DE19521395B4

DE19521395B4 - Bürstenbrücke für einen Kollektormotor mit einem zylinderförmigen Gehäuse

Info

Publication number: DE19521395B4
Application number: DE1995121395
Authority: DE
Inventors: Andreas Schmidt; Heinz-Dieter Schirakowski; Peter Homfeldt
Original assignee: Temic Automotive Electric Motors GmbH
Current assignee: Temic Automotive Electric Motors GmbH
Priority date: 1995-06-13
Filing date: 1995-06-13
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2015-06-14
Also published as: DE19521395A1

Abstract

Bürstenbrücke für einen Kollektormotor (1) mit einem zylinderförmigen Motorgehäuse (3), in dem über Lager (13, 15) die den Rotor (17) und den Kollektor (19) aufnehmende Motorwelle (21) drehbar gelagert ist und an dessen Innenseite (23) Permanentmagnete (25, 27) im Bereich des Blechpaketes (29) des Rotors (17) angeordnet sind, wobei auf dem Kollektor (19) schleifende Kohlebürsten (35, 37) in Halterungen einer Trägerplatte (127) geführt gelagert sind, welche aus einem elektrisch isolierenden Material besteht, topfförmig ausgebildet ist und mit ihrer zylindrischen Umfangsfläche in das zylindrische Motorgehäuse (19) begrenzt einschiebbar gelagert ist und auf der inneren Bodenfläche der Bodenplatte Halterungselemente für elektrische Bauteile wie Drosseln, Kondensator, Widerstände sowie für Festkontakte aufweist, wobei auf der Trägerplatte (127) ein Widerstand (125) angeordnet ist, der die Form eines Teiles eines Hohlzylinders hat, dessen Krümmungsradius dem Krümmungsradius des Mantelgehäuses (4) des Motorgehäuses (3) entspricht und der durch mindestens eine Feder derart beaufschlagt wird, daß die Außenfläche...

Description

Die Erfindung betrifft eine Bürstenbrücke für einen Kollektormotor mit einem zylinderförmigen Gehäuse der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.

Durch die EP 0 520 191 A2 ist eine als Trägerplatte ausgebildete Bürstenbrücke für einen Permanentmagnetmotor bekannt, die aus einem elektrisch isolierenden Material besteht und auf der inneren Bodenfläche Halterungselemente für elektrische Bauteile wie Drosseln, Kondensator, Widerstände sowie von Festkontakten aufweist. Um eine gute Wärmeableitung von dem Widerstand auf das metallische Mantelteil des Motorgehäuses zu ermöglichen, hat der Widerstand die Form eines Hohlzylinders. Dieser Widerstand wird durch Federn derart beaufschlagt, daß dessen Außenoberfläche an der Umfangsfläche des Metallgehäuses satt anliegt.

Aus der DE 41 21 202 A1 (nächstliegender Stand der Technik) ist eine Bürstenbrücke der gattungsbildenden Art zu entnehmen, wobei die den Widerstand beaufschlagende Feder aus einem gesonderten Bauteil besteht, das auch getrennt zu montieren ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Bürstenbrücke für einen Kollektormotor mit einem zylinderförmigen Gehäuse zu schaffen, bei der eine Wärmeableitung der auf ihr angeordneten, wärmeerzeugenden elektrischen bzw. elektronischen Bauelemente noch weiter verbessert wird. Dieses soll insbesondere durch preisgünstig zu fertigende bzw. zu montierende Einzelteile der Bürstenbrücke gewährleistet werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteilhaft Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Durch die Erfindung wird eine preisgünstig fertigbare und eine einfach handhabbare Bürstenbrücke hoher Funktionstüchtigkeit bei guter Wärmeableitung geschaffen. In vorteilhafter Ausgestaltung bestehen die Festkontakte aus gestanzten Federblechteilen, welche so ausgebildet sind, dass sie den aus einem Hohlzylinder bestehenden Widerstand gegen die Mantelfläche des Motorgehäuses federnd drücken.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine schaubildliche Darstellung eines fertig montierten Kollektormotors,
2 eine schaubildliche Darstellung der wesentlichen Einzelteile nach 1,
3 das B-seitige Lagerschild im Schnitt,
4 das A-seitige Lagerschild im Schnitt,
5 die Festkontakte in schaubildlicher Darstellung und
6 eine Draufsicht von innen auf die Bürstenbrücke.
Die 1 zeigt einen Kollektormotor 1 in geschlossener Bauart mit einem zylinderförmigen Motorgehäuse 3 aus Metall, dessen offene Stirnseiten 5, 7 durch je ein Lagerschild 9, 11 verschließbar sind und in dem über Lager 13, 15 die den Rotor 17 und den Kollektor 19 aufnehmende Rotorwelle 21 drehbar gelagert ist. Die Innenseite 23 des Motorgehäuses 3 weist festangeordnete Permanentmagnete 25, 27 auf, welche das Blechpaket 29 des Rotors 17 umgeben. Die in Bürstenführungen 31, 33 gehalterten und mit Anschlußleitungen kontaktierten Kohlebürsten 35, 37 schleifen auf dem Kollektor 19.
Die Lagerschilde 9, 11, von denen das Lagerschild 9 B-seitig und das Lagerschild 11 A-seitig angeordnet sind, sind topfförmig ausgebildet und weisen je ein einen einseitig offenen, ringförmigen Einsteckschlitz 39, 41 bildendes doppelwandiges Mantelteil 43, 44 auf. Diese Lagerschilde 9, 11 sind mit dem Einsteckschlitz 39, 41 auf die freien Enden 45, 46 des Motorgehäuses 3 aufschiebbar und in einer Raststellung durch Rastmittel mit dem Motorgehäuse 3 fest verbindbar. Die doppelwandigen Mantelteile 43,44 haben je eine zylinderförmige Innenwand 47, 49, deren Außenflächen 51, 53 mit der Innenseite 55 des Motorgehäuses 3 in Lagerberührung stehen, siehe 3 und 4. Die Lagerschilde 9, 11 weisen zur Bildung der Einsteckschlitze 39, 41 zu den Innenwänden 47, 49 konzentrisch angeordnete, zylinderförmige Außenwände 57, 59 auf, welche die festen Enden 45, 46 des Motorgehäuses 3 übergreifen.
Die feste Verbindung der Lagerschilde 9, 11 mit dem Motorgehäuse 3 wird auf einfache Weise dadurch erzielt, dass von den Innenwänden 47, 49 der doppelwandigen Mantelteile 43, 44 in die ringförmigen Einsteckschlitze 39, 41 hineinragende, federnde Rastklinken 61, 63, 65, 67, 69, 71, 73, 74, 75 vorgesehen sind, welche in Rastausnehmungen 77, 79, 81, 83, 85 an den Enden 45, 46 des Motorgehäuses 3 einrastbar sind. Die Innenwände 47, 49 weisen hierbei je drei um je 2 × 130 Grad bzw. 2 × 115 Grad versetzt zueinander angeordnete Rastklinken 61, 63, 65, 67, 69, 71, 73, 74, 75 auf. In vorteilhafter Ausgestaltung sind die Rastklinken 61, 63, 65, 67, 69, 71, 73, 74, 75 an den Innenseiten 87, 89 der Böden 88, 90 der Lagerschilde 9, 11 angespritzt angeordnet, wobei deren freie Enden 91 mit Rasthaken 93 in Ausnehmungen 95 der Innenwände 49, 51 der Lagerschilde 9, 11 hineinragen. Das Verbinden der beiden Lagerschilde 9, 11 mit dem Motorgehäuse 3 wird dadurch vereinfacht, daß die Rastklinken 61, 63, 65, 67, 69, 71, 73, 74, 75 an ihren freien Kopfenden Schrägflächen 97 aufweisen, welche beim Einschieben des Motorgehäuses 3 in die Einstteckschlitze 39, 41 durch die Stirnflächen 5,7 des Motorgehäuses 3 zum federnden Zurückstellen der Rastklinken 61 bis 75 aus den Bereichen der Einstellschlitze 39, 41 beaufschlagbar sind. In der Raststellung greifen die Rastklinken 61 bis 75 mit Ratshaken 93 hinter Rastkanten in den Rastausnehmungen 77, 79, 81, 83, 85 ein.
Da die Rastklinken 61 bis 75 verdeckt angeordnet sind, können die verrasteten Lagerschilde 9, 11 nicht ungewollt von dem Motorgehäuse 3 gelöst werden. Ein bewußtes Entrasten wird dadurch ermöglicht, daß die Böden 88, 90 der Lagerschilde 9, 11 Durchtrittsöffnungen 99, 101, 103, 105, 107, 109, 111, 113 zum Durchstecken von Entriegelungselementen zum Entrasten der Rastklinken 61–75 aufweisen. In vorteilhafter Weise werden die Rastklinken 61–75 an einem Lagerschild 9, 11 gleichzeitig durch ein Entriegelungselement entriegelt.
Bei einem Kollektormotor für eine Lüfteranordnung zur Kühlung einer Brennkraftmaschine besteht das B-seitige Lagerschild 9 aus einem elektrisch isolierendem Material, wobei auf der Innenseite 87 des Bodens 88 die Bürstenführungen 35, 37 für die Kohlebürsten 31, 33 und Halterungselemente für eine gleichmäßige Verteilung von Wärme erzeugenden, elektrischen Bauteilen wie Drosseln, Widerstände, Kondensator sowie von Festkontakten vorgesehen sind. Das ebenfalls aus einem Kunststoffspritzteil bestehende A-seitige Lagerschild 11 weist integriert angeordnete Befestigungslaschen 117, 119 zur Befestigung an einem Tragstern der Lüfteranordnung auf. Hierbei sind die Befestigungslaschen 117, 119 an Enden von rippenartigen Stegen 123, 121 senkrecht zu der Manteloberfläche 4 des Motorgehäuses 3 angeordnet. Die Stege 123, 121 sind hierbei in Verlängerung der Außenwand 59 des doppelwandigen Mantelteiles 43 des A-seitigen Lagerschildes 11 annähernd bis zu der Mitte des Motorgehäuses 3 ausgerichtet und umgeben das Motorgehäuse 3 konzentrisch mit einem kleinen Luftspalt.
Ein Widerstand 125 ist zusammen mit den Kohlebürstenführungen 31, 33 und den weiteren elektrischen Bauelementen auf der als Trägerplatte 127 dienenden Innenseite 87 des Lagerschildes 9 angeordnet, der die Form eines Teiles eines Hohlzylinders hat. Der Krümmungsradius dieses Hohlzylinders entspricht dem Krümmungsradius des Mantelhäuses 4 des Motorgehäuses 3. Der Widerstand 125 wird durch eine Feder derart beaufschlagt, daß die Außenfläche 129 des Widerstandes 125 mit der Innenumpfangsfläche 55 des Motorgehäuses 3 zwecks Wärmeableitung im eingebauten Zustand in guter Kontaktberührung steht.
Kontaktanschlüsse mit Festkontakten 131, 133, 135 zu den elektrischen Bauteilen sind auf der Trägerplatte 127 auf der Innenseite des Widerstandes 125 angeordnet, von denen mindestesten ein Festkontakt 133 als Kühlbleche ausgebildete federnde Arme 139, 141 aufweist. Der Widerstand 125 ist durch diese federnden Arme 138, 141 derart beaufschlagbar, dass seine Außenfläche 143 gegen die Innnenoberfläche 55 des Motorgehäuses 3 preßbar ist.
Die drei Festkontakte 131, 133, 135 bestehen vorzugweise aus Stanzteilen aus Federstahlblech, siehe 5. Hierdurch wird die Montage und die Fertigung der Trägerplatte 127 vereinfacht. Die Festkontakte 131, 133, 135 lagern mit Auflageflächen 151, 153, 155 auf der Trägerplatte 127, wobei die Auflageflächen 151, 153, 155 an ihren einen Enden senkrecht nach oben angeordnete Kontaktarme 157, 159, 161 und an ihren anderen Enden senkrecht nach unten ausgebildete Befestigungslappen 163, 165, 167 aufweisen. Diese Befestigungslappen 163, 165, 267 sind mit seitlichen Sägeverzahnungen 165/171, 173/175, 177/179 in durchgehenden Befestigungsschlitzen der Trägerplatte 127 auf einfachste Weise befestigbar.
Die Wärmeableitung von den Festkontakten 131, 133, 135 wird dadurch verbessert, daß die Kontaktarme 157, 159, 161 mit seitlich angeordneten Kühlblechen 181, 183, 139, 141 versehen sind.
In vorteilhafter Ausgestaltung bildet die Trägerplatte 127 das B-seitige Lagerschild 9, welches topfförmig ausgebildet und auf ein freies Ende des zylinderförmigen Motorgehäuses 3 aufschiebbar gelagert ist. Die Trägerplatte 127 weist auf ihrer Außenseite gleichzeitig ein einstückig angeformtes und nach außen geöffnetes Steckergehäuses 185 auf.

