EP0791988A1 - Kunststoff-Hammerbürstenhalter - Google Patents

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EP0791988A1
EP0791988A1 EP97102346A EP97102346A EP0791988A1 EP 0791988 A1 EP0791988 A1 EP 0791988A1 EP 97102346 A EP97102346 A EP 97102346A EP 97102346 A EP97102346 A EP 97102346A EP 0791988 A1 EP0791988 A1 EP 0791988A1
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EP
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brush holder
connecting web
box
plastic hammer
holder according
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EP97102346A
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Thomas Drexlmaier
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Siemens AG
Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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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
    • H01R39/39—Brush holders wherein the brush is fixedly mounted in the holder

Definitions

  • the invention relates to a plastic hammer brush holder according to claim 1.
  • EP-A2-0 684 670 and DE-C3-28 14 009 disclose a plastic hammer brush holder in the form of a swivel arm for an electrical machine, in particular a commutator motor.
  • the known plastic hammer brush holder is pivotally mounted on one swivel arm end with an integrally formed swivel bearing in the form of a cutting edge on the motor stator side and accommodates an insertable carbon brush in a brush holder on its other swivel arm end, which is pressed against the lamella surface of a commutator.
  • the box-shaped brush holder is connected at one swivel arm end to the swivel bearing at the other swivel arm end by a central web which, on the brush side, opens into a side transverse wall of the box-shaped brush holder which runs transversely to it.
  • the invention has for its object to provide a manufacturing and manufacturing technically simple and lightweight plastic hammer brush holder that ensures a constant angle of attack to the ground commutator lamella or slip ring surface even with larger pressure and / or thermal loads.
  • the forces acting on the connecting web are kept away from the deformation-sensitive side transverse walls of the box-shaped brush receptacles and instead are introduced into the longitudinal side walls of the box-shaped brush receptacle which run in the same direction as the connecting web and are therefore insensitive to deformation;
  • Such a hammer brush holder thus ensures, despite advantageously low mass inertia, high strength with a constant attachment angle of the brush held in it.
  • a similar spreading of the connecting web also at the end on the pivot bearing side means that there is no need for a solid, continuous pivot bearing cutting edge and instead only two smaller, smaller pivot bearings are provided at the spreading ends, into which the forces acting on the connecting web are introduced, and because of their distance at the same time improve the tipping safety of the hammer brush holder in its stator-side counter bearing.
  • FIG. 11 shows a ready-to-install hammer brush holder equipped with all components in the form of a one-piece plastic injection-molded part with a box-shaped brush holder 1 at one swivel arm end and a continuous cutting-swivel bearing 2 at its other swivel arm end, with a central, the box-shaped brush holder 1 with the pivot bearing 2 connecting connecting web 3 and with a suppressor choke 5; 6 held on the back of the plastic injection molded part and on the underside of which brush 4 inserted into the box-shaped brush holder 1.
  • FIG. 12 shows the lower side of the still empty plastic injection molded part of the hammer brush holder according to FIG. 11.
  • FIG. 13 shows a sectional view through the plastic injection-molded part of the hammer brush holder, which is also not yet equipped, according to the section XIII-XIII in FIG. 11.
  • the pivot bearing 2 as a solid, continuous cutting edge bearing and the connecting web 3 are each centered on this cutting edge bearing on the one hand and on the one side transverse wall 1.3 of the box-shaped brush holder 1 with its two opposite side transverse walls 1.3 or 1.4 and their side longitudinal walls 1.1; 1.2 on the other hand trained.
  • the brush 4 is positively inserted with the outer connecting line 7 contacted at its upper insertion end; the choke coil 5 of the suppression choke 5; 6, which is wound around an iron core 6, is thereby manufactured in a simple manner in terms of production and assembly technology, on the - as can be seen from FIG. 13 - trough-shaped Brush back fixed that its connection ends 5.1; 5.2 are inserted into one of the clamp holders 1.5 or 2.3 molded onto the plastic injection molded part during assembly.
  • FIG. 1-5 show a first embodiment of a plastic hammer brush holder according to the invention, the equipping with a brush and a suppressor being omitted for a clearer illustration.
  • 1 shows the one-piece plastic injection-molded part consisting of the box-shaped brush holder 1 at one swivel arm end, the swivel arm mounting 2 at the other swivel arm end and the connecting web 3 connecting the brush holder 1 with the and swivel mounting 2, FIG. 2 in 3 in section III-III according to FIG. 1, FIG. 4 in its rear plan view and FIG. 5 in section VV according to FIG. 3.
  • the connecting web 3 is a thin-walled central web with spreads in forks 3.1; 3.2 or 3.3; 3.4 One end is formed, these brush-side forks 3.1, 3.2 not opening into the side transverse wall 1.3 of the box-shaped brush holder 1 opposite the outer side transverse wall 1.4, but rather into the two longitudinal side walls 1.1 and 1.2, respectively, which run essentially parallel to the connecting web 3; as a result, the side transverse wall 1.3 of the box-shaped brush holder 1 is advantageously kept free of deformations due to the load on the connecting web 3, so that a brush inserted into the box-shaped brush holder 1 is safe and at a constant angle of attack from the lamella surface of a commutator or a slip ring that it grinds under all load conditions is held.
  • the connecting web 3 also opens at its other end spread with forks 3.3; 3.4 in two laterally spaced single pivot bearings 2.1; 2.2; by introducing the loads on the connecting web 3 via the forks 3.3 and 3.4 into the lateral individual pivot bearings 2.1 and 2.2, there is no need for a solid cutting edge support which is necessary when - as in the known case according to FIG. 11-13 -
  • the connecting web opens in the middle of the pivot bearing 2 and the forces must be absorbed as transverse forces by the pivot bearing.
  • the connecting web 3 on its back top in the form of a tub with lateral tub wall parts 3.5; 3.6 is expanded in such a way that an insertion receptacle for the interference suppressor 5; 6 is formed; due to the deep V-shaped design between the forks 3.1; 3.2 and 3.3; 3.4 according to FIG. 10, the overall height of the hammer brush holder can be advantageously reduced by lowering the suppressor 5; 6.
  • insertion lugs 1.5 or 2.3 are also formed on the one-piece plastic injection-molded part, into which the winding ends 5.1; 5.2 of the choke winding 5 can be pressed in the sense of a simple insertion holder.
  • Spring elements are usually used to press the hammer brush holder via the carbon brush 4 onto a ground commutator or slip ring (not shown here), which are hooked into one end of the suspension webs 3.7 of the connecting web 3.

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  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Abstract

Zur Gewährleistung eines konstanten Anstellwinkels der in einer kastenförmigen Bürstenaufnahme (1) eingesteckten Bürste (4) auch bei stärkerer Wärme- und/oder Biegebelastung mündet ein die Schwenklagerung (2) mit der Bürstenaufnahme (1) verbindender dünnwandiger Verbindungssteg (3) nach Art einer Gabel (3.1;3.2) in den zu dem Verbindungssteg (3) parallelen Seitenlängswänden (1.1;1.2) der kastenförmigen Bürstenaufnahme (1). <IMAGE> <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Kunststoff-Hammerbürstenhalter gemäß Patentanspruch 1.
  • Durch die EP-A2-0 684 670 bzw. die DE-C3-28 14 009 ist ein Kunststoff-Hammerbürstenhalter in Form eines Schwenkarms für eine elektrische Maschine, insbesondere einen Kommutatormotor bekannt. Der bekannte Kunststoff-Hammerbürstenhalter ist an seinem einen Schwenkarm-Ende mit einer angeformten Schwenklagerung in Form einer motorstatorseitigen Schneide schwenkbar gelagert und nimmt an seinem anderen Schwenkarm-Ende in einer Bürstenaufnahme eine einsteckbare Kohlebürste auf, die gegen die Lamellenoberfläche eines Kommutators angedrückt wird. Im bekannten Fall ist die kastenförmige Bürstenaufnahme an dem einen Schwenkarm-Ende mit der Schwenklagerung an dem anderen Schwenkarm-Ende durch einen Mittelsteg verbunden, der bürstenseitig in die zu ihm quer verlaufende eine Seitenquerwand der kastenförmigen Bürstenaufnahme mündet.
  • Es hat sich gezeigt, daß bei starken Wärme- und/oder Druckbelastungen die auf den Verbindungssteg einwirkenden Momentenkräfte zu einer Verformung der mit dem Verbindungssteg befestigten Seitenquerwand der kastenförmigen Bürstenaufnahme führen und dadurch die sichere Halterung und winkelkonstante Anstellung der Kohlebürste zur Lamellenoberfläche des Kommutators gefährdet sein kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen fertigungs- und herstellungstechnisch einfachen und leichten Kunststoff-Hammerbürstenhalter zu schaffen, der auch bei größeren Druck- und/oder Wärmebelastungen einen konstanten Anstellwinkel zur beschliffenen Kommutatorlamellen- bzw. Schleifringfläche gewährleistet. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch die Lehre des Anspruchs 1; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Kunststoff-Hammerbürstenhalter werden die auf den Verbindungssteg einwirkenden Kräfte von den verformungsempfindlichen Seitenquerwänden der kastenförmigen Bürstenaufnahmen ferngehalten und stattdessen in die in gleicher Richtung wie der Verbindungssteg verlaufenden und dadurch verformungsunempfindlichen Seitenlängswände der kastenförmigen Bürstenaufnahme eingeleitet; ein derartiger Hammerbürstenhalter gewährleistet dadurch trotz vorteilhaft geringer Massenträgheit eine hohe Festigkeit mit konstantem Ansteckwinkel der in ihm gehalterten Bürste.
  • Durch eine ähnliche Spreizung des Verbindungssteges auch an dem schwenklagerungsseitigen Ende können auf eine massive durchgehende Schwenklagerungsschneide verzichtet und stattdessen an den Spreizenden in gegenseitigem Abstand lediglich zwei massekleinere Einzel-Schwenklager vorgesehen werden, in welche die auf den Verbindungssteg einwirkenden Kräfte eingeleitet werden und die aufgrund ihres Abstandes gleichzeitig die Kippsicherheit des Hammerbürstenhalters in seiner statorseitigen Gegenlagerung verbessern.
  • Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung naher erläutert; darin zeigen:
    • FIG 1-5
    in verschiedenen Ansichten bzw. Schnittbildern eine erste erfindungsgemäße Ausführung eines Kunststoff-Hammerbürstenhalters;
    FIG 6-10
    in verschiedenen Ansichten bzw. Schnittbildern eine zweite Ausführung eines erfindungsgemäßen Kunststoff-Hammerbürstenhalters;
    FIG 11-13
    zeigen einen bekannten Kunststoff-Hammerbürstenhalter, von dem in vorliegender Erfindung ausgegangen wird.
  • FIG 11 zeigt einen montagefertigen, mit sämtlichen Bauteilen bestückten Hammerbürstenhalter in Form eines einstückigen Kunststoff-Spritzgußteils mit einer kastenförmigen Bürstenaufnahme 1 an seinem einen Schwenkarm-Ende und einer durchgehenden Schneiden-Schwenklagerung 2 an seinem anderen Schwenkarm-Ende, mit einem mittigen, die kastenförmige Bürstenaufnahme 1 mit der Schwenklagerung 2 verbindenen Verbindungssteg 3 sowie mit einer auf der Rückenoberseite des Kunststoff-Spritzgußteils gehaltenen Entstördrossel 5;6 und an deren Unterseite in die kastenförmige Bürstenaufnahme 1 eingesteckter Bürste 4.
  • FIG 12 zeigt die untere Seite des noch unbestückten Kunststoff-Spritzgußteils des Hammerbürstenhalters gemäß FIG 11.
  • FIG 13 zeigt ein Schnittbild durch das ebenfalls noch unbestückte Kunststoff-Spritzgußteil des Hammerbürstenhalters gemäß Schnittverlauf XIII-XIII in FIG 11.
  • Wie insbesondere aus FIG 12 ersichtlich, sind die Schwenklagerung 2 als massive durchgehende Schneidenlagerung und der Verbindungssteg 3 jeweils mittig an diese Schneidenlagerung einerseits und an die eine Seitenquerwand 1.3 der kastenförmigen Bürstenaufnahme 1 mit ihren beiden gegenüberliegenden Seitenquerwanden 1.3 bzw.1.4 und ihren Seitenlängswänden 1.1;1.2 andererseits ausgebildet. In die nach unten offene kastenförmige Bürstenaufnahme 1 ist die Bürste 4 mit an ihrem oberen Einsteckende kontaktierter äußerer Anschlußleitung 7 kraftschlüssig eingesteckt; die um einen Eisenkern 6 gewickelte Drosselspule 5 der Entstördrossel 5;6 wird in fertigungs- und insbesondere montagetechnisch einfacher Weise dadurch auf dem - wie aus FIG 13 ersichtich - wannenförmigen Bürstenrücken fixiert, daß sie mit ihren Anschlußenden 5.1;5.2 in je eine von an das Kunststoff-Spritzgußteil angespritzten Klemmhalterungen 1.5 bzw.2.3 bei der Montage eingesteckt ist.
