DE19629807A1 - Commutator motor - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem Kommutatormotor der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.The invention is based on a commutator motor in Preamble of claim 1 defined genus.
Bei solchen Kommutatormotoren, wie sie beispielsweise durch Einphasen-Reihenschlußmotoren repräsentiert werden, dienen die elektrischen Umschalter zur Drehrichtungsumkehr, wobei durch die Bürstenverschiebung bei der Umschaltung gleichzeitig ein Bürstenversatz bezüglich der neutralen Zone korrigiert wird.In such commutator motors, such as by Single-phase series motors are represented the electrical switch for reversing the direction of rotation, whereby due to the brush shift when switching at the same time a brush offset with respect to the neutral one Zone is corrected.
Bei einem in Fig. 1-3 in verschiedenen Schnitten ausschnittweise und schematisch dargestellten Bürstenhalter 40 eines bekannten Kommutatormotors ist die elektrisch leitende Abdeckung am Bürstenhalter 40 durch eine Rastkappe 41 realisiert, die auf das vom Kommutator 42 abgekehrte Ende des kastenförmigen Bürstenhalters 40 aufgeclipst ist. Die beiden Kontaktelemente 43, 44 des elektrischen Umschalters 45 sind als gewölbte Kontaktzungen mit Federvorspannung ausgebildet, die von dem Bürstenhalter 40 kontaktiert werden. Der Strom läuft von dem einen oder anderen Kontaktelement 43 bzw. 44 über den Bürstenhalter 40, die Rastkappe 41 auf die Kontaktplatte 46, die an die in die Kommutatorbürste 47 eingepreßte Anschlußlitze 48 angeschweißt ist. Die Kontaktplatte 46 wird von der Bürstenfeder 49 an die Rastkappe 41 angedrückt.In the case of a brush holder 40 of a known commutator motor, which is partially and schematically shown in different sections in FIGS. 1-3, the electrically conductive cover on the brush holder 40 is realized by a latching cap 41 which is clipped onto the end of the box-shaped brush holder 40 remote from the commutator 42 . The two contact elements 43 , 44 of the electrical changeover switch 45 are designed as curved contact tongues with spring preload, which are contacted by the brush holder 40 . The current runs from one or the other contact element 43 or 44 via the brush holder 40 , the latching cap 41 onto the contact plate 46 , which is welded to the connecting wire 48 pressed into the commutator brush 47 . The contact plate 46 is pressed against the latching cap 41 by the brush spring 49 .
Der erfindungsgemäße Kommutatormotor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß durch das Heranziehen der beiden Kontaktelemente des elektrischen Umschalters unmittelbar als Abdeckung des Bürstenhalters, an der die Kontaktplatte für die Stromzuführung zur Kommutatorbürste unter der Kraft der Bürstenfeder anliegt, eine gesondere Rastkappe entfällt und die für den Andruck der Bürsten verantwortliche Bürstenfeder auch noch den Kontaktdruck im Umschalter gewährleistet. Gegenüber den herkömmlichen, vorstehend beschriebenen, bekannten Bürstenhaltern entfallen damit zwei Kontaktübergänge, da der Strom direkt von dem Kontaktelement des Umschalters auf die Kontaktplatte übergeht. Dies wiederum hat einen geringeren Spannungsabfall, eine geringere Wärmeentwicklung und eine geringere Funkstörung zur Folge. Auch die Staubanfälligkeit der Kommutatoreinheit sinkt. Das Isolierstück aus Kunststoff hält die Bürstenfeder während des Umschaltvorgangs der Bürstenbrücke und ermöglicht, indem es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung von den Kontaktelementen entfernbar ausgebildet ist, den Bürstenwechsel.The commutator motor according to the invention characterizing features of claim 1 has the advantage that by using the two contact elements of the electrical switch directly as a cover of the Brush holder on which the contact plate for the Power supply to the commutator brush under the power of Brush spring is applied, a special locking cap is omitted and the person responsible for the pressure of the brushes Brush spring also the contact pressure in the switch guaranteed. Compared to the conventional, above described, known brush holders are thus eliminated two contact transitions because the current is direct from that Contact element of the switch on the contact plate transforms. This in turn has less Voltage drop, less heat and one less radio interference. Also the susceptibility to dust the commutator unit sinks. The insulating piece Plastic holds the brush spring during the Switching process of the brush bridge and allows by it according to a preferred embodiment of the invention of the contact elements is designed to be removable Brush change.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Kommutatormotors möglich.By the measures listed in the other claims are advantageous further developments and improvements in Claim 1 specified commutator motor possible.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on one in the drawing illustrated embodiment in the following Description explained in more detail. Show it:
Fig. 1 bis 3 ausschnittweise einen bekannten Bürstenhalter mit elektrischem Umschalter für einen Kommutatormotor in drei verschiedenen Schnittdarstellungen, Fig. 1 to 3 a detail of a known brush holder with an electric switch for a commutator motor in three different sectional views
Fig. 4 ausschnittweise einen Schnitt eines die Erfindung repräsentierenden Kommutatormotors gemäß Linie IV-IV in Fig. 5, Fig. 4, a fragmentary section of the invention representing the commutator motor according to line IV-IV in Fig. 5,
Fig. 5 ausschnittweise einen Schnitt des Kommutatormotors gemäß Linie V-V- in Fig. 4, Fig. 5 is a detail in section of the commutator motor according to line VV in Fig. 4,
Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts VI in Fig. 5, Fig. 6 is an enlarged view of detail VI in Fig. 5,
Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts VII in Fig. 4. Fig. 7 is an enlarged view of detail VII in Fig. 4.
Der in Fig. 4 und 5 ausschnittweise in verschiedenen Schnittdarstellungen gezeigte Kommutatormotor ist beispielsweise als Einphasen-Reihenschlußmotor mit symmetrisch geteilter Feldspule ausgeführt. Mit 10 ist die Rotorwelle des Kommutatormotors bezeichnet, auf dem drehfest der Rotor 11 mit Ankerwicklung 12 und der Kommutator 13 sitzt. Von der Ankerwicklung 12 sind in Fig. 5 lediglich die stirnseitigen Wickelköpfe zu sehen. The commutator motor shown in sections in FIGS. 4 and 5 in various sectional views is designed, for example, as a single-phase series motor with a symmetrically divided field coil. The rotor shaft of the commutator motor is designated by 10 , on which the rotor 11 with armature winding 12 and the commutator 13 are seated in a rotationally fixed manner. Only the end windings of the armature winding 12 can be seen in FIG. 5.
Die Stromwende- oder Kommutierungseinheit 14 des Kommutatormotors umfaßt eine Bürstenbrücke 15 aus Kunststoff, auf der zum Kommutator 13 radial ausgerichtete Bürstenhalter 16 befestigt sind. Die Bürstenhalter 16 sind um jeweils 180° elektrisch gegeneinander am Kommutatorumfang versetzt angeordnet. Die Anzahl der Bürstenhalter 16 richtet sich nach der Polzahl des Kommutatormotors. Bei der in Fig. 4 dargestellten zweipoligen Ausführung des Kommutatormotors sind zwei Bürstenhalter 16 vorzusehen, die am Kommutator 13 zueinander diametral angeordnet sind, so daß hier der elektrische Winkelversatz der Bürstenhalter 16 mit dem räumlichen Winkelversatz der Bürstenhalter 16 zusammenfällt und jeweils 180° beträgt. Die Bürstenbrücke 15 ist räumlich fest in einem hier mit 17 angedeuteten Motorgehäuse gehalten und kann um einen Schwenkwinkel α um die Kommutatorachse 18 verdreht werden, wozu sie zwei zur Kommutatorachse 18 diametral angeordnete, kreisbogenförmige Kulissenschlitze 19 aufweist, in die jeweils ein am Motorgehäuse 17 festgelegter Kulissenzapfen 20 hineinragt.The current reversing or commutation unit 14 of the commutator motor comprises a brush bridge 15 made of plastic, on which brush holders 16 radially aligned with the commutator 13 are fastened. The brush holders 16 are electrically offset from each other on the commutator circumference by 180 °. The number of brush holders 16 depends on the number of poles of the commutator motor. In the two-pole embodiment of the commutator motor shown in FIG. 4, two brush holders 16 are to be provided, which are arranged diametrically on the commutator 13 so that the electrical angular offset of the brush holder 16 coincides with the spatial angular offset of the brush holder 16 and is 180 ° in each case. The brush rocker 15 is spatially fixedly held in a here indicated by 17 the motor housing and can α about a pivot angle can be rotated about the commutator 18, for which purpose it comprises two diametrically arranged to the commutator 18, arcuate cam slots 19, in each of which a fixed on the motor housing 17 link pin 20 protrudes.