Claims

Bürstenbrücke für einen Kollektormotor (1) mit einem zylinderförmigen Motorgehäuse (3), in dem über Lager (13, 15) die den Rotor (17) und den Kollektor (19) aufnehmende Motorwelle (21) drehbar gelagert ist und an dessen Innenseite (23) Permanentmagnete (25, 27) im Bereich des Blechpaketes (29) des Rotors (17) angeordnet sind, wobei auf dem Kollektor (19) schleifende Kohlebürsten (35, 37) in Halterungen einer Trägerplatte (127) geführt gelagert sind, welche aus einem elektrisch isolierenden Material besteht, topfförmig ausgebildet ist und mit ihrer zylindrischen Umfangsfläche in das zylindrische Motorgehäuse (19) begrenzt einschiebbar gelagert ist und auf der inneren Bodenfläche der Bodenplatte Halterungselemente für elektrische Bauteile wie Drosseln, Kondensator, Widerstände sowie für Festkontakte aufweist, wobei auf der Trägerplatte (127) ein Widerstand (125) angeordnet ist, der die Form eines Teiles eines Hohlzylinders hat, dessen Krümmungsradius dem Krümmungsradius des Mantelgehäuses (4) des Motorgehäuses (3) entspricht und der durch mindestens eine Feder derart beaufschlagt wird, daß die Außenfläche (129) des Widerstandes (125) mit der Innenumfangsfläche (55) des Motorgehäuses (3) zwecks Wärmeableitung im eingebauten Zustand in Kontaktberührung steht, dadurch gekennzeichnet, dass Kontaktanschlüsse mit Festkontakten (131, 133, 135) zu den elektrischen Bauteilen, bei der Innenseite (137) des Widerstandes (125) auf der Trägerplatte (127) angeordnet sind und daß mindestens ein Festkontakt (133) als Kühlbleche ausgebildete federnde Arme (139, 141) aufweist, durch welche der Widerstand (125) mit seiner Außenfläche (129) gegen die Innenoberfläche (55) des Motorgehäuses (3) preßbar ist.
Bürstenbrücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Festkontakte (131, 133, 135) aus Stanzteilen (145, 147, 149) aus Federstahlblech bestehen.
Bürstenbrücke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Festkontakte (131, 133, 135) mit Auflageflächen (151, 153, 155) auf der Trägerplatte (127) lagerbar sind und dass die Auflageflächen (151, 153, 155} an ihren einen Enden senkrecht nach oben angeordnete Kontaktarme (157, 159, 161) und an ihren anderen Enden senkrecht nach unten ausgebildete Befestigungslappen (163, 165, 167) für durchgehende Befestigungsschlitze in der Trägerplatte (127) auweisen.
Bürstenbrücke nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Festkontakte (131, 135) an ihren Kontaktarmen (157,161) mit seitlich nach außen gerichteten Kühlblechen (181,183) versehen sind.
Bürstenbrücke nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungslappen (163, 165, 167) der Festkontakte (131, 133, 135) an ihren Längsseiten mit Sägeverzahnungen (169/171, 173/175, 177/179) versehen sind.
Bürstenbrücke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (127) das B-seitige Lagerschild (9) bildet, welches topfförmig ausgebildet ist und auf ein freies Ende des zylinderförmigen Motorgehäuses (3) aufschiebbbar gelagert ist und auf seiner Außenseite ein einstückig angeformtes, nach außen geöffnetes Steckergehäuses (185) aufweist.