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Die Erfindung bezieht sich auf eine Haltevorrichtung für Schleifbürsten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei kleinen Elektromotoren werden die Schleifbürsten mit den Kommutatoren federnd in Berührung gebracht durch Halteplatten aus einem elastischen, elektrisch leitenden Material, mit denen sie elektrisch verbunden sind.
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Aus dem DE-GM 18 14 752 und der DE-OS 23 30 680 sind Haltevorrichtungen für Schleifbürsten bekannt, bei denen an den Rändern einer Bürsteneinsetzöffnung in einer Halteplatte Lappen freigestanzt und aufgebogen sind, die das eingesetzte Kopfende einer Schleifbürste erfassen und festhalten sollen. Diese Lappen nehmen den Bürstenkopf zwischen ihren scharfen Kanten auf, wobei der an die Lappen angrenzende Rest der Halteplatte und abgewinkelte Randabschnitte derselben praktisch nicht verformt werden. Diese Ausbildung hat den Nachteil, daß die verhältnismäßig starren Lappen eine beträchtliche Kraft auf den Bürstenkopf ausüben müssen, um die Schleifbürste, die mit dem Kommutator in federnder Berührung steht, sicher halten zu können, wodurch die scharfen Kanten in die Oberfläche des Bürstenkopfes einschneiden und das gewöhnlich brüchige Material auf die Dauer beschädigen, was zu einem fehlerhaften Sitz der Schleifbürste und zu einer verringerten Nutzungsdauer führen kann. Es besteht auch die Möglichkeit, daß sich die Schleifbürste wegen der geringen elastischen Verformbarkeit der Lappen in unerwünschter Weise von der Haltevorrichtung löst. Eine ähnliche Haltevorrichtung mit den beschriebenen Nachteilen ist auch aus der GB-PS 11 47 357 bekannt.
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Aus der US-PS 40 85 346 ist ferner eine Haltevorrichtung für Schleifbürsten mit einem schwalbenschwanzförmigen Bürstenkopf bekannt, bei der sich geradlinig ausgebildete Lappen an die schrägverlaufenden Seitenflächen des Bürstenkopfes anlegen, wobei hier die Schleifbürste nicht durch die Elastizität der Lappen, sondern durch deren Eingriff in die seitlichen Aussparungen des Bürstenkopfes gehalten ist.
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Zur Herabsetzung des Kontaktdruckes der Bürsten auf die Kommutatoren wird neuerdings angestrebt, ein dünneres Material für die Halteplatte zu verwenden und deshalb die Breite derselben zu vergrößern, damit die mechanische Festigkeit der Halteplatte gewährleistet ist. Eine übermäßige Verbreitung der Halteplatte relativ zur Breite der Bürste ist dabei unerwünscht, da innerhalb des Motors nur ein begrenzter Raum zur Verfügung steht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Haltevorrichtung der betrachteten Art so weiter zu entwickeln, daß ein einwandfreier Sitz der Bürste gewährleistet und ihre Beschädigung vermieden ist.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung hat freigestanzte und aufgebogene Lappen mit einem annähernd L-förmigen Querschnitt, die den Bürstenkopf federnd zwischen sich erfassen, wobei die Basisabschnitte der Lappen auf eine Höhe oberhalb der Ebene der Halteplatte angehoben sind und die abgewinkelten Randabschnitte durch das Anheben der Basisabschnitte einer elastischen Verformung unterworfen sind. Damit ist ein sich praktisch über die gesamte Halteplatte erstreckender Bereich elastischer Verformung geschaffen, der einen einwandfreien Sitz der Bürste gewährleistet. Eine Beschädigung des Bürstenkopfes ist mit Sicherheit vermieden.
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Die annähernd L-förmige Querschnittsform der freigestanzten Lappen mit einem Winkel von über 90° zwischen dem aufgebogenen Abschnitt und dem Basisabschnitt ruft bei dem Anmeldungsgegenstand nicht nur die Einbeziehung der abgewinkelten Randabschnitte der Halteplatte in die elastische Verformung der Haltevorrichtung hervor, sondern sie verhindert zugleich ein unerwünschtes Lösen des Bürstenkopfes aus der Halterung dadurch, daß bei einer etwaigen Bewegung des Bürstenkopfes in Freigaberichtung die Klemmkraft zwischen den Lappen infolge deren besonderer Form erheblich ansteigt. Auch dabei ist ausgeschlossen, daß es zu Beschädigungen des Bürstenkopfes kommt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß sich auch an den beiden anderen Seiten der Öffnung freigestanzte und L-förmig aufgebogene Lappen gegenüberstehen, die die Schleifbürste zwischen sich einklemmen. Der Anpassung der Haltekraft des ersten und/oder des zweiten Lappenpaares an die jeweiligen Anforderungen kann ein weiteres Merkmal dienen, wonach die Ausschnitte beiderseits der L-förmigen Lappen in geeigneten Abmessungen rechteckig oder rund ausgebildet sind.