Jeder der bevorzugt aus elektrisch schlecht leitendem Material hergestellten Bürstenhalter 16 weist ein kastenförmiges Hohlprofil auf, in dem eine Kommutatorbürste 21, im folgenden kurz Bürste 21 genannt, mit Spiel axial verschieblich einliegt. In die Bürste 21 ist in deren vom Kommutator 13 abgekehrten Stirnende eine Anschlußlitze 22 für die Stromzuführung eingepreßt, an deren Ende eine Kontaktplatte 23 angeschweißt ist. Der Bürstenhalter 16 ist mit einer steifen, elektrisch leitenden Abdeckung 24 verschlossen. Zwischen der Abdeckung 24 und der Bürste 21 stützt sich eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Bürstenfeder 25 ab, die die Bürste 21 mit dem nötigen Anpreßdruck auf den Kommutator 13 aufdrückt. Zwischen dem abdeckungsseitigen Ende der Bürstenfeder 25 und der Abdeckung 24 liegt die Kontaktplatte 23 ein, die damit gleichzeitig mit dem nötigen Kontaktdruck gegen die Abdeckung 24 gepreßt wird.Each of the preferably of poorly electrically conductive material prepared brush holder 16 includes a box-shaped hollow profile, called in the following a commutator 21 in the short brush 21, rests axially displaceably with play. In the brush 21 , a connecting strand 22 for the power supply is pressed into the end facing away from the commutator 13 , at the end of which a contact plate 23 is welded. The brush holder 16 is closed with a rigid, electrically conductive cover 24 . Between the cover 24 and the brush 21 is supported a brush spring 25 designed as a helical compression spring, which presses the brush 21 onto the commutator 13 with the necessary contact pressure. Between the cover-side end of the brush spring 25 and the cover 24 is the contact plate 23 , which is thus pressed against the cover 24 at the same time with the necessary contact pressure.
Zur Drehrichtungsumkehr des Kommutatormotors ist jedem Bürstenhalter 16 ein elektrischer Umschalter 26 mit zwei in Verdrehrichtung der Bürstenbrücke 15 voneinander beabstandeten Kontaktelementen 27, 28 zugeordnet. Die beiden Kontaktelemente 27, 28 sind räumlich feststehend am Motorgehäuse 17 festgelegt und so ausgebildet, daß sie gleichzeitig die Abdeckung 24 des Bürstenhalters 16 bilden, an der sich die Bürstenfeder 21 über die Kontaktplatte 23 abstützt. Wie Fig. 5 es für das Kontaktelement 27 illustriert, ist das Kontaktelement 27 beispielsweise L-förmig ausgebildet und mit seinem kurzen L-Schenkel durch eine Schraubverbindung 29 an einer Trägerplatte 30 aus Kunststoff befestigt, die im Motorgehäuse 17 axial und radial unverschieblich gehalten ist. An der Schraubverbindung 29 ist gleichzeitig der elektrische Anschluß zu dem Kontaktelement 27 festgelegt. Die Stromlitze ist mit 36 bezeichnet. Der lange L-Schenkel des Kontaktelements 27 überdeckt das offene Stirnende des kastenförmigen Bürstenhalters 16 und bildet hier die Abdeckung 24. Das Kontaktelement 28 ist identisch ausgebildet. Der Abstand zwischen den beiden Kontaktelementen 27, 28 in jedem elektrischen Umschalter 26 ist durch ein Isolierstück 31 überbrückt, das an seiner dem Bürstenhalter 16 zugekehrten Unterseite 311 bündig mit den Unterseiten 271 und 281 der Kontaktelemente 27, 28 abschließt, so daß beim Verdrehen der Bürstenbrücke 15 die beiden Kontaktplatten 23 in den Bürstenhaltern 16 an einer ebenen kreisbogenförmigen Fläche entlanggeführt werden. Das Isolierstück 31 ist an den beiden Kontaktelementen 27, 28 so gehalten, daß es von den beiden Kontaktelementen 27, 28 parallel zur Kommutatorachse 18, in Richtung Pfeil 37 in Fig. 7 abgezogen werden kann. Hierzu weist das Isolierstück 31 an seinen voneinander abgekehrten, in Achsrichtung des Kommutators 13 sich erstreckenden Schmalseiten jeweils eine längsdurchgehende Einkerbung 32 (Fig. 7) auf, und an der dem Isolierstück 31 zugekehrten Stirnseite eines jeden Kontaktelements 27, 28 ist ein Längssteg 33 einstückig angeformt, der nahezu formschlüssig in die Einkerbung 32 eingreift. Im Ausführungsbeispiel ist die Einkerbung 32 im Profil dreieckförmig ausgeführt, so daß das Isolierstück 31 zwischen den beiden Kontaktelementen 27, 28 auch radial spiellos gehalten ist.To reverse the direction of rotation of the commutator motor, each brush holder 16 is assigned an electrical switch 26 with two contact elements 27 , 28 spaced apart in the direction of rotation of the brush bridge 15 . The two contact elements 27 , 28 are fixed in space on the motor housing 17 and are designed such that they simultaneously form the cover 24 of the brush holder 16 , on which the brush spring 21 is supported via the contact plate 23 . As illustrated in FIG. 5 for the contact element 27 , the contact element 27 is, for example, L-shaped and is fastened with its short L-leg by a screw connection 29 to a carrier plate 30 made of plastic, which is held axially and radially immovably in the motor housing 17 . At the screw connection 29 , the electrical connection to the contact element 27 is fixed at the same time. The current wire is designated 36 . The long L-leg of the contact element 27 covers the open end of the box-shaped brush holder 16 and forms the cover 24 here . The contact element 28 is of identical design. The distance between the two contact elements 27 , 28 in each electrical switch 26 is bridged by an insulating piece 31 which, on its underside 311 facing the brush holder 16 , is flush with the undersides 271 and 281 of the contact elements 27 , 28 , so that when the brush bridge is turned 15 the two contact plates 23 are guided along a flat circular surface in the brush holders 16 . The insulating piece 31 is held on the two contact elements 27 , 28 so that it can be pulled off from the two contact elements 27 , 28 parallel to the commutator axis 18 in the direction of arrow 37 in FIG. 7. 31 For this purpose, the insulating piece on its mutually averted, in the axial direction of the commutator 13 extending narrow sides in each case a longitudinally continuous indentation 32 (Fig. 7), and on the the insulating member 31 facing end side of each contact element 27, 28 a longitudinal web 33 is integrally formed , which engages in the notch 32 almost in a form-fitting manner. In the exemplary embodiment, the notch 32 is triangular in profile, so that the insulating piece 31 between the two contact elements 27 , 28 is also held radially without play.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Stellung der Bürstenbrücke 15 läuft beispielsweise der Rotor 11 im Uhrzeigersinn, also rechtssinnig, um. Die Stromzufuhr erfolgt vom Kontaktelement 27 über die Kontaktplatte 23 und die Anschlußlitze 22 auf die Bürste 21. Wird die Bürstenbrücke 15 um den Verdrehwinkel α in Fig. 1 im Uhrzeigersinn verdreht, so wird die Kontaktplatte 23 nacheinander an den Unterseiten 271, 311 und 281 von Kontaktelement 27. Isolierstück 31 und Kontaktelement 28 entlanggeführt. Hat der Bürstenhalter 16 das zugeordnete Kontaktelement 28 erreicht, so erfolgt die Stromzufuhr jetzt unmittelbar vom Kontaktelement 28 über die Kontaktplatte 23 und die Anschlußlitze 22 zur Bürste 21. Die Drehrichtung des Kommutatormotors ändert sich, und der Rotor 11 läuft entgegen Uhrzeigersinn.In the position of the brush bridge 15 shown in FIG. 4, the rotor 11 , for example, rotates clockwise, that is to say to the right. The current is supplied from the contact element 27 via the contact plate 23 and the connecting wire 22 to the brush 21 . If the brush bridge 15 is rotated clockwise by the angle of rotation α in FIG. 1, the contact plate 23 is successively on the undersides 271 , 311 and 281 of the contact element 27 . Insulating piece 31 and contact element 28 guided along. If the brush holder 16 has reached the assigned contact element 28 , the current supply now takes place directly from the contact element 28 via the contact plate 23 and the connecting wire 22 to the brush 21 . The direction of rotation of the commutator motor changes and the rotor 11 runs counterclockwise.
