DE4114738A1 - Elektromotor sowie verfahren zur herstellung eines solchen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen. Insbesondere jedoch betrifft die Erfindung einen Bürstenstromabnehmer für einen Elektromotor bzw. eine Anordnung, die einen Kurzschluß zwischen den Bürstenblättern des Motors und Kommutators verhindert, wenn die Bürsten abgenutzt sind.

Der Bürstenstromabnehmer bei Kleinmotoren, insbesondere Permanentmagnet- Gleichstrom-Kleinmotoren, weist eine Kohlebürste auf, die an einem Ende eines federelastischen, elektrisch leitenden Arms - dem Bürstenblatt - gehalten ist. Das Bürstenblatt dient zur Vorspannung der Bürste gegenüber einem Kommutator an der Motorwelle. Üblicherweise ist der Bürstenstromabnehmer in einer Abschlußkappe montiert, die ein Lager für die Motorwelle trägt und ein Bauteil der Motorbaugruppe bildet.

Mit fortschreitender Abnutzung der Bürste nähert sich das diese tragende Bürstenblatt dem Kommutator. Dabei besteht die Gefahr, daß das Bürstenblatt auf dem Kommutator schleift, sich insbesondere zwischen den Kommutatorsegmenten verfängt und mit dem rotierenden Kommutator mitgeschleppt wird. Dies wiederum kann zur Folge haben, daß die Bürste oder das Bürstenblatt einen elektrischen Kontakt mit der anderen Bürste oder dem anderen Bürstenblatt herstellt, und zwar direkt oder über das Kommutatorsegment. Ein solcher Kurzschluß zwischen den Bürstenblättern kann sehr gefährlich sein und birgt das Risiko eines Motorbrandes bei manchen Permanentmagnet-Gleichstrom-Kleinmotoranwendungen.

In der GB-PS 22 01 299 A ist eine Anordnung getroffen, bei welcher Stopper verhindern, daß die Bürstenblätter zu nahe an den Kommutator herankommen. Diese Stopper sind einstückig mit der aus Kunststoff bestehenden Bürstenhaltekonstruktion ausgebildet. In der Praxis aber kann die während des Betriebs des Motors entstehende Wärme zu einer Instabilität des Kunststoffmaterials der Stopperteile führen, weshalb in manchen Fällen dieses Problem durch die Verwendung von Metallstoppern gelöst werden sollte. Dies aber erfordert eine absolut zuverlässige Befestigung der Motorteile in ihrer Position und darüber hinaus einen separaten Schritt entweder bei der Hersellung des Motors oder beim Zusammenbau der Motorteile.

Damit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung ohne die vorstehend geschilderten Nachteile zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird bei einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des Vorrichtungs- und des Verfahrenshauptanspruches erfindungsgemäß durch deren kennzeichnende Merkmale gelöst.

Dazu weist ein erfindungsgemäßer Elektromotor mit einem Kommutator und einem Paar Bürstenblätter, deren jedes eine Bürste trägt und zur Herstellung eines elektrischen Kontakts mit dem Kommutator gegenüber diesem vorspannt, einen Stopper für jedes Bürstenblatt auf, der eine zu große Annäherung des Bürstenblatts an den Kommutator verhindert, eine Abschlußkappe, in welcher die Stopper montiert sind, und externe Klemmen, die sich durch die Kappe erstrecken und die elektrische Verbindung mit dem betreffenden der Bürstenblätter herstellen und die Stopper gegen die Abschlußkappe drücken und in Position halten.

Die Stopper können L-förmig und die Abschlußkappen mit entsprechenden Vertiefungen ausgebildet sein, in welchen die Kniestücke der Stopper gleitend befestigt werden können.

Die Stopper können aus Metall hergestellt sein.

Bei dem erfindungsgeäßen Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors mit einem Kommutator und einem Paar Bürstenblätter, deren jedes eine Bürste und einen eine zu große Annäherung des Bürstenblatts an den Kommutator verhindernden Stopper aufweist, mit einer Abschlußkappe, in der die Stopper gleitend gehalten sind, und mit externen Klemmen zur Herstellung der elektrischen Verbindung mit dem betreffenden der Bürstenblätter werden die Stopper an der Abschlußkappe befestigt und die externen Klemmen durch die Abschlußkappe hindurchgeführt, damit sie die Stopper in ihre Lage drücken und dort halten.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Darin zeigt

Fig. 1 eine isometrische, zum Teil ausgebrochene Darstellung des Motors mit abgenommener Abschlußkappe,

Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht der Abschlußkappe,

Fig. 3 eine innere Endansicht der Abschlußkappe.

Der in Fig. 1 gezeigte Motor zeigt eine Welle 10 mit einem gewickelten Anker 11 und einem Kommutator 12. In einem Gehäuse 13 sind zwei Feldmagneten 14 und ein Endlager 15 für die Halterung der Welle 10 montiert.

In den Fig. 2 und 3 bildet eine geformte Kunststoff-Abschlußkappe 16 einen Kunststoff-Bürstenhalter, der zwei Bürstenarme trägt. Jeder Bürstenarm besteht aus einem Klemmenteil 17, das in Vertiefungen in dem Bürstenhalter gehalten und mit einem federelastischen Bürstenhalterteil oder Bürstenblatt 18 verbunden ist. Eine Bürste 18A ist durch das freie Ende des Bürstenblatts 18 gehalten und wird bei Einsatz derart beaufschlagt, daß es mit dem Kommutator 12 in Kontakt gelangt. L-förmige, bewegungsstarre Metallstopper 19 sind in Vertiefungen eingesetzt, die in dem Bürstenhalter ausgebildet sind und das Kniestück jedes Stoppers 19 umfassen. Die Enden jedes Stoppers 18 erstrecken sich derart, daß sie radial inneralb des betreffenden Bürstenblatts 18 an einer Stelle liegen, an der sie an den Blättern anliegen und verhindern, daß diese sich bei Einsatz zu nahe an die Außenfläche des Kommutators 12 heranbewegen. Dies verhindert auch, daß die Blätter direkt an dem Kommutator anliegen, wenn eine der Bürsten 19 abgenutzt ist und die Bürstenblätter nicht mehr von der Kommutatoroberfläche fernhält.

Eine für jede Bürste vorgesehene externe Klemme, die mit einem entsprechenden Klemmenteil elektrisch verbunden ist, erstreckt sich durch den Kunststoff-Bürstenhalter und ist dort via Preßsitz in ihrer Lage gesichert. Die Klemmen 21 zeigen Lippen 22, die an den Kniestücken der Stopper 19 anliegen und diese in den Vertiefungen 20 des Bürstenhalters sicher halten. Ein Endlager 23 ist an der Abschlußkappe montiert und stützt ein Ende der Welle 10.

Wie zu bemerken ist, sind die Stopper 19 durch die Vertiefungen 20 des Halters in der gewählten korrekten Orientierung bzw. Ausrichtung gehalten, wobei die Vertiefungen das Kniestück jedes Stoppers umgreifen, und die Stopper 19 werden durch die Lippen 22 gegen die Abschlußkappe gehalten. Auf diese Weise werden die Stopper 19 zum Beispiel ohne die Anordnung von Kunststoff-Widerhaken oder Vorsprüngen in dem Bürstenhalter in der richtigen Lage gehalten. Widerhaken und dergleichen hätten den Nachteil, daß sie bei Wärmeeinwirkung auf die Abschlußkappe, was bei Einsatz des Motors normalerweise der Fall ist, eine zumindest bis zu einem gewissen Grad unzuverlässige Befestigungsart darstellen würden.

Die Lippen 22 können auch anders geformt und zum Beispiel als "geschwollene" oder verdickte Enden der Klemmen ausgebildet sein. Normalerweise aber, wie das auch gezeigt ist, werden die Lippen 21 gebildet durch die umgekanteten bzw. umgelegten Endteile der Klemmen 21.

Um den vorstehend beschriebenen Motor zusammenzubauen, werden die L-förmigen Stopper angebracht, indem ihre Kniestücke in die Vertiefungen 20 geschoben werden, die in dem Bürstenhalter ausgebildet sind. Die Klemmen 21, die mit dem Verbindungs- bzw. Anschlußteil 17 fest bzw. starr verbunden und mit den Bürstenblättern 18 und den dort bereits angebrachten Bürsten 18A versehen sind, werden dann in die in dem Bürstenhalter ausgebildeten Schlitze und durch den Bürstenhalter hindurchgedrückt, bis die Lippen 22 an den Stoppern 19 anliegen und diese fest bzw. mit großer Kraft gegen die Innenseite des Bürstenhalters drücken. Zur Anordnung und Sicherung der Stopper 19 in ihrer Position ist weder eine spanende Bearbeitung noch ein gesondeter Herstellungsschritt notwendig.

Die Klemmen 21 und das Anschluß- bzw. Verbindungsteil 17 können einstückig aus einem geeigneten elektrisch leitenden Plattenmaterial hergestellt sein, und zwar je nach Erfordernis durch Stanzen oder Pressen.

Claims (5)

1. Elektromotor mit einem Kommutator und einem Paar Bürstenblätter, deren jedes eine Bürste trägt und diese zur Herstellung des elektrischen Kontakts mit dem Kommutator gegenüber diesem vorspannt, gekennzeichnet durch einen für jedes Bürstenblatt (18) vorgesehenen Stopper (19) zur Verhinderung einer zu starken Annäherung des Bürstenblatts an den Kommutator (12), eine Abschlußkappe (16), in welcher die Stopper (19) montiert sind, und zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit den jeweiligen Bürstenblättern (18) durch die Abschlußkappe (16) hindurchführende externe Klemmen (21), die die Stopper (19) an die Abschlußkappe (16) drücken und dort in ihrer Position halten.

2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopper (19) L-förmig und die Abschlußkappen (16) jeweils mit Vertiefungen (20) ausgebildet sind, in welche die Kniestücke der Stopper (19) gleitend eingesetzt bzw. eingeschoben werden können.

3. Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopper (19) aus metallischem Material hergestellt sind.

4. Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors mit einem Kommutator und einem Paar Bürstenhalter, deren jedes eine Bürste und einen Stopper zur Verhinderung dessen trägt, daß das Bürstenblatt zu nahe an den Kommutator herangelangt, mit einer Abschlußkappe, in der die Stopper gleitend bzw. verschiebbar montiert sind, und mit externen Klemmen zur Herstelung einer elektrischen Verbindung mit den jeweiligen Bürstenblättern, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopper (19) an der Abschlußkappe (16) angebracht werden, indem die externen Klemmen (21) derart durch die Abschlußkappe hindurchgeführt werden, daß sie die Stopper (19) in ihre Position zwingen und dort festhalten.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Bürstenblätter (18) fest bzw. bewegungsfest an den externen Klemmen (21) angebracht werden, bevor die externen Klemmen durch die Abschlußkappe (16) hindurchgeführt werden.