DD206046A1

DD206046A1 - Verfahren zum einstellen der kontaktkraft bei metallbuersten

Info

Publication number: DD206046A1
Application number: DD24113382A
Authority: DD
Inventors: Werner Krause; Heinz Lehmann; Friedrich Muschter; Rolf Schmidt
Original assignee: Elektromasch Forsch Entw
Priority date: 1982-06-28
Filing date: 1982-06-28
Publication date: 1984-01-11

Abstract

DIE ERFINDUNG BEZIEHT SICH AUF EIN VERFAHREN ZUM EINSTELLEN DER KONTAKTKRAFT BEI METALLBUERSTEN FUER KLEINE ELEKTRISCHE MASCHINEN, INSBESONDERE FUER MIKROMOTOREN. ZIEL DER ERFINDUNG IST ES, EIN VERFAHREN ZUR QUALITATIV BESSEREN UND TECHNOLOGISCH PRODUKTIVEREN EINSTELLUNG VON DEFINIERTEN KONTAKTKRAEFTEN FUER METALLBUERSTEN ZU SCHAFFEN. AUFGABE DER ERFINDUNG IST ES, BEI GROBEN TOLERANZEN DER RELATIVVERSCHIEBUNGEN DER BUERSTEN ENG TOLERIERTE KONTAKTKRAEFTE ZU REALIESIEREN. DIE ERFINDUNGSGEMAESSE EINSTELLUNG DER KONTAKTKRAFT ERFOLGT DADURCH, DAS DIE METALLBUERSTEN BEI DER ENDMOTAGE IN ENTGEGENGESETZTER RICHTUNG ZUR KONTAKTKRAFT SO WEIT GESPREIZT WERDEN BIS DIE ELASTIZITAETSGRENZE UEBERSCHRITTEN WIRDUND EINE ELASTISCH-PLASTISCHE VERFORMUNG STATTFINDET, DIE EINE DEFINIERTE KONTAKTKRAFT ERZEUGT.

Description

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Titel der Erfindung

Verfahren zum Einstellen der Kontaktkraft "bei Metallbürsten

Anwendlina;sgebiet der Erfindimg;

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren zum Einstellen der Eontaktkraft "bei Metallbürsten für kleine elektrische Maschinen» >

Charakteristik der "bekannten technischen Lösungen

Die Bürsten für kleine elektrische Maschinen sind meist dünn und werden aus hochverfestigten Metallegierungen gefertigt, um auch bei hohen Drehzahlen dem Kommutatorprofil zu folgen und verschleißfest zu sein. Sie müssen dabei sehr kleine Reibungsverluste und einen guten elektrischen Kontakt aufweisen· Da die zwei zuletzt genannten Bedingungen im Gegensatz zueinander stehen, sind eng tolerierte Kontaktkräfte zu realisieren.

Bei bekannten technischen Lösungen werden die Kontaktkräfte durch genau definierte Vorspannung der Bürste (z· B. OS-DE 2 101 29I₅ G3-B3 840 385, GB-PS 1 042 385) oder durch spezielle Federelemente (z* B. AS-DE 1 226 702, OS-DE 2 812 214) erzeugt· Diese technischen Lösungen wirken sich negativ auf die Montagetechnologie und auf die Qualität der Einstellung der Kontaktkräfte dar Bürsten aus· Es müssen vor und/oder während der Montage von Bürsten und Kommutator solche geometrischen Verhältnisse geschaffen werden, daß sich nach Abschluß der Montage definierte Kontaktkräfte einstellen. Da die Einflußfaktoren3 die diesen Vorgang quantitativ bestimmen, von äußerst komplexer ITatur sind, ist es erforderlich, vorher einen Sollsustand der Metallbürsten einzustellen.

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Dieser Sollzustand charakterisiert die Lage und die Forin der Bürste im kräftefreien Zustand, der durch Biegen oder Lageänderung herbeigeführt wird. Das Biegen der dünnen _? harten Bürsten in einen genauen Sollzustand ist technologisch aufwendig. Der Aufwand liegt in der Bereitstellung hochwertiger Biegewerkzeuge, die "berücksichtigen, daß die Biegeform nicht mit der angestrebten Sollform identisch ist« Wegen der hohen Elastizität der Metallbürsten bewirken geringfügige Toleranzbreiten im Sollzustand beachtliche Schwankungen der Xontaktkraft (s. Fig· 1). Die tatsächlichen Toleranzen zum Sollzustand werden dabei nicht nur durch die Bürste selbst sondern auch durch-die Befestigungselemente und die Technologie der Vormontage der Bürsten bestimmt* Zusätzliche aufwendige Arbeitsgänge zur Kontrolle und ggf · ITacigu stage der Bürsten sind erforderlich· Eng tolerierte Kontaktkräfte erfordern somit geringe Bauteiltoleranzen bezüglich Form und Lage und eine besondere Montagetechnologie.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die o, g» Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren zur qualitativ besseren und technologisch produktiveren Einstellung von definierten Eontaktkräften für Metallbürsten zu schaffen·

Darlegung; des Wesens der Erfindung;.

Die Realisierung von Kentaktkräften hängt ab von der Große der eingeprägten HelatiwerSchiebung zwischen Metallbürste und Kommutator· Über schreitet man die Elastizitätsgrenze, dann ist der Zusammenhang zwischen Eelati wer Schiebung und Kontaktkräften nicht linear· Die Erfindung beruht auf diesem physikalischen Tatbestand und ermöglicht es, bei groben Toleranzen für die EalatiwerSchiebung eng tolerierte Kontaktkräfte zu realisieren» Voraussetzung dafür ist, daß die Elastizitätsgrenze ausreichend überschritten wird, so daß plastische Verformungen durch gezieltes ⁿuberspreizen^sl der Bürsten während der Endmontage erreicht werden· Dadurch erübri-

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gen sich die Arbeitsschritte zur Realisierung des ursprünglich üblichen SollzuStandes. Unter gezieltem "Überspreizen" ist das Einprägen von Relatiwerschiebungen entgegen der Richtung der Kontaktkraft zu verstehen, die zur Überschreitung der Elastizitätsgrenze der Bürste führen» Das Maß des "Über Spreizens'¹ ist unabhängig vom Ausgangszustand ein Maß für die sich im Betriebszustand einstellende Ebntaktkraft»

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Die Erfindung wird am folgenden Beispiel näher erläutert.

In der Zeichnung sind:

Fig. 1: die graphische Darstellung einer Kraft als Funktion von der Verformung

Fig. 2: eine Metallbürste für kleine elektrische Maschinen

Fig· 3^: eine schematische. Darstellung der geometrischen Verhältnisse zwischen Kommutator und Bürste bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens

Die Anwendung der Erfindung ist nicht beschränkt auf spezielle Bürstenforrnen, allerdings sind bestimmte geometrische und materialmäßige Voraussetzungen erforderlich, damit sich die beabsichtigten elastisch-plastischen Verformungen erzielen lassen·

Eine z· B· großzügig toleriert gebogene Metallbürste 1 , gemäß U¹Ig* 2 ist als Kammbürste mit Fingern 2 ausgeführt. Wegen der Beanspruchung der Bürste auf Biegung stellt sich auch bei Materialien mit nicht ausgeprägtem Fließverhalten der in Fig^:· 1 dargestellte Zusammenhang ein· Das "Üb er spreiz en" der Bürste während der Montage ist verbunden mit dem Einstellen von plastischen Verformungen in der Bürste. Dabei wird die in bezug auf den Kommutator 4· durch eine Befestigungsstelle 3 räumlich fixierte Bürste 1 in entgegengesetzter Richtung zur

Kontaktkraft Ms in die Montage lage ML gespreizt. In dieser Lage wird die Elastizitätsgrenze überschritten und es entsteht eine Rückstellkraft, die einer definierten Eontaktkraft der Bürste in der Betriebslage BL ent spricht· Dadurch wird eine gewünschte Kontaktkraft zwischen Bürste 1 und Kommutator eingestellt·

Claims

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Erfindung; sanspruch

Verfahren zum Einstellen der Kontaktkraft bei Metallbürsten für kleine elektrische Maschinen, insbesondere für Mikroinotoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbürsten bei der Endmontage in entgegengesetzter Sichtung zur Kontaktkraft soweit gespreizt werden, bis die Elastizitätsgrenze überschritten wird und eine, elastisch-plastische Verformung stattfindet, die eine definierte Kontaktkraft erzeugt«

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen