ITMI971671A1

ITMI971671A1 - ELECTRIC MANIFOLD MOTOR

Info

Publication number: ITMI971671A1
Application number: IT97MI001671A
Authority: IT
Inventors: Guillermo Havenstein; Klaus Merkel; Juergen Schlipf
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1996-07-24
Filing date: 1997-07-15
Publication date: 1999-01-15
Also published as: IT1293604B1; CH692643A5; GB2315609B; GB9714798D0; GB2315609A; DE19629807A1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Stato della tecnica State of the art

L'invenzione parte da un motore a collettore del genered efinito nella rivendicazione introduttiva della rivendicazione l. The invention starts from a commutator motor of the kind defined in the introductory claim of claim 1.

In tali motori a collettore, come quelli rappresentati .ad esempio da motori in serie monofase i commutatori elettrici servono ad invertire il senso di rotazione, laddove con lo spostamento delle spazzole in fase dii commutazione si corresse contemoora— ne amente uno sfalsamento delle spazzole rispetto alila zona neutra· In such commutator motors, such as those represented for example by single-phase series motors, the electrical switches serve to reverse the direction of rotation, whereby the displacement of the brushes during the switching phase corrects an offset of the brushes with respect to the neutral zone

In un reggispazzole 40. rappresentato in dettaglio e schematicamente nelle figure 1—3 in differenti sezioni, di un noto motore a collettore, la copertura elettroconduttiva sul reggispazzole 40 è realizzata mediante una cappa di arresto 41 applicata a clip sulla estremità,del reggispazzole 40 di In a brush holder 40, represented in detail and schematically in Figures 1 - 3 in different sections, of a known commutator motor, the electroconductive covering on the brush holder 40 is made by means of a stop cap 41 applied by clips on the end of the brush holder 40 of

|orma scatolata non rivolta verso il collettore 42. Entrambi gli elementi di contatto 43 e 44 e del commutatore elettrico 4? sono,eseguiti nella-forma di guette d contatti inarcate con precarica elastica che vengono contattate dal reggispazzola40. La-cor rente passa dall'uno o l altro elemento di contatto 43 rispettivamente 44 tramite il reggispazzola 40, la-cappa dl arresto 41, sulla piastra di contatto 46, che_è saldata alla trecciola-di connessione 48 impres sa_nella.spazzola 47 del collettore. La piastra dicontatto 46 dalla_molla 49 della spazzola-viene-accc statala_pressione_alla cappa di arresto 41 Vantaggi dell ' invenzione The boxed footprint not facing the manifold 42. Both contact elements 43 and 44 and of the electrical switch 4? they are made in the form of arched contact guides with elastic preload which are contacted by the brush holder 40. The current passes from one or the other contact element 43 respectively 44 through the brush holder 40, the stop cap 41, on the contact plate 46, which is welded to the connection braid 48 in the brush 47 of the manifold. The contact plate 46 from the brush spring 49 is applied by the pressure to the stop hood 41 Advantages of the Invention

Il_motore a collettore secondo l'invenzio ne con le caratteristiche della rivendicazione 1 pr senta il consistente nel fatto che-utilizzando entrambi, gli . elementi di contatto del commutatore elettrico dir ttamente_come-copertura del reggi spazzola, Jsulla.quale.poggia la piastra-di-contatto per l'alimentazione elettrica verso la spazzola-delcollettore sotto la carica dellamolla della-spaz— zol a , non occorre una distinta cappa di arresto- e la molla della spazzola, responsa biledell'accostamento a pressione delle-spazzole, garantisce anche la pressione -di contatto nel commutatore. The commutator engine according to the invention with the features of claim 1 has the consistency in the fact that by using both of them. contact elements of the electrical switch directly as the cover of the brush holder, on which the contact plate for the electrical supply to the brush of the collector rests under the charge of the spring of the brush, a separate stop cap - and the brush spring, which is responsible for the brush pressure approach, also guarantees the contact pressure in the commutator.

ai convenzionali_noti„reggispazzola, precedentemente descritti, non occorrono pertanto due passaggi d i contatto, poichè la corrente passa-direttamente dall'elemento di contatto'del commutatore alla piastra di contatto . Da..ciò segue-di nuovo una minore caduta tensione , un minore sviluppo di alore_ed-un mi nore radiodisturbo .-Diminuisce .anche. la_suscettibili t à dell'unità collettore nei confronti-della the conventional brush holders previously described do not therefore require two contact passages, since the current flows directly from the contact element of the commutator to the contact plate. From this follows again a lower voltage drop, a lower alue development and a lower radio disturbance. the susceptibility of the collector unit to the

L'el emento isolante in materia artificiale,sostiene la-moli a -della spazzola dur ante a operazione di commutazione del ponte.delle spazzole e onsente la. tuzione delle-spazzole in quanto conformemente ad-una forma _di_realizzazione.preferita-dell!invenzione_esso è eseguito allonganabile dagli elementi di_contatto. The insulating element in artificial material supports the brush blades during the switching operation of the brush bridge. construction of the brushes in that, in accordance with a preferred embodiment of the invention, it is carried out that can be removed from the contact elements.

Con.gli .accorgimenti.illustrati nalle_ul~ teriori-rivendicazioni sono possibili vantaggioso-1 teriori sviluppi e perfezionamenti del-motore_a-collettore_indicato_nella rivendicazione 1 Advantageous further developments and improvements of the manifold engine indicated in claim 1 are possible with the measures illustrated in the further claims.

Disegno Drawing

L' invenzione è illustrata-dettagliatamente in base ad un esempio di reallzzazione,-rappresen>-tato nel disegno , nella seguente_descrizione. The invention is illustrated in detail on the basis of an example of embodiment, shown in the drawing, in the following description.

In Particolare: In particular:

le da 1 fino.a 3 mostrano in det-_ taglio un noto reggispazzola.con commutatore elettrico per un motore a collettore,_in tre,differenti rappresentazioni in sezione, 1 to 3 show in detail a known brush holder with electric commutator for a commutator motor, in three different cross-sectional representations,

la figura..4-in dettaglio mostra-una-sezic ne di un motore a collettore, rappreaentante Figure 4, in detail, shows a section of a collector motor, representing

ziòne, confprmemente alla linea.IV-IV in figura 5, .la-figura-5-in-dettaglio mostra una-sezio ne del motore a-Collettore-secondo la linea-V •V in-figura-4,-la-figura-6-inostra-una-rappresentazione-in gr andita dal dettaglio_VI in figura-5,-la figura-7 mostra una rappresentazione-in grandita del dettaglio VII.in figura-4·-Descrizione dell'esempio di realizzazione Il motore a collettore.mostrato-nelle-figure 4 e 5 in dettaglio in- differenti-rappresentazioni.in-sezione, è realizzato ad esempio-come motore in serie-monofase con bobina di campo-divisa simmetricamente. Con 0 è indicato-l'albero rotorlco del mot>—-re a collettore, sul quale solidale alla rotazione-è montato-il otore-ll-con-avolgimento di indotto 12 e i convettore l3. Dell'avvolgimento di indotto-12 nella figura 5 sono visibili unicamente-le teste di avvolgimento frontali. zion, in accordance with line IV-IV in figure 5, figure 5 in detail shows a section of the collector motor according to line V • V in figure 4, -la- figure-6-shows-a-large-scale representation -it from detail_VI in figure-5, -figure-7 shows a larger-scale representation-of detail VII.in figure-4 -Description of the example of embodiment The collector, shown in Figures 4 and 5 in detail in different cross-sectional representations, is made for example as a single-phase series motor with a symmetrically divided field coil. With 0 is indicated the rotor shaft of the commutator motor, on which integral with the rotation is mounted the motor 11 with the winding of the armature 12 and the convector 13. Of the armature winding 12 in FIG. 5 only the front winding heads are visible.

L'unità 14 di inversione o commutazione di_corrente del motore a collettore comprende un pon— te 15 delle spazzola di materia artificiale sul qua -Le_sono_fissati-reggispazzola 16 orientati-radialmen te rispetto al collettore 13. I reggispazzole 16 sono disposti reciprocamente sfalsati elettricamente in ragione di rispettivamente 180° sul contorno del col=~ lettore. Il numero dei reggispazzole 16 dipende-dal numero-di-poli del-motore a collettore.-Nella secuzione a due poli, rappresentata-nella.figura 4, del a collettore vanno previsti-due 16 disposti fra di loro diametralmeate-sul-colléttore-13 cosicchè in questo caso lo sfalsamento-angolareelettrico dei reggispazzole 16 coincide con-lo sfal--samento angolare spaziale dei-reggispazzole 16-edè rispettivamente di 180°.Il ponte 5_delle_sp è sostemito spazialmente fisso-in-una-cassa-diqui indicata con 17 e può essere-ruotato indi un angolo di orientamento α attorno all-’asse-le del.collettore, per la qual cosa sso-presenta-due fessure a glifo 19 a forma-di arco di circonferenza, che sono disposte„diametralmente rispetto-all'asse 18 del collettore e nelle quali sporge rispettivamen* te„uno spinotto 20 del glifo fissato alla cassa 17-del motore· The commutator motor current reversal or switching unit 14 comprises a bridge 15 of the brushes of artificial material on which brush holders 16 are fixed radially with respect to the commutator 13. The brush holders 16 are arranged mutually offset electrically in order 180 ° respectively on the contour of the col = ~ reader. The number of brush holders 16 depends on the number of poles of the commutator motor. -13 so that in this case the electrical angular offset of the brush holders 16 coincides with the spatial angular offset of the brush holders 16 and is respectively 180 °. with 17 and an orientation angle α around the axis of the collector can then be rotated, for which reason it has two glyph slots 19 in the form of an arc of circumference, which are arranged diametrically with respect to the axis 18 of the manifold and in which a pin 20 of the yoke fixed to the casing 17 of the motor protrudes respectively.

Ognuno dei reggispazzola 16, realizzatopreferibilmente con,materiale di cattiva conduzione elettrica, presenta un.profilo cavo scatolato, in-cu è .inserita scorrevole assialmente con giuoco na a spazzola 2 di collettore,chiamata in seguito bre--vemente spazzola-21. Nella spazzola 21 nella sua estremità frontale, rivolta verso il collettore 13, è-introdotta-a pressione una trecciola.di connessione 22-per l' alimentazione.elettrica, alla cui estremità è saldata una piastra- di-contatto 23. Il reggispazzola l6-è chiuso con una copertura-rigida elettrocon--. duttiva-24. Fra la copertura-24 e la spazzola 21 pog--gia una-molla-25 della.spazzola, che è.eseguita molla di pressione elicoidale e applica a pressione la.spazzola 2l:, on la necessaria.pressione di acci starnante, sul collettore 13.Era l'estremità della mol a 25 della.spazzola, lato- copertura , e la copertura 24 è inserita la piastra di contatto 23,.che_int al modo_viene.pr.ess8ta contemporaneamente con.la necessaria„pressione di„contatto contro la opertura-24 Each of the brush holders 16, preferably made of material of poor electrical conduction, has a hollow boxed profile, in which it is inserted sliding axially with a brush play 2 of the collector, hereinafter briefly called brush-21. In the brush 21 at its front end, facing the collector 13, a connection braid 22 for the electric power supply is pressurized, at the end of which a contact plate 23 is welded. -it is closed with a rigid cover-electrocon--. ductive-24. Between the cover 24 and the brush 21 rests a spring 25 of the brush, which is a helical pressure spring and applies pressure to the brush 21, with the necessary pinching pressure, on the manifold 13.was the mol end 25 of the brush, side-cover, and the cover 24 is inserted into the contact plate 23,. the opening-24

Per impartire li senso di rotazione.delmotore a-collettore ad ogni regglspazzola l6-è_associato un cominutatore elettrico 26 con due elementi contatto 27 e 28, reciprocamente-distanziati nel senso di rotazione relativa-del ponte l5 delle spazzole. .due elementi,di ontatto 27 e 28.sono_fissati-spazlalménte sulla cassa 17 del motore.ed.eseguiti in. modo da formare contemporaneamente la copertura.24 del reggispazzola 16, sulla quale poggia la molla_ 21 della spazzola tramite la piastra.di contatto 23· Come illustra la figura per l'elemento di contatto 27 l'elemento di contatto 27 ad esempio è eseguito a forma di L e con-la-propria ala corta-della L mediant un -accoppiamento, ad av it ament o 29 è f issato su una piastra-di-supporto 30 di materia artificiale sostenunon scorrevole assialmente-e-radialmente-nella-· sa 17 del motore. Sull'accoppiamento-ad avvitamento-29 contemporaneamente,è -fissata la connessi one elettrica verso l'elemento di contatto-27. La trecciola conduttrice è indicata.con 36. L'ala lunga-della L del -l'elemento di contattO-27 copre li.estremità frontale aperta-del reggispazzola l6 di-forma scatolata e-for ma qui la copertura 24.-L'el emento di-contatto_28-è eseguito identicamente. La distanza fra i due elementi.di contatto-27 e 28 in.ogni commutatore elettrico 26 è scavalcata-da un elemento isolante 3l., che in corrispondenza el proprio lato inferiore 311.,rivol -to verso il reggispazzola l6, termina complanarmente con i lati inferiori 271 e 28l-, degli elementi di co t atto 27 e 28, cosicchè con la rot azione-relativa del ponte l5 delle spazzole-le due piastre di contatt o 23 nei reggispazzole.l6 vengono guidate lungo una superficie piana a-forma di arco di circonferenza. L'elemento isolante 31 è sostenuto ai due elementi-di contatto- 27 e 28:, in modo che esso può essere_stacca -to da entrambi gli el ementi di c ont atto 27 e 28 paralleiamente all'asse l8 del coll et tore, in direzione l a freccia-37 in figura 7. Atale-scopo-lel emento isolante-31 in-corrispondenza-dei-propri-lati-minori, fra di loro non aff acclati ed estendentisl-in-dire zione-assiale del collettore l3 , presenta rispettlvamente un intacco ,longltudinale-32 (figura-7-), e a ridosso,dei-lato -frontale,-rivolto verso,l'elemento iso lante-,31, di ogni elemento di contatto 27 e 28 è sagomato inununico-pezzo un ponticello longitudinale 33-lmpegnantesl-quasi con vlncolo geometrico nell'lntacco_32. Nel 'esempio di reializzazione l'intacco-32 è realizzato di profilo triangolare, cosicchè l'eiemento isolante 31 è sostenuto anche radialmente sen za giuoco fra i due elementi-di contatto 27 e 28. To impart the direction of rotation of the collector motor to each brush holder 16, an electric commutator 26 is associated with two contact elements 27 and 28, mutually spaced in the direction of relative rotation of the bridge 15 of the brushes. .two elements, in contact 27 and 28, are spatially fixed on the engine casing 17 and executed in. so as to simultaneously form the cover 24 of the brush holder 16, on which the spring 21 of the brush rests by means of the contact plate 23. L-shaped and with-its-own short wing-of the L by means of a -coupling, with av it ament or 29 is fixed on a support-plate 30 of artificial material supported not sliding axially-and-radially-in the- sa 17 of the engine. On the screw coupling-29 at the same time, the electrical connection to the contact element-27 is fixed. The conductive braid is indicated at 36. The long flange of the L of the contact element O-27 covers the open front end of the brush holder 16 of box-shaped form and here the cover 24.-L The contact element_28 is performed identically. The distance between the two contact elements 27 and 28 in each electrical switch 26 is bypassed by an insulating element 31, which in correspondence with its lower side 311, facing the brush holder 16, ends coplanar with the lower sides 271 and 281-, of the contact elements 27 and 28, so that with the relative rotation of the bridge 15 of the brushes, the two contact plates 23 in the brush holders. arc shape of circumference. The insulating element 31 is supported at the two contact elements 27 and 28, so that it can be detached from both the contact elements 27 and 28 parallel to the axis 18 of the collector, in direction 1 to the arrow-37 in figure 7. At this-purpose-the insulating element-31 in-correspondence-of-its-minor-sides, between them not afflated and extending sl-in-axial-direction of the manifold 13, presents respectively, a notch, longitudinal-32 (figure-7-), and close to the side -front, -facing towards, the insulating element-, 31, of each contact element 27 and 28 is shaped in a single piece a longitudinal bridge 33-lmpegnantesl-almost with geometric vlncolo in the heel_32. In the embodiment example, the notch 32 is made with a triangular profile, so that the insulating element 31 is also supported radially without play between the two contact elements 27 and 28.

Nella-poslzlone del ponte l5 delle spazzo le, rappresentata nella-figura-4, ad esempio,il rotore 11 ruota in senso-orario,-ossia in senso destrorso L'alimentazione di corrente av iene dall'elemento di contatto 27 tramite la piastra di-contatto-23 ,e la trecciola di connessione 22 sulla spazzola-21. Se il ponte-15 delle spazzole viene ruotato in ragione-del llangolo α in figura 1 in senso orario, allora-la piastra di contatto,23 viene guidata-consecutivamente Ìungo i lati inferiori 271, 311 e 281 di elemento-di contatto,27, elemento isolante 31 ed elemento,di con tatto 28. Quando il reggispazzola16 ha raggiunto lo assoclato-elemento di contatto 28, allora l' alimenta· zione elettrica ora ha luogo direttamente -dall' elemento di contatto 28 tramite-la-piastra-di contatto 23 e la trecciola di connessione 22 verso la spazzola-21. ’Il senso di rotazione del motore a collettore ' varia ed il rotore 11 ruota in senso-antiorario.-In caso di rotazione relativa del ponte-15 della spazzola per impedire un inceppamento_della piastra di contatto 23.fra gli elementi di contatto_27 e 28 rispettivameate l'elemento isolante 31 e il reggi-_ spazzola.16 come è visibile nella figura 6 nella.figura 6 per l'elemento di contatto 27-nellati_inferiori-271, 28l e , rivolti verso la piastra di contatto 23, degli elementi„di contatto 27 e 28 e dell'elemento isolante,.31 è sagomata una gola 34 passante-longitudinalmente nel senso di rotazione del ponte l6 delle spazzole. In corrispondenza del-reggispazzola l6, precisamente in.corrispondenza-della-sua estremità-rivolta verso gli elementi di.contatto 27 e 28 rispettivamente l'elemento isolante 31, sono disposti due lembi 35, che si.fronteggiano.reciprocamente.nel-senso_ rptazione relativae .sporgendo sulla estremità-del reggispazzola_l6„sporgono.nella gola.34..Entrambi-i. lembi 35 sono sagomati in un unlco pezzo a ridosso di pareti laterali l6l, 162 del reggi spazzola 16, che si f ronteggiano reciprocamente nel senso di rotazio ne relativa, e aloggiano-fra di loro la piastra di contatto 23 con modesto giuoco nel senso di rotazione relativa del ponte-15 delle spazzole. In the position of the bridge 15 of the brushes, shown in Figure 4, for example, the rotor 11 rotates in a clockwise direction, that is, in a clockwise direction. contact-23, and the connection braid 22 on the brush-21. If the bridge 15 of the brushes is rotated at the angle α in Figure 1 in a clockwise direction, then the contact plate 23 is guided consecutively along the lower sides 271, 311 and 281 of the contact element, 27 , insulating element 31 and contact element 28. When the brush holder 16 has reached the associated contact element 28, then the electrical supply now takes place directly from the contact element 28 via the contact plate. contact 23 and the connection braid 22 towards the brush-21. 'The direction of rotation of the commutator motor' changes and the rotor 11 rotates counterclockwise. the insulating element 31 and the brush holder 16 as can be seen in figure 6 in figure 6 for the contact element 27-lower sides-271, 28l and, facing towards the contact plate 23, of the elements contact 27 and 28 and of the insulating element, 31 a groove 34 passing longitudinally in the direction of rotation of the bridge 16 of the brushes is shaped. In correspondence with the brush holder 16, precisely in correspondence with its end facing the contact elements 27 and 28 respectively the insulating element 31, there are two flaps 35, which face each other in the direction of each other. Relative rptation and. protruding on the end of the brush holder_l6 "protrude. into the groove.34..Both. flaps 35 are shaped in a single piece close to the side walls 16,1, 162 of the brush holder 16, which mutually face each other in the direction of relative rotation, and lodge the contact plate 23 between them with modest play in the direction of relative rotation of the bridge-15 of the brushes.

Per la sostituzione-della-spazzola-il ponte 15 delle spazzole va-ruotato-in misura-tale-che i reggispazzole l6 si trovano-al-disotto-di-entrambi gli elementi isolanti 31. Dopo aver staccato gli elementi isolanti 31 dagli elementi di contatto 27 e 28 in direzione della freccia 37 in figura 7, è possibile togliere molla 25 della spazzola-e-spazzola 2l dai reggispazzole l6. Dopo la-sostituzione della spazzola vengono di nuovo inserite le-molle 25 delle-spazzoli e con compressione delle-molle-25 delle spazzole gli elementi sagomati 31 vengono di nuovo infilatl in direzione della freccia 37 in figura 7 fra gli elementi di contatto 7 e 28 . To replace the brush the bridge 15 of the brushes must be rotated to such an extent that the brush holders 16 are located under both the insulating elements 31. After detaching the insulating elements 31 from the elements 27 and 28 in the direction of the arrow 37 in Figure 7, it is possible to remove the spring 25 of the brush-and-brush 21 from the brush holders 16. After the brush has been replaced, the springs 25 of the brushes are inserted again and with compression of the springs 25 of the brushes, the shaped elements 31 are inserted again in the direction of the arrow 37 in Figure 7 between the contact elements 7 and 28.

Claims

CLAIMS -1. Collector motor with at least two-brush holders- (l6), which are-reciprocally-staggered-electrically by l80 ° on a bridge- (l5-) fixed-brushes, pivoting-suitable for-axis - (- l8- ) - of the king collar, - are. oriented radially with respect to the collector (13) and respectively on their front side, not-facing-towards the-collector - (- 13), they are closed with an electroconductive-cover- (24 -), - with-a brush- (2l-) of manifold for each brush holder - (l6) -, which is slidably inserted into the brush holder- (l6) -, by means of a contact plate - (23 fixed to the end of a connecting braid (22) and introduced by pressure, it contacts-the-cover. (24) and by a-spring- (25 (13); and with an electric changer (26) for each brush holder 16), which has two contact elements (27-and-28), tially fixed, reciprocally distanced and inserted alternatively on the brush holder (16) -by relative-rotation of the bridge (15) -of the-brushes, - characterized -by the fact that each contact element (27, 28) forms a cover (24-) for the brush holder (16), as well as it is from the fact that the distance between the two contact elements (27 and 28) is bypassed by an insulating element (31-), which at least in correspondence with its lower side - (311), - facing towards the brush holder ( 16 coplanar with the contact elements (-27-or 28).

2 . Motor according to claim 1 characterized by the fact that the insulating element (31) followed by the removal of the contact elements (27, 28-) 3.-Motor according to Claim 27 is characterized by the fact that the insulating element - (31-) is in correspondence of its shorter sides, between their non-facing and extending sides in the axial and lateral direction. collector and (13)., - respectively has a notch (-32) passing longitudinally as well as by the fact that in each notch (32-k) i-engages-with-a geometric constraint with a longitudinal bridge - (- 33), - which is shaped in one piece close to the front side facing the insulating element - (31 -), - of each contact element (27 and 28) 4.-Motor according to Claim 3, characterized in that the insulating element (-3l-) can be inserted in the axial direction of the collector- (13 between the contact elements- (27-and-28 '), where the notches and longitudinal bridges - (- 33-) form bi-lateral guides. 5. Engine - according to one of claims' from to 4, characterized in that in the lower sides - (271, -2811, -311) facing the contact plate - (- 23-) of contact (27, 28) and insulating element - (- 31-) a longitudinal through groove is shaped - (- 34), as well as by the fact that the brush holder- (16) on the sides (16l; 162 -), - between opposite in the direction of relative-rotation-of the pon te- (l5) of the brushes, -reca-flaps (-35 -), - which-protrudes on its end, facing the contact elements (27, -28) - respectively - the insulating element - (31 -), - penetrate the groove - (- 34) - and - guide - between - them - the - contact - plate - (23). 6. Motor according to claim 5, - characterized by the fact that the brush holder - (- 16 -) - is made as a hollow box in the electroheating or badly conducting material and the flaps - (35) - are shaped in a single piece to close to the box walls.