powrotnych 47, wskutek czego przy nasuwaniu wspornika 40 szczotek na komutator 11 przesuwają się one z powrotem w prowadnicach 48, zaś w stanie zmontowanym są dociskane do komutatora 11 przez siłę sprężyn 47. Szczotki 42, 43, 44 mają na spodzie dopasowane do krzywizny powierzchni komutatora 11, zaokrąglone powierzchnie dociskowe 46, które w stanie zmontowanym przylegają do komutatora 11 i otaczają go na zasadzie połączenia kształtowego.

Są one ponadto zukosowane z boku, wskutek czego przy nasuwaniu na komutator 11 powstaje możliwie duża siła F1, przeciwdziałająca sile powrotnej sprężyn 47 (patrz fig. 4). Zukosowania 45 mają również cylindryczny kształt.

Jak przedstawiono na fig. 3a, wspornik 40 szczotek jest tak nasuwany na komutator 11 w kierunku łączenia, że do komutatora 11 przylegają najpierw zukosowania 45 obu skrajnych szczotek węglowych 42, 44. Na fig. 4a przedstawiony jest towarzyszący temu rozkład sił. Siła łączenia Fłącz. składa się z dwóch składowych F1 i F2. F1 stanowi siłę wypadkową, która oddziałuje na szczotkę węglową w jej prowadnicy 48. Ta z kolei składa się z dwóch składowych Fxl i Fyl, przy czym Fxl jest równoległa do kierunku prowadzenia, zaś Fyl jest prostopadła do kierunku prowadzenia. Fxl stanowi zatem siłę, która wywołuje przesuw szczotek węglowych 42, 44 w prowadnicach 48, zaś Fyl wywołuje powstanie niepożądanych sił tarcia w prowadnicach 48.

Przy dalszym nasuwaniu wspornika 40 szczotek (porównaj fig. 3b, fig. 4b) szczotki węglowe 42, 44 są z uwagi na zukosowania 45 przesuwane w swych prowadnicach 48 przeciwnie do siły powrotnej sprężyn 47, przy czym w tym przypadku główna część siły wypadkowej F1 działa w kierunku przeciwnym do siły powrotnej sprężyn powrotnych 47, natomiast składowa Fyl, wywołująca siły tarcia, jest wyraźnie mniejsza.

Przy dalszym nasuwaniu wspornika 40 szczotek na komutator 11 usytuowana pomiędzy obiema skrajnymi szczotkami węglowymi 42, 44 szczotka węglowa 43 dochodzi wreszcie swoją powierzchnię dociskową, tak samo jak obie skrajne szczotki węglowe 42, 44, do komutatora 11 i jest pod działaniem siły powrotnej sprężyn 47 dociskana do komutatora 11.

Szczególnie korzystne jest to, że przy tego typu montażu wspornika 40 szczotek nie jest potrzebne cofanie i mocowanie szczotek 42, 43, 44 w stanie cofniętym.

Wspornik 40 jest korzystnie, jak przedstawiono schematycznie na fig. 1, zamocowany na wewnętrznej powierzchni pokrywy 50 i za pomocą połączonych ze szczotkami 42, 43, 44 szczelin przyłączeniowych 49 połączony w sposób przewodzący elektrycznie z umieszczonymi na wewnętrznej powierzchni pokrywy 50 obwodami (nieprzedstawionymi).

Jak wynika zwłaszcza z fig. 2, na wewnętrznej powierzchni pokrywy 50 umieszczone są ponadto wszystkie elektryczne elementy przyłączeniowe, na przykład dławiki przeciwzakłóceniowe 60 i inne elementy przeciwzakłóceniowe 61, połączone przez perforowaną siatkę 52 ze sobą i innymi elementami obwodu (nieprzedstawionymi) za pomocą połączeń zgrzewanych.

Tak na przykład na wewnętrznej powierzchni pokrywy 50 można przykładowo umieścić obwody elektroniczne (nieprzedstawione), które służą do sterowania silnikiem napędowym. Obwody te mogą w szczególności współpracować również z innymi elektrycznymi elementami obwodów elektrycznych, umieszczonymi na wałku 11 zwory po stronie komutatora 11, zwróconej do ślimaka 22. Tak na przykład na wałku 11 zwory może być umieszczony (nieprzedstawiony) magnes pierścieniowy, współpracujący z czujnikami magnetycznymi, na przykład sondami Halla, usytuowanymi na wewnętrznej powierzchni pokrywy 50. Wspomniane sondy Halla mogą przykładowo Stanowic część obwodu elektronicznego, rejestrującego pozycję obrotową wałka silnika napędowego. Pokrywa 50 jest zamocowana na przykład za pomocą haków zatrzaskowych 54, współpracujących z usytuowanymi na korpusie przekładniowym 20 elementami zatrzaskowymi 28 lub, jak ukazano na fig. 2, za pomocą połączeń skręcanych, umieszczonych na przeznaczonych do tego celu kołnierzach 53 na pokrywie 50 i odpowiednio na korpusie przekładniowym 20. Na pokrywie 50 można ponadto umieścić uchwyty 57 na wtyki lub gniazda przyłączeniowe.

190 052

Montaż przedstawionego na fig. 1 i fig. 2, elektrycznego zespołu napędowego dla wycieraczki samochodowej odbywa się w obu, zaznaczonych strzałkami A i B, kierunkach łączenia, w opisany niżej sposób. Najpierw umieszcza się zworę w korpusie biegunowym 10, następnie korpus przekładniowy 20 mocuje się umieszczonym w nim otworem 31 na czołowej powierzchni korpusu biegunowego 10 (kierunek A łączenia), po czym zabezpiecza się zworę w kierunku osiowym za pomocą pałąka mocującego i ustala wzdłużny luz zwory za pomocą sprężyny dociskowej. W kierunku B łączenia montuje się wspornik 40 szczotek, koło zębate i pokrywę 50.

W związku z powyższym montaż zespołu napędowego wymaga jedynie obu kierunków A i B łączenia. Zwłaszcza zaś montaż szczotek 42, 43, 44 na komutatorze 11 może odbywać się, tak samo jak montaż koła zębatego 21 i pokrywy 50, w kierunku promieniowym, dzięki czemu unika się całkowicie kłopotliwego wprowadzania komutatora 11 we wspornik 40 szczotek w kierunku osiowym.

190 052

Fig. 3a Fig. 3b Fig. 3c

Fig. 4b

Fig. 4a

190 052

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Elektryczny zespół napędowy dla wycieraczek samochodowych, zawierająca silnik napędowy ze zworą, umieszczoną w mającym w przybliżeniu garnkowy kształt korpusie silnika lub korpusie biegunowym, oraz mający w przybliżeniu garnkowy kształt korpus przekładniowy do umieszczenia elementów przekładniowych, który jest zamocowany czołowo na korpusie silnika i zamykany pokrywą i znajdujący się w korpusie przekładniowym zamykany otwór, przez który zaopatrzony w szczotki węglowe wspornik szczotek jest nasuwany w kierunku promieniowym na komutator silnika napędowego, znamienny tym, że otwór (31) w korpusie przekładniowym (20) jest zamykany wraz z nim pokrywą (50), a wspornik (40) szczotek jest mocowany na pokrywie (50) i montowany wraz z nią.
2. 2. Zespół napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że w otworze (31) umieszczony jest zamocowany na wałku silnika magnes pierścieniowy, zaś na obwodach zamocowanych na wewnętrznej powierzchni pokrywy (50) umieszczone są czujniki magnetyczne do rejestrowania jego położenia podczas wykonywania ruchu obrotowego.
3. 3. Zespół napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, ze na wewnętrznej powierzchni pokrywy (50) zamocowane są elementy obwodów elektrycznych, połączone ze sobą w sposób przewodzący elektrycznie za pomocą perforowanej siatki (52) lub płyty okablowanej i montowane wspólnie z pokrywą (50).
4. 4. Zespół napędowy według zastrz. 3, znamienny tym, że elementy obwodów elektrycznych zawierają elementy przeciwzakłóceniowe (60, 61), umieszczone w stanie zmontowanym w przeznaczonych do tego celu kieszeniach (23) korpusu przekładniowego (20).
5. 5. Zespół napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że wspornik (40) szczotek jest zaopatrzony w mającą w przybliżeniu kształt półksiężyca płytkę nośną (41), na której szczotki (42, 43, 44) rozmieszczone są względem siebie pod kątem, przy czym skrajne szczotki (42, 44) tworzą kąt mniejszy niż 180°.
6. 6. Zespół napędowy według zastrz. 7, znamienny tym, że szczotki (42, 43, 44) są osadzone w prowadnicach (48) przesuwnie względem działania siły powrotnej sprężyny (47).
7. 7. Zespół napędowy według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że szczotki (42, 43,44) mają na swej powierzchni zwróconej ku komutatorowi (11) zaokrągloną powierzchnię dociskową (46), której kształt jest dopasowany do krzywizny powierzchni komutatora.
8. 8. Zespół napędowy według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że szczotki (42, 43, 44) są zukosowane z boku.
9. 9. Zespół napędowy według zastrz. 8, znamienny tym, ze zukosowania (45) mają kształt cylindryczny.