Um bei Verdrehung der Bürstenbrücke 15 ein Verklemmen der Kontaktplatte 23 zwischen den Kontaktelementen 27, 28 bzw. dem Isolierstück 31 und dem Bürstenhalter 16 zu verhindern ist - wie dies in Fig. 6 für das Kontaktelement 27 zu sehen ist - in den der Kontaktplatte 23 zugekehrten Unterseiten 271, 281 und 311 der Kontaktelemente 27, 28 und des Isolierstücks 31 eine in Verdrehrichtung der Bürstenbrücke 16 längsdurchgehende Rille 34 eingeformt. An dem Bürstenhalter 16, und zwar an dessen den Kontaktelementen 27, 28 bzw. dem Isolierstück 31 zugekehrten Ende, sind zwei in Verdrehrichtung einander gegenüberliegende Lappen 35 angeordnet, die über das Ende des Bürstenhalters 16 vorstehend in die Rille 34 hineinragen. Die beiden Lappen 35 sind einstückig an in Verdrehrichtung einander gegenüberliegenden Seitenwänden 161 und 162 des Bürstenhalters 16 einstückig angeformt und nehmen die Kontaktplatte 23 mit geringem Spiel in Verdrehrichtung der Bürstenbrücke 15 zwischen sich auf.In order to prevent the contact plate 23 from jamming between the contact elements 27 , 28 or the insulating piece 31 and the brush holder 16 when the brush bridge 15 is rotated - as can be seen in FIG. 6 for the contact element 27 - in the direction of the contact plate 23 Undersides 271 , 281 and 311 of the contact elements 27 , 28 and the insulating piece 31 are formed in a groove 34 which is continuous in the direction of rotation of the brush bridge 16 . On the brush holder 16 , namely at the end facing the contact elements 27 , 28 and the insulating piece 31 , two opposite tabs 35 are arranged in the direction of rotation, which project above the end of the brush holder 16 into the groove 34 . The two tabs 35 are integrally formed in one piece on opposite side walls 161 and 162 of the brush holder 16 in the direction of rotation and take up the contact plate 23 with little play in the direction of rotation of the brush bridge 15 between them.
Zum Bürstenwechsel ist die Bürstenbrücke 15 soweit zu verdrehen, daß die Bürstenhalter 16 unter den beiden Isolierstücken 31 stehen. Nach Abziehen der Isolierstücke 31 von den Kontaktelementen 27, 28 in Richtung Pfeil 37 in Fig. 7 können Bürstenfeder 25 und Bürste 21 aus den Bürstenhaltern 16 entnommen werden. Nach dem Bürstenwechsel werden die Bürstenfedern 25 wieder eingesetzt, und unter Zusammendrücken der Bürstenfedern 25 werden die Formstücke 31 wieder in Richtung Pfeil 37 in Fig. 7 zwischen die Kontaktelemente 27, 28 eingeschoben.To change the brush, the brush bridge 15 must be turned so far that the brush holder 16 are under the two insulating pieces 31 . After the insulating pieces 31 have been removed from the contact elements 27 , 28 in the direction of arrow 37 in FIG. 7, the brush spring 25 and the brush 21 can be removed from the brush holders 16 . After brushing changing the brush springs 25 are employed again, and under compression of the brush springs 25, the fittings 31 are pushed back in the direction of arrow 37 in FIG. 7 between the contact elements 27, 28.
Claims (6)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |