DE3813999A1 - Kollektormaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kollektor­ maschine, insbesondere einen Kollektormotor, mit einem Stän­ der mit Ständerspulen, einem gegenüber dem Ständer drehbar gelagerten Läufer mit einem Kollektor und mit einem Montage­ element, auf dem in der Nähe des Kollektors angeordnete Kohlenbürstenhalter mit Kohlenbürsten, sowie Entstörungs­ mittel befestigt sind, wobei diese Entstörungsmittel durch elektrische Anschlussmittel mit ersten mit den Ständerspulen elektrisch gekoppelten Kontaktelementen verbunden sind, wobei diese ersten Kontaktelemente durch elektrische Anschluss­ mittel mit zweiten mit den Kohlenbürsten elektrisch gekoppel­ ten Kontaktelementen verbunden sind.

Elektrische Maschinen der obengenannten Art sind bekannt und werden als Elektromotoren beispielsweise in Haushaltsgeräten, wie Staubsaugern und Küchenmaschinen ver­ wendet. In der europäischen Patentanmeldung 00 96 158 ist ein derartiger Elektromotor auf schematische Weise dargestellt. In den bekannten elektrischen Maschinen bestehen die Ent­ störungsmittel aus Entstörungskondensatoren und/oder Ent­ störungsspulen. Die Entstörungsmittel sind entsprechend einem geeigneten elektrischen Anschlussplan durch Schweiss­ oder Lötverbindungen oder durch Befestigungshülsen oder Klemmen mit den Ständerwicklungen und den Kohlenbürsten des Motors elektrisch verbunden. In dem in der obengenannten Pa­ tentanmeldung dargestellten Elektromotor sind die Kohlen­ bürsten mit Anschluss- und Befestigungsmitteln zum elektrischen Verbinden der Entstörungsspulen mit den Kohlenbürsten ver­ sehen. Die Entstörungsspulen sind weiterhin durch Klemmele­ mente mit einer Verteilerplatte elektrisch verbunden. Ver­ formbare Klemmittel und Lötverbindungen zum Befestigen von Entstörungsmitteln sind in den deutschen Patentanmeldungen 32 36 091 und 33 14 412 dargestellt.

Ein Nachteil der bekannten Anbringungsarten der Entstörungsmittel bei elektrischen Maschinen besteht darin, dass diese sich schwer automatisieren lassen.

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, die eingangs beschriebene Maschine derart zu verbessern, dass die mecha­ nische und elektrische Montage der erforderlichen Ent­ störungselemente, sowie der elektrische Anschluss der Kohlen­ bürsten mit einfachen und möglichst wenig Vorgängen erfolgen kann.

Die erfindungsgemässe Kollektormaschine weist dazu das Kennzeichen auf, dass die Anschlussmittel drahtförmige Enden haben und die ersten und zweiten Kontaktelemente platten­ förmig und elektrisch leitend sind und je mit mindestens einer spaltförmigen Öffnung mit einem Krazteil und einem Kontaktteil versehen sind, wobei die Anschlussmittel durch Hineinführung der drahtförmigen Enden in die spaltförmigem Öffnungen mit den Kontaktelementen elektrisch und mechanisch verbunden sind.

Der Vorteil der erfindungsgemässen elektrischen Maschine ist insbesondere ein Fertigungsvorteil und betrifft die Möglichkeit, die elektrische Maschine auf sehr einfache Weise zusammenzubauen. Da zum Befestigen der Anschlussmittel an den Kontaktelementen keine Hilfsmittel oder Hilfswerkzeuge wie beispielsweise Schweisselektroden bzw. Zangen notwendig sind, ist das Zusammenbauen problemlos weitgehend automati­ sierbar. Ausserdem braucht das Herstellungsverfahren zum Ändern der Ausführungsform und/oder der Abmessungen der her­ zustellenden elektrischen Maschine nicht angepasst zu werden.

Eine günstige Ausführungsform des erfindungsge­ mässen Kollektors, bei dem die Kohlenbürstenhalter als köcherförmige Körper ausgebildet sind, weist das Kennzeichen auf, dass die zwei Kontaktelemente mit dem köcherförmigen Körper integriert sind. Diese Konstruktion führt zu einer weiteren Verringerung der Anzahl Bauteile der elektrischen Maschine und daher zu einer weiteren Vereinfachung der Her­ stellung.

Eine andere günstige Ausführungsform, bei der die Entstörungsmittel in der Nähe der Kohlenbürstenhalter aus mindestens zwei Entstörungselementen bestehen, wobei eines der Entstörungselemente ein mit Masse verbundener Kondensa­ tor ist und das andere Entstörungselement eine elektrisch zwischen dem ersten Kontaktelement und dem zweiten Kontakt­ element vorgesehene Entstörungsspule ist, weist das Kenn­ zeichen auf, dass die ersten Kontaktelemente mit je zwei spaltförmigen Öffnungen versehen sind mit einem Schabteil und einem Kontaktteil, wobei in den beiden Öffnungen eines der genannten drahtförmigen Enden durch Einstecken desselben be­ festigt ist, wodurch die zwei Entstörungselemente je einzeln mit dem ersten Kontaktelement elektrisch verbunden sind.

Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Kohlenbürstenhalterplatte, die als Montageelement in der Kollektormaschine nach Anspruch 1 verwendet werden kann, wo­ bei auf dieser Platte Kohlenbürstenhalter mit Kohlenbürsten und elektrisch damit verbundene Entstörungsmittel angebracht sind. Zum Erreichen des obengenannten Zweckes der Erfindung ist die Kohlenbürstenhalterplatte nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass auf der Kohlenbürstenhalterplatte erste, mit den Ständerspulen der Kollektormaschine elektrisch zu ver­ bindende Kontaktelemente und zweite mit den Kohlenbürsten elektrisch verbundene Kontaktelemente angebracht sind und dass die Kontaktelemente plattenförmig und elektrisch leitend sind und mit je mindestens einer spaltförmigen Öffnung mit einem Schabteil und einem Kontaktteil versehen sind, wobei die Entstörungsmittel und die Kohlenbürsten elektrisch mit­ einander verbunden sind und zwar durch Anschlussdrähte mit drahtförmigen Enden, die durch Einstecken in die spaltförmi­ gen Öffnungen mit den Kontaktelementen elektrisch und me­ chanisch verbunden sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt I-I (siehe Fig. 3) durch einen Kollektormotor nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Längsschnitt/eine Ansicht II-II (siehe Fig. 3) des Kollektormotors nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt III-III (siehe Fig. 1) durch den Kollektormotor nach Fig. 1;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Einzel­ heit des Kollektormotors nach Fig. 1.

Der in den Figuren dargestellte Kollektormotor nach der Erfindung hat ein Motorgestell, das auch aus zwei Lager­ platten 2 und 4 besteht, die durch vier Stäbe 6 miteinander verbunden sind. In den Lagerplatten 2 und 4 ist ein Gleit­ lager 8 bzw. 10 befestigt zum drehbaren Lagern einer Motor­ welle 12. Auf der Motorwelle 12 ist ein Läufer vorgesehen, der aus einem lamellierten Läuferkern 14 und um denselben herumgewickelten Läufersäulen 16 besteht. Um den Läufer herum befindet sich ein an den Stäben 6 befestigter Ständer, der aus einem lamellierten Ständerkern 18 und einer Anzahl um den Spulenkörper gewickelter Ständerspulen 20 besteht. Auf der Motorwelle 12, die in axialer Richtung mittels eines in der Lagerplatte 4 vorgesehenen Zapfenlagers 22 gelagert ist, ist weiterhin zum im Betrieb Kühlen des Motors ein Flügel­ rad 24 vorgesehen.

Der Kollektormotor ist mit zwei Kohlenbürsten 26 und 28 versehen, die mit einem auf der Motorwelle 12 befestig­ ten Kollektor 29 zusammenarbeiten, die mit den Läuferspulen 16 elektrisch verbunden sind. Die Kohlenbürsten 26 und 28 sind je in einen köcherförmigen Kohlenbürstenhalter 30 bzw. 32 verschiebbar aufgenommen und werden von einer Schrauben­ feder 34 bzw. 36 gegen den Kollektor 29 gedrückt. Die beiden Kohlenbürstenhalter 30 und 32 befinden sich auf einem Mon­ tageelement 38, das an den Stäben 6 befestigt ist. Zwischen dem Montageelement 38 und dem Gleitlager 8 ist ein isolieren­ der Distanzring 40 auf der Motorwelle 12 vorgesehen. Das Montageelement 38 hat ausser den genannten Kohlenbürsten­ haltern 30 und 32 weiterhin noch eine Anzahl von Entstührungs­ elementen, und zwar in der Nähe jedes der Kohlenbürsten­ halter 30 und 32 einen Entstührungskondensator 42 und eine Entstörungsspule 44 und wird auch als Kohlenbürstenhalter­ platte bezeichnet.

Die Entstörungskondensatoren 42 sind mittels eines Kontaktteils 46, das gegen die Stäbe 6 geklemmt ist, mit den Stäben 6 elektrisch leitend verbunden und mittels elektrisch leitender Drähte 48 mit drahtförmigen Enden 48 A an Kontakt­ elementen 50 befestigt. Die Kontaktelemente 50, die mit den Ständerspulen 20 elektrisch verbunden sind, sind platten­ förmig ausgebildet und mit je zwei sich von einem Rand er­ streckenden spaltförmigen Öffnungen 52 A und 52 B versehen. Die Öffnungen 52 A und 52 B haben je einen in der Nähe des ge­ nannten Randes liegenden Einlaufteil, einen sich daran an­ schliessenden Kraz- oder Schabteil und einen Kontaktteil an dem Sackende der Öffnung. Ein Beispiel einer derartigen in einem Kontaktelement vorgesehenen Öffnung ist in der nicht vorveröffentlichten niederländischen Patentanmeldung Nr. 86 01 094 (PHN 11.741; durch Bezeichnung als hierin einbe­ griffen betrachtet) beschrieben. Die Drähte 48 und die drahtförmigen Enden 48 A haben einen leitenden Drahtkern und eine um denselben vorgesehenen Isolierschicht. Die Drahtenden 48 A sind durch Einstecken in die Öffnungen 52 A mit den Kon­ taktelementen 50 verbunden. Beim Einstecken wird der Isolier­ mantel der Drahtenden in dem Schabteil eingeschnitten, wodurch der Drahtkern den Kontaktteil kontaktiert. Es lassen sich selbstverständlich auch Drähte ohne Isolierman­ tel verwenden.

Die Kontaktelementen 50 sind mittels elektrisch leitender Drähte 54 mit je zwei drahtförmigen Enden 54 A und 54 B mit den Kontaktelementen 56 elektrisch verbunden. Die Kontaktelemente 56 sind ebenso wie die Kontaktelemente 50 plattenförmig, sie brauchen jedoch nur mit je einer spalt­ förmigen Öffnung 58 versehen zu sein. Die Öffnungen 58 können derselben Form sein wie die bereits beschriebenen Öffnungen 52 A und 52 B. Jedes der Kontaktelemente 56 ist auf einem der Kohlenbürstenhalter 30 und 32 vorgesehen und bildet mit demselben ein Ganzes. Die drahtförmigen Enden 54 A und 54 B der Drähte 54 sind dadurch in den Kontaktele­ menten 50 und 56 befestigt, dass sie in die Öffnungen 52 B bzw. 58 eingesteckt werden.

Die in dem hier beschriebenen Motor verwendeten Entstörungsspulen 44 sind durch schraubenlinienförmig um einen Ferritteil 60 gewickelte Drahtteile 54 C der Drähte gebildet.

Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die obenstehend beschriebene Ausführungsform. So sind beispielsweise für bestimmte Anwendungsbereiche keine Entstörungsspulen notwendig.

Claims (4)

1. Kollektormaschine, insbesondere ein Kollektormotor, mit einem Ständer mit Ständerspulen, einem gegenüber dem Ständer drehbar gelagerten Läufer mit einem Kollektor und mit einem Montageelement, auf dem in der Nähe des Kollektors angeordnete Kohlenbürstenhalter mit Kohlenbürsten, sowie Entstörungsmittel befestigt sind, wobei diese Entstörungs­ mittel durch elektrische Anschlussmittel mit ersten mit den Ständerspulen elektrisch gekoppelten Kontaktelementen verbun­ den sind, wobei diese ersten Kontaktelemente durch elektrische Anschlussmittel mit zweiten mit den Kohlenbürsten elektrisch gekoppelten Kontaktelementen verbunden sind, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die genannten Anschlussmittel drahtförmige Enden haben und die ersten und zweiten Kontaktelemente plattenförmig und elektrisch leitend sind und je mit mindestens einer spaltförmigen Öffnung mit einem Krazteil und einem Kontaktteil versehen sind, wobei die Anschlussmittel durch Hineinführung der drahtförmigen Enden in die spaltförmigen Öffnungen mit den Kontaktelementen elektrisch und mechanisch verbunden sind.

2. Kollektormaschine nach Anspruch 1, wobei die Kohlenbürstenhalter als köcherförmige Körper ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kontaktelemente mit den köcherförmigen Körpern integriert sind.

3. Kollektormaschine nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Entstörungsmittel in der Nähe jedes der Kohlenbürsten­ halter aus mindestens zwei Entstörungselementen bestehen, wobei eines der Entstörungselemente ein mit Masse verbundener Kondensator ist und das andere Entstörungselement eine elek­ trisch zwischen dem ersten Kontaktelement und dem zweiten Kontaktelement vorgesehene Entstörungsspule ist, weist das Kennzeichen auf, dass die ersten Kontaktelemente mit je zwei spaltförmigen Öffnungen versehen sind mit einem Schabteil und einem Kontaktteil, wobei in den beiden Öffnungen eines der genannten drahtförmigen Enden durch Einstecken desselben befestigt ist, wodurch die zwei Entstörungselemente je ein­ zeln mit dem ersten Kontaktelement elektrisch verbunden sind.

4. Kohlenbürstenhalterplatte zum Gebrauch als Montage­ element in der Kollektormaschine nach Anspruch 1, wobei auf dieser Platte Kohlenbürstenhalter mit Kohlenbürsten und elektrisch damit verbundene Entstörungsmittel angebracht sind. Zum Erreichen des obengenannten Zweckes der Erfindung ist die Kohlenbürstenhalterplatte nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass auf der Kohlenbürstenhalterplatte erste, mit den Ständerspulen der Kollektormaschine elektrisch zu verbindende Kontaktelemente und zweite mit den Kohlenbürsten elektrisch verbundene Kontaktelemente angebracht sind und dass die Kontaktelemente plattenförmig und elektrisch leitend sind und mit je mindestens einer spaltförmigen Öffnung mit einem Schabteil und einem Kontaktteil versehen sind, wobei die Entstörungsmittel und die Kohlenbürsten elektrisch miteinander verbunden sind und zwar durch Anschlussdrähte mit drahtförmigen Enden, die durch Einstecken in die spalt­ förmigen Öffnungen mit den Kontaktelementen elektrisch und mechanisch verbunden sind.