  • FIG 1-5 zeigen eine erste Ausführung eines erfindungsgemäßen Kunststoff-Hammerbürstenhalters, wobei zur deutlicheren Darstellung die Bestückung mit einer Bürste und einer Entstördrossel weggelassen ist. FIG 1 zeigt das aus der kastenförmigen Bürstenaufnahme 1 an dem einen Schwenkarm-Ende, der Schwenkarmlagerung 2 an dem anderen Schwenkarm-Ende und dem die Bürstenaufnahme 1 mit der und Schwenklagerung 2 verbindenden Verbindungssteg 3 bestehende einstückige Kunststoff-Spritzgußteil in seiner Unteransicht, FIG 2 in einer Seitenansicht, FIG 3 im Schnittverlauf III-III gemäß FIG 1, FIG 4 in seiner rückenseitigen Draufsicht und FIG 5 im Schnittverlauf V-V gemäß FIG 3. Erfindungsgemäß ist der Verbindungssteg 3 als dünnwandiger Mittelsteg mit in Gabeln 3.1;3.2 bzw.3.3;3.4 gespreiztem einen Ende ausgebildet, wobei diese bürstenseitigen Gabeln 3.1;3.2 nicht in der der äußeren Seitenquerwand 1.4 gegenüberliegenden Seitenquerwand 1.3 der kastenförmigen Bürstenaufnahme 1 sondern in den beiden, im wesentlichen parallel zu dem Verbindungssteg 3 verlaufenden Seitenlängswänden 1.1 bzw.1.2 münden; dadurch wird die Seitenquerwand 1.3 der kastenförmigen Bürstenaufnahme 1 in vorteilhafter Weise von Verformungen durch die Belastung des Verbindungssteg 3 freigehalten, so daß eine in die kastenförmige Bürstenaufnahme 1 eingesteckte Bürste unter sämtlichen Belastungsverhältnissen sicher und in konstantem Anstellwinkel zur von ihr beschliffenen Lamellenfläche eines Kommutators oder eines Schleifringes gehalten ist.
  • Gemäß einer weiteren, in gleichartiger Figurenfolge dargestellten erfindungsgemäßen Ausgestaltung entsprechend FIG 6-10 mündet der Verbindungssteg 3 auch an seinem anderen Ende gespreizt mit Gabeln 3.3;3.4 in zwei seitlich im Abstand zueinander angeordneten Einzel-Schwenklagern 2.1;2.2; durch die Einleitung der Belastungen des Verbindungssteges 3 über die Gabeln 3.3 bzw.3.4 in die seitlichen Einzel-Schwenklager 2.1 bzw.2.2 kann auf eine durchgehende massive Schneidenlagerung verzichtet werden, die dann notwendig ist, wenn - wie im bekannten Fall gemäß FIG 11-13 - der Verbindungssteg mittig in der Schwenklagerung 2 mündet und die Kräfte als Querkräfte von der Schwenklagerung aufgenommen werden müssen. Durch die Reduzierung der Schwenklagerung auf zwei seitliche, gegeneinander beabstandete Einzel-Schwenklager 2.1 bzw.2.2 läßt sich nicht nur die Massenträgheit des gesamten Kunststoff-Spritzgußteils vorteilhaft reduzieren sondern auch die Kippsicherheit des Hammerbürstenhalters in seiner statorseitigen Gegenlagerung verbessern.
  • Wie aus FIG 5 bzw. FIG 10 ersichtlich, ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung der Verbindungssteg 3 an seiner Rücken-Oberseite in Form einer Wanne mit seitlichen Wannen-Wandteilen 3.5;3.6 derart erweitert, daß eine Einsteckaufnahme für die Entstördrossel 5;6 entsteht; durch die in der Tiefe V-förmige Ausbildung zwischen den Gabeln 3.1;3.2 bzw.3.3;3.4 gemäß FIG 10 läßt sich zusätzlich in vorteilhafter Weise durch Einsenken der Entstördrossel 5;6 die Bauhöhe des Hammerbürstenhalters vorteilhaft vermindern.
  • In insbesondere für die Herstellung eines einstückigen Kunststoff-Spritzgußteils fertigungstechnisch und im Sinne einer geringen Massenträgheit vorteilhafter Weise sind sämtliche Wandteile sowohl der kastenförmigen Bürstenaufnahme 1 als auch des Verbindungssteges 3 mit seinen Gabeln und seiner rückenseitigen Wanne nicht nur relativ dünn sondern auch im wesentlichen mit gleicher Wandstärke ausgeführt.
  • Wie bereits bei der bekannten Ausführung gemäß FIG 11-13 vorgesehen, sind an das einstückige Kunststoff-Spritzgußteil Einstecknasen 1.5 bzw.2.3 mitangeformt, in die Wicklungsenden 5.1;5.2 der Drosselwicklung 5 im Sinne einer einfachen Einsteckhalterung eindrückbar sind. Zum Andruck des Hammerbürstenhalters über die Kohlebürste 4 an einen hier nicht dargestellten beschliffenen Kommutator bzw. Schleifring dienen in der Regel Federelemente, die in Einhängeöffnungen 3.7 des Verbindungssteges 3 mit ihrem einen Ende eingehängt werden.

Claims (10)

  1. Kunststoff-Hammerbürstenhalter in Form eines Schwenkarms für eine elektrische Maschine, insbesondere Kommutatormotor, mit einer kastenförmigen Bürstenaufnahme (1) an seinem einen Schwenkarm-Ende und zumindest einer Schwenklagerung (2) an seinem anderen Schwenkarm-Ende sowie mit einem die Schwenklagerung (2) mit der kastenförmigen Bürstenaufnahme (1) verbindenden dünnwandigen Verbindungssteg (3), der zumindest an seinem einen Ende gespreizt in die im wesentlichen zu dem Verbindungssteg (3) parallel verlaufenden Seitenlängswände (1.1 bzw.1.2) der kastenförmigen Bürstenaufnahme (1) mündet.
  2. Kunststoff-Hammerbürstenhalter nach Anspruch 1 mit einem Verbindungssteg (3), der auch an seinem anderen Ende gespreizt jeweils in einem seitlich zum dem Verbindungssteg (3) im Sinne einer Zweipunktlagerung angeordneten Einzel-Schwenklager (2.1 bzw.2.2) mündet.
  3. Kunststoff-Hammerbürstenhalter nach Anspruch 1 und/oder 2 mit einem Verbindungssteg (3) in Form eines Mittelsteges, der an seinem einen Ende bzw. an seinem anderen Ende nach Art einer Gabel (3.1;3.2 bzw.3.3;3.4) gespreizt jeweils in der kastenförmigen Bürstenaufnahme (1) bzw. in den Einzel-Schwenklagern (2.1 bzw.2.2) mündet.
  4. Kunststoff-Hammerbürstenhalter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Verbindungssteg (3), der an seiner Oberseite nach Art einer Wanne (3.5;3.6) und im Sinne einer Einleg- bzw. Einsteckaufnahme für eine Entstördrossel (5;6) ausgebildet ist.
  5. Kunststoff-Hammerbürstenhalter nach Anspruch 4 mit einem Verbindungssteg (3), der im Bereich zwischen den Gabeln (3.1;3.2 bzw.3.3;3.4) nach Art einer Wanne (3.5;3.6) ausgebildet ist.
  6. Kunststoff-Hammerbürstenhalter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bürsterhalterung (1), die Schwenklagerung (2) sowie der Verbindungssteg (3) Teile eines einstückigen Kunststoff-Spritzgußteils sind.
  7. Kunststoff-Hammerbürstenhalter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 6, mit etwa gleichen Wandstärken für die kastenförmige Bürstenaufnahme (1) bzw. den Verbindungssteg (3) bzw. die nach Art einer Wanne (3.5;3.6) ausgebildete Einleg- bzw. Einsteckaufnahme für eine Entstördrossel (5).
  8. Kunststoff-Hammerbürstenhalter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer kastenförmigen Bürstenaufnahme (1) in Form eines bürstenseitig offenen, mit einer Einsteckaufnahme für eine Bürste (4), versehenen Bürstenkastens (1.1-1.4).
  9. Kunststoff-Hammerbürstenhalter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche mit an seinem einen bzw. an seinem anderen Schwenkarm-Ende vorgesehenen, insbesondere einstückig mitangeformten, Befestigungstaschen (1.5;2.3) zur Einsteckhalterung von Wicklungsenden einer auf dem Schwenkarm-Rücken angeordneten Entstördrossel (5;6).
  10. Kunststoff-Hammerbürstenhalter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche mit einen Verbindungssteg (3) mit einer Aufnahme, insbesondere einer Einhängeöffnung (3.7), für eine Bürstenandruckfeder.
EP97102346A 1996-02-26 1997-02-13 Kunststoff-Hammerbürstenhalter Expired - Lifetime EP0791988B1 (de)

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