DE4301919A1 - - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf elastische Metallkontaktbürsten zum Gebrauch in elektrischen Motoren, insbesondere auf elastische Metallkontaktbürsten in Rege­ lungssystemen in elektrischen Gleichstrom-Windschutzscheiben-Wischermotoren zur Verwendung in Motorfahrzeugen.

Windschutzscheiben-Wischermotoren für Motorfahrzeuge sind üblicherweise mit ei­ nem Regelungssystem versehen, das in ein Schaltgetriebeteil des Windschutzscheiben- Wischermotors eingebaut ist, wobei das Regelungssystem eine Reihe elastischer Me­ tallkontaktbürsten aufweist, die im Eingriff stehen mit einem rotierenden Kontaktbau­ teil auf einem der Zahnräder des Motors. Diese elastischen Kontaktbürsten bilden einen Teil des Geschwindigkeitsregelungssystems sowohl für den Windschutzscheiben- Wischermotor als auch für ein Ruhestellungs-Anhaltesystem, das betriebsfähig wird, wenn der Windschutzscheiben-Wischermotor ausgeschaltet wird, um sicherzustellen, daß die Windschutzscheiben-Wischerblätter, die mit dem Motor verbunden sind, in der korrekten Position auf der Windschutzscheibe eines Motorfahrzeuges, an das der Windschutzscheiben-Wischermotor angebracht ist, anhalten. Eine elastische Metall­ kontaktbürste, die zur Verwendung in solch einem Regelungssystem geeignet ist, wird in GB-A-21 08 776 dargelegt und beansprucht. Die vorliegende Erfindung ist eine Verbesserung der in GB-A-21 08 776 dargelegten elastischen Metallkontaktbürste.

Eine elastische Metallkontaktbürste gemäß der vorliegenden Erfindung zum Ge­ brauch beim Regeln eines elektrischen Motors weist ein streifenähnliches Metallbauteil auf, das an dessen einem Ende einen Kontaktkopf, der in einem Winkel zu der Ebene des streifenähnlichen Bauteils vorragt, und an dessen anderem Ende ein Befestigungsmittel besitzt, wobei der Kontaktkopf ein integrales Teilstück des streifenähnlichen Bauteils ist und gebildet wird durch die Nebeneinandersetzung von zwei flachen ohrähnlichen Vorsprüngen, die auf dem streifenähnlichen Bauteil dessen einem Ende benachbart ge­ bildet sind, wobei jeder ohrähnliche Vorsprung anfangs bei einer jeweiligen Kante von und in der Ebene von dem streifenähnlichen Bauteil dessen einem Ende benachbart angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkopf gebildet wird, indem zuerst jeder ohrähnliche Vorsprung um einen Winkel von 180° gebogen wird, um ihn in engem Kontakt mit einem zentralen Teilstück des streifenähnlichen Bauteils dem einen Ende benachbart zur Herstellung eines Kopfteilstückes zu plazieren, das minde­ stens die doppelte Dicke des streifenähnlichen Bauteils besitzt, und indem dann das so geformte Kopfteilstück in einem Winkel zu der Ebene des streifenähnlichen Bauteils entlang einer dem Kopfteilstück benachbarten Linie gebogen wird, die sich in rechten Winkeln zu einer longitudinalen Achse des streifenähnlichen Bauteils erstreckt.

Die ohrähnlichen Vorsprünge werden vorzugsweise entlang dessen Kanten geformt, so daß, wenn die ohrähnlichen Vorsprünge um 1800 in einen Kontakt mit dem zentralen Teilstück des streifenähnlichen Bauteils gebogen werden, Teilstücke der Kanten der ohrähnlichen Vorsprünge in Kontakt miteinander entlang der longitudinalen Achse des streifenähnlichen Bauteils kommen.

Vorteilhafterweise wird auch eine verstärkende Rippe in dem streifenähnlichen Bau­ teil der Biegelinie benachbart gebildet, um welche das Kopfteilstück relativ zu dem streifenähnlichen Bauteil gebogen wird, wobei die verstärkende Rippe hilft, den Kon­ taktkopf in einem gewünschten Winkel zu dem streifenähnlichen Bauteil während des Gebrauchs der Bürste aufrechtzuerhalten.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das strei­ fenähnliche Bauteil aus einem elastischen Metallblatt geformt, so daß die Körnungsrich­ tung des Blattes sich entlang der longitudinalen Achse des streifenähnlichen Bauteils erstreckt.

Die Erfindung und wie sie ausgeführt werden kann werden hieran anschließend im besonderen beschrieben unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, in welchen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer elastischen Metallkontaktbürste gemäß der vorlie­ genden Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine Ansicht der elastischen Metallkontaktbürste von Fig. 1 in die Richtung des Pfeils A von Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht des Teilstückes der elastischen Metallkontaktbürste von Fig. 1 zeigt, das in dem Kreis B von Fig. 1 dargestellt wird;

Fig. 4 eine Ansicht des Teilstückes der in Fig. 3 dargestellten elastischen Metall­ kontaktbürste in die Richtung des Pfeils C von Fig. 3 zeigt;

Fig. 5 eine Ansicht des Teilstückes der in Fig. 3 dargestellten elastischen Metall­ kontaktbürste in die Richtung des Pfeils D von Fig. 3 zeigt;

Fig. 6 eine Draufsicht eines elastischen Metallrohlings ist, aus welchem die elasti­ sche Metallkontaktbürste von Fig. 1 gebildet wird; und

Fig. 7 eine Seitenansicht der elastischen Metallkontaktbürste von Fig. 1 ist, wenn sie in einen (nicht dargestellten) elektrischen Motor installiert ist und einer Ablenkkraft ausgesetzt wird, die auf den Kontaktkopf der Bürste in die Richtung des Pfeils E ange­ legt wird, die den erwarteten Kontaktdruck zwischen dem Kontaktkopf und einer (nicht dargestellten) Kontaktspur des Motors während des Motorbetriebes repräsentiert.

Die Fig. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnungen zeigen zwei Ansichten einer ela­ stischen Metallkontaktbürste 10 gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die elastische Kontaktbürste ein streifenähnliches Bauteil 12 mit einem Kontaktkopf 14 aufweist, der in einem Winkel zu der Ebene des streifenähnlichen Bauteils 12 vorragt. Der Kontakt­ kopf 14 ist ein integrales Teilstück des streifenähnlichen Bauteils 12 und wird durch Deformieren eines Endes 16 eines elastischen Metallrohlings 18, wie in Fig. 6 der Zeichnungen gezeigt, auf eine Weise hergestellt, die hieran anschließend detaillierter beschrieben werden wird.

Wie aus Fig. 6 der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, besitzt der elastische Metallrohling 18, gebildet bei einem Ende 16 davon, zwei vorragende, ohrähnliche Teilstücke 20, 22, welche sich in im wesentlichen zueinander entgegengesetzten Rich­ tungen von dem Ende 16 aus erstrecken, wobei das ohrähnliche Teilstück 20 sich von einer Faltlinie 24 auf einer Seite einer longitudinalen Achse 26 des Rohlings 18 erstreckt und das ohrähnliche Teilstück 22 sich von einer Faltlinie 28 auf der anderen Seite der longitudinalen Achse 26 des Rohlings 18 erstreckt. Jedes ohrähnliche Teilstück hat im wesentlichen die Form eines abgestumpften gleichschenkligen Dreieckes, dessen Nei­ gungsseiten für das ohrähnliche Teilstück 20 durch die Faltlinie 24 und eine freie Kante 30 und für das ohrähnliche Teilstück 22 durch die Faltlinie 28 und eine freie Kante 32 definiert werden. Die Faltlinien 24 und 28 konvergieren beide auf die longitudinale Achse 26 zu in einem Winkel innerhalb des Bereichs von 10-250, vorzugsweise in einem Winkel von 15°.

Jede longitudinale Kante des elastischen Metallrohlings 18 unterhalb des jeweiligen ohrähnlichen Teilstückes ist mit einem stufenartigen Teilstück 33 in Richtung auf das andere Ende 35 des Rohlings versehen, wobei die stufenartigen Teilstücke 33 obere Kanten eines unteren Befestigungsteilstückes 39 der Kontaktbürste 10 definieren. Dort befindet sich eine Öffnung 37, die in dem unteren Befestigungsteilstück 39 geformt ist, wobei die Öffnung 37 als ein Befestigungsmittel für die elastische Metallkontaktbürste, die aus dem elastischen Metallrohling 18 gebildet wird, dient.

In einer nicht gezeigten alternativen Ausführungsform der Erfindung für eine Ver­ wendung beim Anpassen an elektrische Motorschaltgetriebeabdeckungen, die aus einem Kunststoffmaterial geformt sind, weist das Befestigungsmittel, das auf dem unteren Be­ festigungsteilstück 39 der Bürste vorgesehen ist, einen oder mehrere Metalldornen auf, der oder die sich in rechten Winkeln von der Ebene des Metallrohlings erstrecken, wobei jeder der Dornen eingepaßt ist in einen entsprechenden Schlitz in einer Schaltgetriebe­ abdeckung und sich durch ihn erstreckt, wenn die Kontaktbürste auf die Schaltgetrie­ beabdeckung montiert wird. In solch einer Ausführungsform wird eine zusätzliche Si­ cherheit bezüglich der Montierung der Kontaktbürste auf der Schaltgetriebeabdeckung erzielt, indem das Teilstück jedes Dornes umgebogen wird, das sich von dem entspre­ chenden Schlitz in einen Kontakt mit einer rückwärtigen Oberfläche des Schaltgetriebes erstreckt, um so die Kontaktbürste fest und sicher an der Schaltgetriebeabdeckung zu verankern.

Der elastische Metallrohling 18 ist aus einer Phosphor-Bronze-Legierung geformt und besitzt eine Dicke in dem Bereich von 0,3-0,7 mm, vorzugsweise eine Dicke von 0,4 mm. Vorzugsweise wird der Rohling 18 aus einem Blatt der Phosphor-Bronze- Legierung geformt, so daß die Richtung der Körnung des Legierungsblattes sich im wesentlichen parallel zu der longitudinalen Achse 26 des Rohlings 18 erstreckt, da dies eine maximale Elastizität in der geformten Kontaktbürste liefert und die gesamte Ausführung der Kontaktbürste verbessert.

Die elastische Metallkontaktbürste 10 wird aus dem elastischen Metallrohling 18 geformt, indem zuerst die ohrähnlichen Teilstücke 20, 22 um 180° um ihre jeweiligen Faltlinien 24, 28 durch Kaltformen gebogen werden, so daß sie beide mit der gleichen Seite eines zentralen Teilstückes 34 des elastischen Metallrohlings 18 dessen Ende 16 benachbart in engen Kontakt kommen und so daß dessen freie Kanten 30, 32 aneinan­ der entlang der longitudinalen Achse 26 des elastischen Metallrohlings 18 angrenzen, um ein Kopfteilstück 36 herzustellen, das die doppelte Dicke des elastischen Metallroh­ lings 18 hat, so wie in Fig. 5 der Zeichnungen gesehen werden kann. Das so geformte Kopfteilstück 36 wird dann um einen Winkel α (siehe Fig. 3) in einem Winkel zu dem restlichen Teilstück des elastischen Metallrohlings um eine dem Kopfteilstück 36 benachbarte Faltlinie 38 gebogen, wobei die Faltlinie 38 sich in rechten Winkeln zu der longitudinalen Achse 26 des elastischen Metallrohlings 18 erstreckt. Befindet sich das Kopfteilstück 36 einmal in dem gewünschten Winkel zu dem restlichen Teilstück des Rohlings 18, wird eine verstärkende Rippe 40 (siehe Fig. 4) in dem Rohling 18 entlang dessen longitudinaler Achse 26 kaltgeformt, wobei die verstärkende Rippe 40 die Falt­ linie 38 kreuzt und lokal die Kontaktbürste 10 in dem Bereich der Faltlinie 38 versteift, um so die Aufrechterhaltung des gewünschten Winkels des Kopfteilstückes 36 zu dem restlichen Teilstück des Rohlings 18- zu unterstützen. Der Winkel α, um welchen das Kopfteilstück 36 gebogen wird, kann über einen Bereich von 60-68° variieren. In der Ausführungsform der Erfindung, die in den Zeichnungen dargelegt ist, beträgt der Winkel α, um den das Kopfteilstück 36 gebogen wird, 67°. Zuletzt werden die unteren Ecken des unteren Befestigungsteilstückes 39 des Rohlings 18 in einem Winkel von im wesentlichen 45° entfernt, wie in Fig. 2 der Zeichnungen gezeigt, und das untere Be­ festigungsteilstück 39 wird dann um einen Winkel β zu der Ebene des Rohlings 18 um eine Faltlinie 42 gebogen, die sich in rechten Winkeln zu der longitudinalen Achse des Rohlings 18 durch die oberen Kanten des unteren Befestigungsteilstückes 39 erstreckt, wobei die Biegerichtung des unteren Teilstückes 39 dem Kopfteil 36 zugewandt ist, um so die elastische Metallkontaktbürste 10, wie in den Fig. 1 und 2 der Zeichnungen gezeigt, herzustellen. Der Winkel β, um den das untere Befestigungsteilstück 39 ge­ bogen wird, kann über einen Bereich von 22-30° variieren. In der Ausführungsform der Erfindung, die in den Zeichnungen dargelegt ist, beträgt der Winkel β, um den das untere Teilstück 39 gebogen wird, 23°.

Wendet man sich nun der Fig. 7 zu, veranschaulicht diese Zeichnung die in den Fig. 1 und 2 dargestellte elastische Metallkontaktbürste 10, die auf einem Träger 44 in einem (nicht dargestellten) elektrischen Motorschaltgetriebe montiert ist, wobei der Kontaktkopf 14 der Bürste 10 einem Kontaktdruck von 2,0-3,1 N in die Rich­ tung des Pfeils E ausgesetzt ist. Diese Kontaktdruckkraft bewirkt eine Ablenkung der Kontaktbürste, so daß der Winkel zwischen dem unteren Befestigungsteilstück 39 der Kontaktbürste 10 und dem restlichen Teilstück der Bürste 10 auf 15° abnimmt, und eine Reduzierung des Abstandes zwischen der Spitze des Kontaktkopfes 14 und einer Linie, die sich durch die Ebene des unteren Befestigungsteilstückes 39 erstreckt (dar­ gestellt als der Abstand X in Fig. 7), auf 82,85% des gleichen Abstandes, wie mit der elastischen Metallkontaktbürste 10 in einem nicht belasteten Zustand gemessen, wie in Fig. 1 gezeigt.

Wie aus den vergrößerten Ansichten des in den Fig. 3, 4 und 5 der Zeichnungen gezeigten Kontaktkopfes 14 bemerkt werden wird, hat die Spitze des Kontaktkopfes effektiv eine schmale rechteckige Form. Wenn die elastische Metallkontaktbürste 10 in einem Schaltgetriebe eines elektrischen Motors montiert wird, so daß die Spitze des Kontaktkopfes 14 gegen eine Kontaktspur auf einem Zahnrad in diesem Schaltgetriebe gedrückt wird, liegt die Bewegungsrichtung dieser Kontaktspur relativ zu der Spitze des Kontaktkopfes 14 entlang der longitudinalen Achse der schmalen rechteckigen Spitze. Dieses Merkmal der Kontaktbürste 10 bedeutet, daß die Breite der entsprechenden Kontaktspur beträchtlich reduziert werden kann ohne irgendein Risiko einer Verklei­ nerung der Kontaktfläche zwischen dem Kontaktkopf 14 und der Kontaktspur, und dies hilft in beträchtlichem Maße, die gesamte Größe des Regelungssystems, das die Kontaktbürste 10 enthält, zu reduzieren. Außerdem hat, während eines Gebrauchs der Kontaktbürste 10 in solch einem Regelungssystem, die besondere Konstruktion des Kontaktkopfes 14 der Kontaktbürste 10 eine bessere Strapazierfähigkeit der Spitze der Kontaktbürste 14 zur Folge, was zu einer besseren Kontaktlebensdauer des Kontakt­ kopfes 14 auf der entsprechenden Kontaktspur in dem Regelungssystem führt.

Die elastische Metallkontaktbürste der vorliegenden Erfindung ergibt eine we­ sentliche Verbesserung in Verschleiß- und Betriebseigenschaften gegenüber bekannten herkömmlichen Kontaktbürsten und ist sowohl einfach als auch ökonomisch durch Mas­ senproduktionsverfahren herzustellen.

Claims (8)

1. Elastische Metallkontaktbürste zur Verwendung beim Regeln eines elektrischen Motors mit einem streifenähnlichen Metallbauteil, das an dessen einem Ende einen Kontaktkopf, der in einem Winkel zu der Ebene des streifenähnlichen Bau­ teils vorragt, und an dessen anderem Ende ein Befestigungsmittel besitzt, wobei der Kontaktkopf ein integrales Teilstück des streifenähnlichen Bauteils ist und geformt wird durch die Nebeneinandersetzung von zwei flachen ohrähnlichen Vor­ sprüngen, die auf dem streifenähnlichen Bauteil dessen einem Ende benachbart gebildet werden, wobei jeder ohrähnliche Vorsprung anfangs bei einer jeweiligen Kante von und in der Ebene von dem streifenähnlichen Bauteil dessen einem Ende benachbart angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkopf geformt wird, indem zuerst jeder ohrahnliche Vorsprung um einen Winkel von 1800 gebogen wird, um ihn in engem Kontakt mit einem zentralen Teilstück des streifenähnlichen Bauteils dem einen Ende benachbart, zu plazieren zur Herstel­ lung eines Kopfteilstückes mit mindestens der doppelten Dicke des streifenähnli­ chen Bauteils, und indem dann das so geformte Kopfteilstück in einem Winkel zu der Ebene des streifenähnlichen Bauteils entlang einer dem Kopfteilstück benach­ barten Linie gebogen wird, die sich in rechten Winkeln zu einer longitudinalen Achse des streifenähnlichen Bauteils erstreckt.

2. Elastische Metallkontaktbürste gemäß Anspruch 1, in der die ohrähnlichen Vor­ sprünge entlang dessen Kanten geformt sind, so daß, wenn die ohrähnlichen Vorsprünge um 180°. in einen Kontakt mit dem zentralen Teilstück des strei­ fenähnlichen Bauteils gebogen werden, die Teilstücke der Kanten der ohrähnli­ chen Vorsprünge entlang der longitudinalen Achse des streifenähnlichen Bauteils miteinander in Kontakt kommen.

3. Elastische Metallkontaktbürste gemäß Anspruch 1 oder 2, in der eine verstärkende Rippe auch in dem streifenähnlichen Bauteil der Biegelinie benach­ bart geformt wird, um welche das Kopfteilstück relativ zu dem streifenähnlichen Bauteil gebogen wird, wobei die verstärkende Rippe hilft, den Kontaktkopf in einem gewünschten Winkel zu dem streifenähnlichen Bauteil während des Ge­ brauchs der Bürste aufrechtzuerhalten.

4. Elastische Metallkontaktbürste gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, in der das strei­ fenähnliche Bauteil aus einem elastischen Metallblatt geformt ist, so daß die Körnungsrichtung des Blattes sich entlang der longitudinalen Achse des strei­ fenähnlichen Bauteils erstreckt.

5. Elastische Metallkontaktbürste gemäß irgendeinem der vorhergehenden An­ sprüche, in der das Befestigungsmittel an dem anderen Ende der Kontaktbürste eine Befestigungsöffnung, die in dem streifenähnlichen Metallbauteil geformt ist, aufweist.

6. Elastische Metallkontaktbürste gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, in der das Befestigungsmittel an dem anderen Ende der Kontaktbürste einen oder mehrere Metalldornen, der oder die sich in rechten Winkeln von der Ebene des streifenähnlichen Metallbauteils erstrecken, aufweist.

7. Elastische Metallkontaktbürste, im wesentlichen wie hierin vorher im besonderen mit Bezug auf die Fig. 1 bis 7 der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

8. Windschutzscheiben-Wischermotor, der darin mindestens eine elastische Metall­ kontaktbürste gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche besitzt.