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Mit der Erfindung ist eine Haltevorrichtung geschaffen, deren Lappen vermöge der sie flankierenden Ausschnitte nahe den abgewinkelten Randabschnitten der Platte verformende Kräfte auf die letzteren übertragen und sich so vermöge ihrer L-Form flächig an den Bürstenkopf anlegen können, ohne diesen zu beschädigen.
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Nachstehend ist die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigt
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Fig. 1 in perspektivischer Ansicht eine bekannte Bürstenhaltevorrichtung mit eingesetzter Bürste zur Erläuterung des Prinzips derselben,
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Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-A&min; in Fig. 1,
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Fig. 3 denselben Schnitt vor dem Einsetzen der Bürste,
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Fig. 4 in Aufsicht eine Bürstenhaltevorrichtung gemäß der Erfindung und
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Fig. 5 dieselbe in perspektivischer Ansicht mit eingesetzter Bürste,
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Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie B-B&min; in Fig. 5 und
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Fig. 7 denselben Schnitt vor dem Einsetzen der Bürste,
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Fig. 8 in Aufsicht eine andere Ausführungsform der Bürstenhaltevorrichtung gemäß der Erfindung und
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Fig. 9 dieselbe in perspektivischer Ansicht mit eingesetzter Bürste,
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Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie C-C&min; in Fig. 9 und
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Fig. 11 einen Schnitt nach der Linie D-D&min; in Fig. 9,
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Fig. 12 eine vergrößerte Teilaufsicht mit einer anderen Form der Ausschnitte.
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Gemäß Fig. 1 bis 3 ist eine Schleifbürste, z. B. eine Kohlebürste 1, die mit ihrer Stirnfläche 5 am Kommutator eines Motors zur Anlage kommen soll, mit ihrem Kopf 2 in einer Halteplatte 3 zwischen zwei Lappen 4 gehalten, die durch Freischneiden und Aufbiegen von gegenüberliegenden Randabschnitten einer Öffnung 7 in der Halteplatte gebildet sind und an den Seitenflächen 6 des Kopfes 2 federnd angreifen. Zu ihrer Verstärkung ist die Halteplatte 3 mit abgewinkelten Außenrändern 8 versehen. Zum Anbringen der Bürste 1 an der Halteplatte 3 wird die Bürste in Richtung des Pfeils in Fig. 3 in die Öffnung 7 zwischen die Lappen 4 gedrückt, die durch ihre Elastizität in ihre Ausgangslage zurückzufedern suchen und so die Bürste zwischen sich einklemmen, wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht. Da jedoch bei dieser Halterung die federnden Lappen 4 die Seitenflächen 6 des Bürstenkopfes mit den Kanten ihrer Ränder erfassen, ist der Kopf 2 häufig Beschädigungen ausgesetzt.
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Aus dieser Erkenntnis heraus ist die Bürstenhaltevorrichtung gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß in der Halteplatte freigestanzte und L-förmig aufgebogene Lappen im ganzen frei beweglich sind, während die elastische Verformung von abgewinkelten Randabschnitten der Halteplatte außerhalb der Lappen dazu ausgenutzt wird, die Bürste zwischen den Innenflächen der aufgebogenen Lappenschenkel federnd zu erfassen. Eine entsprechende Ausführungsform ist in Fig. 4 bis 7 dargestellt und nachstehend beschrieben.
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Hier weist die Halteplatte 3&min; zwei L-förmige Lappen 4&min; auf, die durch Ausschnitte 10 freigestanzt und durch Abwinkeln der Enden zur L-Form gebogen sind, so daß zwischen deren aufgebogenen äußeren Schenkeln 11 und inneren flachen Schenkeln 12 rückspringende Ecken 9 bestehen. An den Längsseiten der Halteplatte sind Ränder 8 vorgesehen, die elastisch verformbare Abschnitte 13 aufweisen.
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Seit Jahren besteht zunehmend das Bestreben, die Dicke der Halteplatte zu verringern, um den Kontaktdruck der Bürste auf den Kommutator herabzusetzen, und dementsprechend die Halteplatte zu verbreitern, um ihre mechanische Festigkeit zu steigern. Doch ist im Hinblick auf den begrenzten Raum im Innern des Motors eine übermäßige Vergrößerung der Plattenbreite relativ zur Breite der Bürste unerwünscht. Als Ausweg werden gewöhnlich an beiden Seiten der Platte 3 (Fig. 1 bis 3) abgewinkelte Ränder angeformt. Bei der vorliegenden Ausführung werden für diesen Zweck abgewinkelte Randabschnitte 8 von einer Länge, die sich über den der Bürstenhalterung dienenden Bereich erstreckt, als ausreichend angesehen, ohne daß es erforderlich wäre, abgewinkelte Ränder über die ganze Länge der Halteplatte vorzusehen. Das bedeutet, daß die Länge der abgewinkelten Randabschnitte 8 an der Halteplatte 3&min; unter Berücksichtigung ihrer Wirkung auf den Kontaktdruck der Bürste 1 gegenüber dem Kommutator bestimmt ist.
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Die Länge l (Fig. 7) der aufgebogenen äußeren Schenkel 11 und der flachen inneren Schenkel 12 der beiden Lappen 4&min; liegt in der Größenanordnung eines Mehrfachen der Dicke t der Halteplatte 3&min; und damit der Dicke der Lappen 4&min;. Damit die Elastizität der aufgebogenen Schenkel 11 allein beim Festhalten der Bürste 1 an deren Kopf 2 keine Beschädigungen hervorrufen, sind erfindungsgemäß die Ausschnitte 10 beiderseits der Lappen 4&min; ausgeklinkt, damit die Lappen leichter federnd nachgeben können, was außerdem durch die elastische Deformation der abgewinkelten Randabschnitte 8 der Halteplatte 3&min; erleichtert wird.
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Beim Anbringen der Bürste 1 an der Halteplatte 3&min; wird die Bürste, wie in Fig. 7 gezeigt, an die Platte angesetzt und in diese in Richtung des Pfeils eingedrückt. Hierdurch werden die inneren Schenkel 12 der Lappen 4&min; unter elastischer Verformung der aufgebogenen Randabschnitte 8auseinander gepreßt, wobei die Innenflächen der aufgebogenen äußeren Schenkel 11 der Lappen 4&min; sich an die Seitenflächen des Bürstenkopfs 2 anlegen. Die Halteplatte 3&min; nimmt also nach dem Einsetzen der Bürste 1 die aus Fig. 5 und 6 ersichtliche Form an, indem die abgewinkelten Randabschnitte 8 unter elastischer Verformung nach außen abgebogen sind. Somit wird die Bürste vermöge der Elastizität der abgebogenen Randabschnitte festgehalten. Dabei wird die elastische Verformung der Randabschnitte durch die Ausschnitte 10 erleichtert, die sich bis zum Fuß der Randabschnitte erstrecken, wie aus Fig. 4 und 5 hervorgeht. Die Tiefe der Ausschnitte 10 kann von der Dicke der Halteplatte 3&min; (I), von der Höhe der abgewinkelten Randabschnitte 8 (II) usw. abhängig gemacht werden, um so die Größe der durch die Verformung der Randabschnitte 8 verursachten elastischen Kraft auf einen gewünschten Wert auszulegen. Dies kann dazu führen, daß die Tiefe der Ausschnitte 10 in manchen Fällen sich nicht ganz bis zum Fuß der abgewinkelten Randabschnitte 8 erstreckt oder in anderen Fällen in diese einschneidet, je nach den vorgenannten Bedingungen I und II. Jedenfalls bewirkt bei der Ausführungsform der Fig. 4 und 5 die elastische Deformation der Randabschnitte 8 eine kräftige Halterung der Bürste.
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Wenn anders als bei der mit Bezug auf Fig. 4 bis 7 beschriebenen eine Halteplatte ohne abgewinkelte Randabschnitte 8 vorgesehen wird, so werden hierbei die Lappen 4&min; relativ zur Halteplatte 3&min; an den Ausschnitten elastisch ausgebogen, indem die Elastizität der Halteplatte 3&min; selbst ausgenutzt wird. Wenn in diesem Fall die durch die elastische Verformung der Halteplatte ausgelöste Haltekraft so weit reduziert wird, daß der Bürstenkopf 2 nicht beschädigt werden kann, müssen die Ausschnitte 10 eine beachtliche Tiefe erhalten. Damit würde die mechanische Festigkeit der Halteplatte 3&min; unvermeidbar herabgesetzt werden. Wenn dagegen die Breite der Halteplatte 3&min; erhöht wird, um die mechanische Festigkeit derselben zu steigern, würde die vorerwähnte Federkraft unerwünscht ansteigen. Im Fall der vorliegenden Erfindung dienen daher die abgewinkelten Randabschnitte 8 dazu, die elastische Deformation aufzunehmen, unabhängig von dem flachen Teil der Halteplatte, wodurch die Festlegung der Federkraft erleichtert wird.
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Sind bisher zwei L-förmige Lappen 4&min; angegeben, die in Längsrichtung der Halteplatte einander gegenüberstehen, so sind bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zusätzlich zu diesem ersten Lappenpaar zwei weitere Lappen mit L-förmigem Querschnitt quer zur Halteplatte vorgesehen, wie nachstehend mit Bezug auf Fig. 8 bis 12 beschrieben ist.
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Bei der Ausführung der Fig. 8 bis 12, in denen der Fig. 4 bis 7 entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen tragen, werden von den Ausschnitten 10 außer den beiden L- förmigen Lappen 4&min;, die in Längsrichtung der Halteplatte verlaufen, zwei weitere L-förmige Lappen 14 flankiert, die mit ihren Grundlinien 15 in Verlängerung von Querkanten 17 der Ausschnitte 10 quer zur Halteplatte ausgerichtet sind und die mit ihren aufgebogenen Schenkeln an den Seitenflächen 16 des Bürstenkopfes 2 zur Anlage kommen.
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Beim Anbringen der Schleifbürste 1 wird diese also in die Öffnung 7 zwischen beide Lappenpaare 4&min; und 14 eingedrückt. Beim Einführen kommen zunächst die Seitenflächen 6 der Bürste 1 mit den Ecken 9 des ersten Lappenpaares 4&min; in Berührung, so daß die Innenschenkel 12 dieser Lappen um einen Winkel gegenüber der flachen Oberfläche der Halteplatte leicht angehoben werden. Somit wird die Halteplatte 3&min; derart elastisch verformt, daß die abgewinkelten Randabschnitte 8 beim Eindrücken der Bürste 1 in die Öffnung 7 nach außen ausweichen und so die Bürste durch die Elastizität, mit der die Randabschnitte 8 in die Ausgangslage zurückstreben, mittels der Lappen 4&min; festgehalten wird. Wie bei der Ausführungsform der Fig. 4 bis 7 sind die Ausschnitte 10 dazu vorgesehen, die elastische Verformung der Randabschnitte zu erleichtern. Die Form der Ausschnitte 10 ist nicht auf ein Rechteck beschränkt, vielmehr können die Kanten 17 abgerundet sein, um die Elastizität der Lappen auf einen gewünschten Wert auszulegen. Auch können die Ausschnitte 10 über die Grundlinien 15 hinaus weiter ausgestanzt werden, indem etwa der in Fig. 12 schraffierte Bereich ebenfalls entfernt wird.
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Andererseits sind die Grundlinien 15 der quer zur Halteplatte 3&min; angeordneten zweiten Lappen 14 einer Ablenkung unterworfen, infolge der auswärts gerichteten elastischen Deformation der Randabschnitte 8, derart, daß die Grundlinie 15 im mittleren Bereich nach oben durchgebogen wird, wie in Fig. 10 angedeutet ist. Demzufolge stehen die zweiten Lappen 14 unter einer Kraft in Richtung auf die Bürste 1, so daß sie an die Seitenflächen 16 derselben angepreßt werden und die Bürste gegen Längs- und Querbewegungen gesichert ist.
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Alles in allem gibt die Haltevorrichtung der Erfindung die Gewähr, daß an der Schleifbürste keine Beschädigungen hervorgerufen werden können, weil an beiden Seiten der Halteplatte abgewinkelte Randabschnitte ausgebildet sind, an die sich nach innen zu von Ausschnitten in der Platte flankierte L-förmige Lappen anschließen, die auf diese Weise unter Verformung der Randabschnitte im ganzen frei beweglich sind. Ferner ermöglicht die Erfindung, die Schleifbürste in Quer- und in Längsrichtung unbeweglich zu halten, indem ein zweites Paar federnder Lappen quer zum ersten Lappenpaar vorgesehen ist. Schließlich ermöglichen die beiderseits der federnden Lappen in der Halteplatte vorgesehenen Ausschnitte, die Federkraft der Lappen den Erfordernissen entsprechend zu bemessen.