DE10340141A1

DE10340141A1 - electric motor

Info

Publication number: DE10340141A1
Application number: DE2003140141
Authority: DE
Inventors: Jürgen Wiker
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-09-01
Filing date: 2003-09-01
Publication date: 2005-04-07
Also published as: GB2405535A; CN1592003A; FR2862444B1; FR2862444A1; GB2405535B; GB0419091D0; CN100524973C

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Elektromotor, insbesonderee für Handwerkzeugmaschinen, mit zumindest einem elektrisch leitfähigen Bürstenkörper (10) zur Übertragung eines elektrischen Stroms auf einen Kommutator (12), der um eine Drehachse (46) drehbar ist, wobei der Bürstenkörper (10) mit einer an einer korrespondierenden Lauffläche (14) des Kommutators (12) angepassten Lauffläche (16) an der Lauffläche (14) des Kommutators (12) anliegt. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass die Lauffläche (16) des Bürstenkörpers (10) in Kontaktstellung zu dem stehenden Kommutator (12) zumindest an einer, bezogen auf die Drehrichtung vorderen Kante (36, 38, 58, 62) zur korrespondierenden Lauffläche (14) des Kommutators (12) beabstandet ist.The invention relates to an electric motor, in particular for hand power tools, with at least one electrically conductive brush body (10) for transmitting an electric current to a commutator (12) which is rotatable about a rotation axis (46), wherein the brush body (10) a running surface (16) adapted to a corresponding running surface (14) of the commutator (12) bears against the running surface (14) of the commutator (12). DOLLAR A It is proposed that the running surface (16) of the brush body (10) in contact position with the stationary commutator (12) at least at one, with respect to the direction of rotation front edge (36, 38, 58, 62) to the corresponding running surface (14 ) of the commutator (12) is spaced.

Description

Stand der TechnikState of technology

Die Erfindung geht aus von einem Elektromotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The Invention is based on an electric motor according to the preamble of Claim 1.

Bei Elektromotoren, insbesondere bei so genannten Reihenschluss- oder Universalmotoren, erfolgt die Übertragung des Motorstroms über Kohlebürsten auf einen sich drehenden Kommutator eines Ankers. Um eine gute Stromübertragung von der Kohlebürste auf den Kommutator zu erreichen, werden Bürstenkörper verwendet, deren Laufflächen an den Kommutatorradius angepasst sind. Üblicherweise wird der Radius der Laufflächen um 10–20% größer gewählt als der Radius des Kommutators, um ein möglichst gutes Einlaufverhalten der Kohlebürsten zu erreichen, indem die Stromübertragung während der Einlaufphase über eine möglichst große Fläche erfolgt. Die Kohlebürsten streifen dabei über Lamellen des Kommutators, wobei nebeneinander liegende, durch Nuten beabstandete Lamellen den Umfang des Kommutators bilden.at Electric motors, in particular in so-called Reihenschluss- or Universal motors, the transfer takes place the motor current over carbon brushes on a rotating commutator of an anchor. To get a good power transfer from the carbon brush To reach the commutator, brush bodies are used, the running surfaces of the Commutator radius are adjusted. Usually the radius becomes the treads by 10-20% chosen larger than the radius of the commutator to get the best possible run-in behavior the carbon brushes too achieve by the power transmission during the Warm-up phase over one possible size Surface done. The carbon brushes over here Slats of the commutator, being adjacent, by grooves spaced lamellae form the circumference of the commutator.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Die Erfindung geht aus von einem Elektromotor, insbesondere für Handwerkzeugmaschinen, mit zumindest einem elektrisch leitfähigen Bürstenkörper zur Übertragung eines elektrischen Stroms auf einen Kommutator, der um eine Drehachse drehbar ist, wobei der Bürstenkörper mit einer an einer korrespondierenden Lauffläche des Kommutators angepassten Lauffläche an der Lauffläche des Kommutators anliegt.The The invention is based on an electric motor, in particular for handheld power tools, with at least one electrically conductive Brush body for transmission an electric current on a commutator, which is about a rotation axis is rotatable, wherein the brush body with one adapted to a corresponding tread of the commutator tread on the tread of the commutator is applied.

Es wird vorgeschlagen, dass die Lauffläche des Bürstenkörpers in Kontaktstellung zu dem stehenden Kommutator zumindest an einer, bezogen auf die Drehrichtung vorderen Kante zur korrespondierenden Lauffläche des Kommutators beabstandet ist. Die vordere Kante des Bürstenkörpers ist soweit in radialer Richtung von der korrespondierenden Lauffläche des Kommutators nach außen beabstandet, dass bei in Drehrichtung nach vorne verkipptem Bürstenkörper der Kommutator unter die Lauffläche gleiten kann. Der Abstand der vorderen Kante kompensiert im Wesentlichen ein Verkippen des Bürstenkörpers bei drehendem Kommutator. Die Lauffläche ist nunmehr den geometrischen Verhältnissen bei drehendem und nicht bei stehendem Kommutator angepasst. Dadurch kann verhindert werden, dass durch das Abkippen des Bürstenkörpers im hinteren Bereich der Lauffläche ein Spalt entsteht und so die Kontaktfläche, die bei stehendem Kommutator in etwa mittig zwischen Kommutator und Bürstenkörper ist, auf einen schmalen Bereich nahe der vorderen Kante vermindert ist. Weiterhin ist die Gefahr verringert, dass die vordere Kante an Unebenheiten, z.B. einen Lamellensprung, auf dem Umfang des Kommutators stößt und der Bürstenkörper sogar abhebt.It It is proposed that the tread of the brush body in contact position to the stationary commutator at least one, based on the direction of rotation front edge to the corresponding running surface of the commutator is spaced. The front edge of the brush body is so far in the radial direction of the corresponding tread of the Commutator to the outside spaced, that when tilted in the direction of rotation forward brush body of the Sliding the commutator under the tread can. The distance of the leading edge substantially compensates a tilting of the brush body at rotating commutator. The tread is now the geometric conditions adapted for rotating and not standing commutator. Thereby can be prevented by tilting the brush body in rear area of the tread a gap is created and so the contact surface, the standing commutator is approximately midway between commutator and brush body, on a narrow Area near the front edge is reduced. Furthermore, the Danger reduces the leading edge from bumps, e.g. one Slat jump, on the circumference of the commutator abuts and the Brush body even takes off.

Der einzuhaltende Abstand der Kante zur korrespondierenden Lauffläche ergibt sich aus den geometrischen Dimensionen eines Bürstenhalters und des Bürstenkörpers sowie eines gewünschten Spiels zwischen diesen. Der Fachmann wird den Abstand für gegebene Verhältnisse jeweils so optimieren, wie es ihm sinnvoll erscheint. Bereits während der Einlaufphase, während der der angeformte Bürstenkörper sich der Oberfläche des Kommutators anpasst, steht nahezu die gesamte, dem Kommutator zugewandte Lauffläche des Bürstenkörpers als Kontaktfläche zur Verfügung, selbst wenn bei drehendem Kommutator der Bürstenkörper in Drehrichtung mitgenommen wird und aufgrund von Toleranzen und Luftspalten in einem Bürstenhalter verkippt. Eine Fertigungstoleranz von Bürstenkörper und Bürstenhalter führt grundsätzlich zu einem Luftspalt, der das Abkippen des Bürstenkörpers bei drehendem Kommutator mit verursacht und, wie oben erwähnt, bei üblichen Bürstenkörpern zu einer stark verkleinerten Kontaktfläche führt. Der Luftspalt ist andererseits durchaus erwünscht, damit die Kohlebürste, oder auch eine Mehrzahl von Kohlebürsten entlang des Umfangs des Kommutators, auch unter Einfluss von Staub, noch leichtgängig ist. Dies ist vor allem bei der Verwendung des Elektromotors in Handwerkzeugmaschinen wichtig, bei denen angesaugte Kühlluft große Mengen Staub ins Innere und somit auch in den Bereich des Bürstenhalters transportiert. Das Abkippen des Bürstenkörpers wird dazu ausgenutzt, mit der erfindungsgemäß geänderten Bürstengeometrie eine möglichst große Kontaktfläche zu erzielen. Durch die neue Geometrie des Bürstenkörpers ist sogar ein vergrößerter Luftspalt zwischen Bürstenkörper und Bürstenhalter möglich, was bei einem Einsatz in staubhaltiger Luft besonders günstig ist. Außerdem können Fertigungstoleranzen des Bürstenhalters und des Bürstenkörpers vergrößert werden, was die Herstellung verbilligt.Of the to be maintained distance of the edge to the corresponding tread results itself from the geometrical dimensions of a brush holder and the brush body as well a desired game between these. The professional will take the distance for given circumstances in each case optimizing as it seems sensible. Already during the Warm-up phase while the molded brush body itself the surface adjusts the commutator is almost the entire, the commutator facing tread of the brush body as contact area to disposal, even if with rotating commutator of the brush body taken in the direction of rotation and due to tolerances and air gaps in a brush holder tilted. A manufacturing tolerance of brush body and brush holder always leads to an air gap, the tilting of the brush body with rotating commutator with caused and, as mentioned above, in conventional brush bodies too a greatly reduced contact surface leads. The air gap is on the other hand quite desirable, so that the carbon brush, or a plurality of carbon brushes along the circumference of the Kommutators, even under the influence of dust, is still smooth. This is especially true when using the electric motor in hand tool machines important in which sucked cooling air size Quantities of dust inside and thus also in the area of the brush holder transported. The tilting of the brush body is exploited to with the invention changed Brush geometry one preferably size contact area to achieve. The new geometry of the brush body even increases the air gap between brush body and brush holder possible, which is particularly favorable when used in dusty air. Furthermore can manufacturing tolerances of the brush holder and the brush body are enlarged, which the production cheapened.

Die große Fläche reduziert die Stromdichte in der Kontaktfläche und die thermische Belastung des Kommutators. Ansonsten könnte der Kommutator durch eine lokal wirksame überhöhte Stromdichte in der Einlaufphase vorgeschädigt werden, und so könnte unter Lastbetrieb dessen Lebensdauer reduziert werden. Durch die weitgehend vollflächige Anlage zwischen Bürstenkörper und Kommutator wird außerdem das Rattern, und damit ein Abheben des Bürstenkörpers, vermieden, selbst wenn Lamellen auf der Umfangsfläche des Kommutators einen Lamellensprung, d.h. unterschiedliche Höhen, aufweisen. Während bei üblichen Bürstenkörpern bei schnell laufenden Universalmotoren ein Lamellensprung von nur 2 μm bereits zu einem dauerhaften Abheben der Kohlebürsten führen kann, ist dieser Effekt bei der erfindungsgemäßen Ausführung weitgehend vermieden. Ein Einhaken der, bezogen auf die Drehrichtung, vor der Drehachse des Kommutators liegenden vorderen Kante des Bürstenkörpers in die Nuten zwischen den einzelnen Lamellen wird vermieden. Ein Einhaken könnte zu Funkenbildung und Bürstenfeuer führen. Der Kantenverschleiß bzw. ein Abbrand an den Lamellenkanten wird vermindert. Das Funkentstörverhalten und die Lebensdauer des Elektromotors werden verbessert.The large area reduces the current density in the contact area and the thermal load of the commutator. Otherwise, the commutator could be pre-damaged by a locally effective excessive current density in the break-in phase, and so its life could be reduced under load operation. Due to the largely full-surface contact between brush body and commutator also rattling, and thus a lifting of the brush body is avoided, even if lamellae on the peripheral surface of the commutator a slat jump, ie have different heights. While in conventional brush bodies in fast-running universal motors a slat jump of only 2 microns can already lead to a permanent lifting of carbon brushes, this effect in the embodiment according to the invention weitge avoided. A hooking, based on the direction of rotation, lying in front of the axis of rotation of the commutator front edge of the brush body in the grooves between the individual slats is avoided. Hooking could cause sparking and brushfire. The edge wear or burnup at the lamellar edges is reduced. The radio interference and the life of the electric motor are improved.

Ist die Lauffläche an der hinteren und der vorderen Kante zur korrespondierenden Lauffläche beabstandet und berührt sie mit einem Kontaktbereich innerhalb der Lauffläche den Kommutator, kann die verfügbare Lauffläche des Bürstenkörpers für einen in beide Drehrichtungen drehbaren Kommutator optimiert werden.is the tread spaced at the rear and the front edge to the corresponding tread and touches they with a contact area within the tread the Commutator, the available tread of the brush body for a be optimized in both directions rotatable commutator.

Verläuft eine Mittelachse eines gedachten Zylinders, bei dem die Lauffläche ein Umfangssegment bildet, beabstandet zur Drehachse, kann der Bürstenkörper mit einer einfach herzustellenden Geometrie gefertigt werden. Insbesondere verläuft die Mittelachse mit einem gegebenen Abstand parallel zur Drehachse. Vorzugsweise weist der Zylinder einen kreisförmigen Querschnitt auf. Alternativ kann der Zylinder auch einen ellipsoiden Querschnitt aufweisen oder einen anderen, dem Fachmann sinnvoll erscheinenden Querschnitt.Runs one Central axis of an imaginary cylinder, in which the tread a Circumferential segment forms, spaced from the axis of rotation, the brush body with be made of a simple geometry to be produced. Especially extends the central axis at a given distance parallel to the axis of rotation. Preferably, the cylinder has a circular cross-section. alternative the cylinder can also have an ellipsoidal cross section or another cross section, which appears reasonable to the person skilled in the art.

Weist der Bürstenkörper parallele Seitenflächen auf, zwischen denen eine Mittelebene des Bürstenkörpers liegt, wobei die Mittelebene die Lauffläche schneidet und die Drehachse in der Mittelebene liegt, hat der Bürstenkörper eine fertigungsfreundliche Gestalt, bei der eine Anpassung der Lauffläche an den Kommutator aufgrund der übersichtlichen geometrischen Verhältnisse mit hoher Zuverlässigkeit ausgeführt werden kann.has the brush body parallel faces on, between which lies a median plane of the brush body, wherein the median plane the tread is cutting and the axis of rotation lies in the median plane, the brush body has a production-friendly design, in which an adaptation of the tread to the commutator due to the clear geometric relationships with high reliability accomplished can be.

Bevorzugt liegen die Drehachse und die Mittelachse in einer Ebene senkrecht zu der Mittelebene des Bürstenkörpers, wodurch die geometrischen Verhältnisse vereinfacht werden. Eine Anpassung der Lauffläche des Bürstenkörpers kann definiert vorgenommen werden.Prefers the axis of rotation and the central axis are perpendicular in a plane to the median plane of the brush body, thereby the geometric relationships be simplified. An adaptation of the tread of the brush body can be made defined become.

Liegt die Mittelachse bei einem, in Blickrichtung auf eine Arbeitsrichtung, im Uhrzeigersinn drehbaren Kommutator links von der Mittelebene, kann ein Verkippen des Bürstenkörpers entgegen der Drehrichtung vorab bei der Fertigung der Lauffläche berücksichtigt werden. Die Arbeitsrichtung wird beispielsweise durch ein Einsatzwerkzeug in einer bevorzugten Handwerkzeugmaschine definiert; ein Bediener blickt in Arbeitsrichtung auf das Einsatzwerkzeug. Ein Abkippen des Bürstenkörpers unterstützt bei einem rechtsdrehenden Kommutator einen großflächigen Kontakt der Lauffläche mit dem Kommutator. Erhöhte Fertigungstoleranzen können diesen Effekt weiter verstärken.Lies the central axis at one, in the direction of a working direction, clockwise rotatable commutator to the left of the median plane, can counteract tilting of the brush body the direction of rotation considered in advance in the production of the tread become. The working direction is, for example, by an insertion tool defined in a preferred hand tool machine; an operator looks in the direction of the work tool. A dump of the brush body assists in a right-handed commutator with a large-area contact of the tread with the commutator. Increased Manufacturing tolerances can reinforce this effect further.

Liegt die Mittelachse bei einem, in Blickrichtung auf eine Arbeitsrichtung im Gegenuhrzeigersinn drehbaren Kommutator rechts von der Mittelebene, kann ein entsprechendes Verkippen des Bürstenkörpers vorab bei der Fertigung der Lauffläche berücksichtigt werden. Ein Abkippen des Bürstenkörpers unterstützt bei einem linksdrehenden Kommutator einen großflächigen Kontakt der Lauffläche mit dem Kommutator. Erhöhte Fertigungstoleranzen können diesen Effekt weiter verstärken.Lies the central axis at one, in view of a working direction counterclockwise rotatable commutator to the right of the median plane, can a corresponding tilting of the brush body in advance during manufacture the tread considered become. A tilting of the brush body assists in a left-handed commutator with a large-area contact of the tread with the commutator. Increased Manufacturing tolerances can do this Further reinforce the effect.

Ist die Lauffläche des Bürstenkörpers bei einem in beide Richtungen drehbaren Kommutator aus zwei nebeneinander liegenden Umfangssegmenten zweier nebeneinander liegender gedachter, parallel zur Drehachse verlaufender Zylinder gebildet, kann die verfügbare Lauffläche bei drehendem Kommutator für beide Drehrichtungen optimiert werden. Es kann gewährleistet werden, dass in beide Drehrichtungen durch Verkippen des Bürstenkörpers eine große Kontaktfläche verfügbar ist.is the tread of the brush body at a two-way rotatable commutator of two side by side lying circumferential segments of two adjacent imaginary, formed parallel to the axis of rotation cylinder, the available tread with rotating commutator for both directions of rotation are optimized. It can be guaranteed be that in both directions by tilting the brush body, a large contact surface is available.

Vorzugsweise liegen die Mittelachsen der beiden Zylinder, deren Umfangssegmente die Lauffläche bilden, auf verschiedenen Seiten der Mittelebene. Weiterhin bevorzugt sind die Mittelachsen gleich weit von der Mittelebene beabstandet. Eine symmetrische Anordnung erleichtert eine gezielte Bearbeitung der Lauffläche des Bürstenkörpers.Preferably are the center axes of the two cylinders whose peripheral segments the tread form, on different sides of the median plane. Further preferred the central axes are equidistant from the central plane. A symmetrical arrangement facilitates targeted processing the tread of the brush body.

Weist der Bürstenkörper zumindest eine angefaste Kante auf, kann in Drehrichtung ein Einhaken der Kante in die Lamellen noch besser vermieden werden. Üblicherweise befindet sich an dem Bürstenkörper in Drehrichtung des Kommutators keine oder nur eine undefinierte Fase. Das Einhaken des Bürstenkörpers in die Lamelle würde dann, insbesondere bei Lamellensprüngen, begünstigt. Eine einfache Fase bringt auch hier ein verbessertes Einlaufverhalten. Weist der Bürstenkörper zwei angefaste Kanten auf, kann das Einhaken in die Lamellen in beide Drehrichtungen vermieden werden.has the brush body at least a chamfered edge, in the direction of rotation can hook the Edge in the slats even better avoided. Usually is located on the brush body in Direction of rotation of the commutator no or only an undefined chamfer. The hooking of the brush body in the slat would then, in particular with slat jumps, favored. A simple bevel brings here also an improved run-in behavior. The brush body has two Chamfered edges on, hooking into the slats in both directions be avoided.

Liegt der Fasenwinkel im Bereich von 5° bis 35°, bevorzugt im Bereich von 10° bis 30°, kann sichergestellt werden, dass auch große Lamellensprünge bei drehendem Kommutator nicht gegen die Kante des Bürstenkörpers stoßen.Lies the chamfer angle in the range of 5 ° to 35 °, preferably in the range of 10 ° to 30 °, can be ensured that even large slat jumps at Do not push the rotating commutator against the edge of the brush body.

Weist die Fase eine Breite im Bereich von 0,2 bis 2 mm auf, bevorzugt 0,5 bis 1,5 mm, wird eine Störung durch etwaige Lamellensprünge weiter vermindert. Das Anstoßen würde, wie oben beschrieben, zu Kantenverschleiß an den Lamellen sowie zum Rattern und Abheben des Bürstenkörpers führen. Durch die Fase wird eine Kraftkomponente zum Abheben des Bürstenkörpers reduziert und somit ein ruhiger, gut anliegender Lauf des Bürstenkörpers erreicht. Es sind auch größere oder kleinere Fasen möglich, wobei der Fachmann ein sinnvolles Optimum zwischen etwaigen Fertigungsproblemen bei kleineren Fasen und einer unnötig reduzierten Auflagefläche bei größeren Fasen auswählen wird.If the chamfer has a width in the range of 0.2 to 2 mm, preferably 0.5 to 1.5 mm, a disturbance is further reduced by any slat jumps. The abutment would, as described above, lead to edge wear on the slats and rattling and lifting of the brush body. Through the chamfer a force component for lifting the brush body is reduced and thus a quiet, snug fit of the brush body he enough. Larger or smaller chamfers are also possible, with the skilled person selecting a meaningful optimum between possible manufacturing problems with smaller chamfers and an unnecessarily reduced contact surface with larger chamfers.

Ist der Radius der die Lauffläche bildenden Umfangssegmente um mindestens 10% größer als der Radius der korrespondieren den Lauffläche des Kommutators, ergibt sich ein günstiges geometrisches Verhältnis der Konturen der Laufflächen des Bürstenkörpers und des Kommutators zueinander.is the radius of the tread forming circumferential segments at least 10% larger than the radius of the correspond tread of the commutator, results in a favorable geometric relationship of Contours of the treads of the brush body and of the commutator to each other.

Eine Handwerkzeugmaschine mit dem erfindungsgemäßen Elektromotor zeichnet sich durch verbesserte Eigenschaften bezüglich des Bürstenverschleißes und durch geringere Probleme hinsichtlich einer Funkentstörung aus.A Hand tool with the electric motor according to the invention is characterized by improved brush wear characteristics and due to lower problems with regard to a radio interference suppression.

Zeichnungdrawing

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further Advantages are shown in the following description of the drawing. In the drawing are three embodiments represented the invention. The drawing, the description and the Claims included numerous features in combination. The skilled person will become the characteristics appropriately also individually consider and summarize to meaningful further combinations.

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen Schnitt durch einen üblichen Bürstenkörper, 1 a section through a conventional brush body,

2 einen Bürstenkörper nach 1 im Kontakt mit Lamellen eines Kommutators im Querschnitt, 2 a brush body after 1 in contact with lamellae of a commutator in cross section,

3 einen Schnitt durch einen bevorzugten Bürstenkörper, 3 a section through a preferred brush body,

4 einen Schnitt durch einen bevorzugten Bürstenkörper mit zwei Umfangssegmenten, 4 a section through a preferred brush body with two circumferential segments,

5 einen bevorzugten Bürstenkörper in Kontakt mit einem im Gegenuhrzeigersinn drehenden Kommutator im Querschnitt, 5 a preferred brush body in contact with a counterclockwise rotating commutator in cross-section,

6 einen bevorzugten Bürstenkörper in Kontakt mit einem im Uhrzeigersinn drehenden Kommutator im Querschnitt, 6 a preferred brush body in contact with a clockwise rotating commutator in cross-section,

7 einen bevorzugten Bürstenkörper mit angefaster Kante im Querschnitt. 7 a preferred brush body with chamfered edge in cross section.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

1 zeigt die geometrischen Verhältnisse eines üblichen Bürstenkörpers 10 als Schnitt durch den Bürstenkörper 10, der eine gekrümmte Lauffläche 16 zum Anlegen an einen nicht dargestellten Kommutator aufweist. Die Schnittebene ist senkrecht zu einer nicht dargestellten Drehachse des Kommutators. Die Vorrichtung hat eine axiale Höhe senkrecht zur Bildebene, so dass Kreise oder Kreislinien Zylinder oder Zylinderflächen darstellen. Der Bürstenkörper 10 ist im Wesentlichen als Quader mit parallelen Seitenflächen geformt, wobei die Lauffläche 16 an eine korrespondierende Lauffläche am Umfang des Kommutators angeformt ist und ein Umfangssegment eines gedachten Zylinders mit dem Radius R2 um eine Drehachse 46 des Kommutators bildet. Eine Mittelebene 24 verläuft in der Mitte zwischen den parallelen Seitenflächen 54, 56 des Bürstenkörpers 10. Die Lauffläche 16 ist symmetrisch zur Mittelebene 24. Die Drehachse 46 liegt in der Mittelebene 24 des Bürstenkörpers 10. Beim Drehen des Elektromotors, insbesondere in einer Einlaufphase, verkippt der Bürstenkörper 10 und liegt nur noch mit einem schmalen Bereich nahe der vorderen Kante am Kommutator an. Der Bürstenköper 10 ist elektrisch leitfähig und besteht vorzugsweise aus Graphit. 1 shows the geometric relationships of a conventional brush body 10 as a section through the brush body 10 that has a curved tread 16 for application to a commutator, not shown. The sectional plane is perpendicular to a not shown axis of rotation of the commutator. The device has an axial height perpendicular to the image plane, so that circles or circular lines represent cylinders or cylindrical surfaces. The brush body 10 is essentially shaped as a parallelepiped with parallel side surfaces, with the tread 16 is formed on a corresponding running surface on the circumference of the commutator and a circumferential segment of an imaginary cylinder with the radius R2 about an axis of rotation 46 of the commutator forms. A middle plane 24 runs in the middle between the parallel side surfaces 54 . 56 of the brush body 10 , The tread 16 is symmetrical to the median plane 24 , The rotation axis 46 lies in the middle plane 24 of the brush body 10 , When rotating the electric motor, in particular in a running-in phase, the brush body tilts 10 and is only on the commutator with a narrow area near the front edge. The brush twill 10 is electrically conductive and is preferably made of graphite.

2 zeigt einen Querschnitt durch einen Kommutator 12 mit einem üblichen Bürstenkörper 10 gemäß 1. Der Bürstenkörper 10 ist in einem Halter 44 gehalten und in Kontakt mit dem Kommutator 12, der eine Mehrzahl von Lamellen 40, von denen der Übersichtlichkeit wegen nur eine beziffert ist, an seiner korrespondierenden Lauffläche 14 aufweist. Die Lauffläche 14 weist einen Radius R1 auf. Die Lauffläche 16 des Bürstenkörpers 10 ist breiter als die einzelnen Lamellen 40 und steht auf beiden Seiten einer Lamelle 40 soweit über, dass die rechts und links benachbarten Lamellen 40 teilweise überdeckt sind. Die Mittelachse eines Zylinders mit dem Radius R2, bei dem ein Umfangssegment mit der Lauffläche 16 zusammenfällt, fällt mit der Drehachse 46 des Kommutators 12 zusammen; beide liegen daher in der Mittelebene 24, die sich mittig zwischen den beiden Seitenflächen (54, 56) durch die Mitte des Bürstenkörpers 10 erstreckt. Aus diesem Grund liegt die Lauffläche 16 in Ruheposition des Kommutators 12 mittig und flächig an der Lauffläche 14 am Umfang des Kommutators 12 an. Aufgrund eines Luftspalts zwischen dem Bürstenkörper 10 und dem Halter 44 richtet sich der Bürstenkörper 10 sofort beim Andrehen des Elektromotors in eine Richtung aus und verkippt soweit, wie der Luftspalt zwischen Bürstenkörper 10 und dem Halter 44 dies zulässt. Dadurch bildet sich ein Spalt zwischen der Lauffläche 16 des Bürstenkörpers 10 und der Lauffläche 14 des Kommutators 12 in Drehrichtung an der hinteren Kante. 2 shows a cross section through a commutator 12 with a standard brush body 10 according to 1 , The brush body 10 is in a holder 44 held and in contact with the commutator 12 that has a majority of slats 40 of which, for the sake of clarity, only one is numbered, on its corresponding tread 14 having. The tread 14 has a radius R1. The tread 16 of the brush body 10 is wider than the individual slats 40 and stands on both sides of a lamella 40 so far over that the right and left neighboring lamellae 40 partially covered. The central axis of a cylinder with the radius R2, in which a circumferential segment with the tread 16 coincides coincides with the axis of rotation 46 of the commutator 12 together; both are therefore in the middle plane 24 located in the middle between the two side surfaces ( 54 . 56 ) through the center of the brush body 10 extends. Because of this, the tread lies 16 in the rest position of the commutator 12 centered and flat on the tread 14 on the circumference of the commutator 12 at. Due to an air gap between the brush body 10 and the holder 44 the brush body is aimed 10 Immediately when turning the electric motor in one direction and tilted as far as the air gap between the brush body 10 and the holder 44 this allows. This creates a gap between the tread 16 of the brush body 10 and the tread 14 of the commutator 12 in the direction of rotation at the rear edge.

3 zeigt eine bevorzugte Ausführung eines erfindungsgemäßen Bürstenkörpers 10 als Schnitt. In den Figuren werden gleiche oder sich entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Mittelebene 24 des Bürstenkörpers 10, hier als strichgepunktete Gerade eingezeichnet, trifft nicht mehr mit der Mittelachse 18 des gedachten, gepunktet eingezeichneten Zylinders 20, in der Figur als Kreis dargestellt, zusammen, von dem ein Umfangssegment 22 durch die Lauffläche 16 gebildet ist. Vielmehr ist die Mittelachse 18 mit einem Abstand A beabstandet von der Mittelebene 24. Die Kanten 58, 60 des Bürstenkörpers 10 befinden sich damit bei stehendem Kommutator 12, wenn der Bürstenkörper 10 nicht verkippt ist, auf unterschiedlicher Höhe, bezogen auf eine gedachte Senkrechte zur Mittelebene 24. Dies bedingt auch einen unterschiedlichen Abstand der Kanten 58, 60 zu dem ruhenden Kommutator 12 (2). Die Mittelachse 18 liegt rechts von der Mittelebene 24, wenn der Elektromotor im Gegenuhrzeigersinn nach links dreht. In diesem Fall ist die Kante 58 des Bürstenkörpers 10 in Drehrichtung gesehen vorne und weiter von dem drehenden Kommutator 12 entfernt als die gegenüberliegende Kante 60, welche in Drehrichtung gesehen hinten ist. Die vorgesehene Drehrichtung des stehenden Kommutators 12 ist mit einer gestrichelten Linie eingezeichnet. 3 shows a preferred embodiment ei nes brush body according to the invention 10 as a cut. In the figures, the same or corresponding parts are numbered with the same reference numerals. The middle plane 24 of the brush body 10 , shown here as a dash-dotted line, no longer coincides with the central axis 18 of the imaginary dotted cylinder 20 , represented in the figure as a circle, of which a circumferential segment 22 through the tread 16 is formed. Rather, the central axis 18 at a distance A spaced from the median plane 24 , The edges 58 . 60 of the brush body 10 are thus at a standing commutator 12 when the brush body 10 is not tilted, at different heights, relative to an imaginary perpendicular to the median plane 24 , This also requires a different distance between the edges 58 . 60 to the quiescent commutator 12 ( 2 ). The central axis 18 lies to the right of the middle plane 24 when the electric motor turns counterclockwise to the left. In this case, the edge is 58 of the brush body 10 seen in the direction of rotation forward and further from the rotating commutator 12 removed as the opposite edge 60 , which is seen in the direction of rotation behind. The intended direction of rotation of the stationary commutator 12 is drawn with a dashed line.

Verkippt der Bürstenkörper 10 beim Andrehen des Elektromotors im Gegenuhrzeigersinn nach rechts, stoßen am Umfang des Kommutators 12 angebrachte Lamellen 40 nicht an die vordere Kante 58, sondern gleiten unter diese und kommen mit der Lauffläche 16 in Berührung. Bei drehendem Kommutator 12 verkippt der Bürstenkörper 10 im Halter, so dass die im Stillstand beabstandete vordere Kante 58 nunmehr an der Lauffläche 14 des Kommutators 12 anliegt und die hintere Kante 60 praktisch nicht mehr abhebt. Bei entgegengesetzter Drehrichtung des Elektromotors im Uhrzeigersinn würde bei einem entsprechenden Bürstenkörper 10 die Mittelachse 18 links von der Mittelebene 24 liegen. Entsprechend wäre dann die weiter vom Kommutator 12 entfernte vordere Kante 58 auf der linken Seite des Bürstenkörpers 10; der Bürstenkörper 10 würde durch die Drehbewegung des Kommutators 12 nach links kippen.Tilts the brush body 10 When turning the electric motor counter clockwise to the right, abut the circumference of the commutator 12 attached slats 40 not to the front edge 58 but slide under them and come with the tread 16 in touch. With rotating commutator 12 the brush body tilts 10 in the holder, so that the spaced at a standstill front edge 58 now on the tread 14 of the commutator 12 abuts and the rear edge 60 practically does not stand out anymore. In the opposite direction of rotation of the electric motor in a clockwise direction would in a corresponding brush body 10 the central axis 18 to the left of the median plane 24 lie. Accordingly, then the further from the commutator 12 removed front edge 58 on the left side of the brush body 10 ; the brush body 10 would be due to the rotary motion of the commutator 12 tilt to the left.

Eine bevorzugte Ausführung eines Bürstenkörpers 10 für einen in beide Richtungen drehbaren Kommutator 12 zeigt 4. Die Lauffläche 16 des Bürstenkörpers 10 ist aus zwei nebeneinander liegenden Umfangssegmenten 28, 30 gebildet, welche zu zwei nebeneinander liegenden Zylindern mit den Mittelachsen 32, 34 gehören. Vorzugsweise haben beide Zylinder denselben Radius. Die Mittelachsen 32, 34 der beiden Zylinder mit den Umfangssegmenten 28, 30 liegen auf verschiedenen Seiten der Mittelebene 24 und sind vorzugsweise gleich weit mit einem Abstand A von der Mittelebene 24 beabstandet. Bei stehendem Kommutator 12 sind jetzt beide Kanten 36, 38 vom Kommutator 12 beabstandet. Zwar steht dann bei drehendem Kommutator 12 jeweils die hintere Kante 36 oder 38 etwas ab, es ergeben sich während einer Einlaufphase der Bürstenkörper 10 im Rechts- und im Linkslauf jedoch immer noch deutlich größere Kontaktflächen als bei herkömmlichen Bürstenkörpern 10.A preferred embodiment of a brush body 10 for a bidirectional rotatable commutator 12 shows 4 , The tread 16 of the brush body 10 is made up of two adjacent circumferential segments 28 . 30 formed, which to two adjacent cylinders with the central axes 32 . 34 belong. Preferably, both cylinders have the same radius. The central axes 32 . 34 the two cylinders with the circumferential segments 28 . 30 lie on different sides of the median plane 24 and are preferably equidistant with a distance A from the medial plane 24 spaced. With the commutator stationary 12 are now both edges 36 . 38 from the commutator 12 spaced. Although then stands with rotating commutator 12 each the rear edge 36 or 38 something off, it arise during a run-in phase of the brush body 10 in the right and left rotation, however, still significantly larger contact surfaces than conventional brush bodies 10 ,

5 und 6 zeigen die Verhältnisse bei dem in beiden Richtungen drehbaren Kommutator 12 für einen Bürstenkörper 10 gemäß 4, bei dem die Lauffläche 16 aus zwei Umfangssegmenten 32, 34 zweier Zylinder gebildet ist. Die Mittelebene 24 ist jeweils durch eine gestrichelte Linie im unverkippten und im verkippten Zustand angedeutet. Im Stillstand sind beide Kanten 36, 38 vom Kommutator 12 beabstandet. Je nach Drehrichtung ist einmal die eine und einmal die andere Kante 36 oder 38 die vordere Kante und liegt an der korrespondierenden Lauffläche 14 an. 5 and 6 show the conditions in the rotatable in both directions commutator 12 for a brush body 10 according to 4 in which the tread 16 from two circumferential segments 32 . 34 two cylinders is formed. The middle plane 24 is indicated in each case by a dashed line in the untilted and in the tilted state. At rest, both edges are 36 . 38 from the commutator 12 spaced. Depending on the direction of rotation is once the one and the other edge 36 or 38 the front edge and lies on the corresponding tread 14 at.

In 5 dreht der Kommutator 12 im Gegenuhrzeigersinn nach links, wie mit einem Pfeil angedeutet ist. Wegen des Luftspalts 48 zwischen dem Bürstenkörper 10 und einem Bürstenhalter 44 kann der Bürstenkörper 10 nach rechts kippen, wenn der Kommutator 12 nach links dreht. Wegen der geänderten Geometrie des Bürstenkörpers 10 stoßen die Lamellen 40 nicht gegen die in dieser Drehrichtung vordere Kante 36 des Bürstenkörpers 10 und die Lauffläche 16 liegt flächig mit einer Kontaktfläche 52 an den Lamellen 40 an. Die hintere Kante 38 ist beabstandet, weil der Bürstenkörper 10 für beide Drehrichtungen ausgebildet ist.In 5 turns the commutator 12 counterclockwise to the left, as indicated by an arrow. Because of the air gap 48 between the brush body 10 and a brush holder 44 can the brush body 10 tilt to the right when the commutator 12 turns left. Because of the changed geometry of the brush body 10 the slats hit 40 not against the front edge in this direction of rotation 36 of the brush body 10 and the tread 16 lies flat with a contact surface 52 at the slats 40 at. The back edge 38 is spaced because of the brush body 10 is designed for both directions of rotation.

6 zeigt die Situation bei einem im Uhrzeigersinn nach rechts drehenden Kommutator 12. Der Bürstenkörper 10 kann im Halter 44 nach links kippen, ohne dass die Lamellen 40 gegen die nunmehr vordere Kante 38 des Bürstenkörpers 10 stoßen. Auch hier ist die Kontaktfläche 52 groß, obwohl die nunmehr hintere Kante 36 von der korrespondierenden Lauffläche 14 leicht absteht. 6 shows the situation with a clockwise clockwise rotating commutator 12 , The brush body 10 can in the holder 44 tilt it to the left without the slats 40 against the now leading edge 38 of the brush body 10 bump. Again, the contact surface 52 big, although the now rear edge 36 from the corresponding tread 14 slightly sticking out.

7 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung eines Bürstenkörpers 10 mit einer angefasten Kante 62, wobei eine Fase 50 mit einer Breite L im Bereich von vorzugsweise 0,5 – 1,5 mm ab der Kante 62 vorgesehen ist. Die Fase 50 bildet einen Fasenwinkel α im Bereich von vorzugsweise 10° – 30°. Zweckmäßiger weise weist der Bürstenkörper 10 zwei angefaste Kanten 62 auf, wenn der Elektromotor in beide Drehrichtungen drehbar ist. 7 shows a preferred embodiment of a brush body 10 with a chamfered edge 62 , where a chamfer 50 with a width L in the range of preferably 0.5 - 1.5 mm from the edge 62 is provided. The chamfer 50 forms a chamfer angle α in the range of preferably 10 ° - 30 °. Appropriately, the brush body 10 two chamfered edges 62 on when the electric motor is rotatable in both directions.

Bevorzugt wird der Elektromotor in Handwerkzeugmaschinen eingesetzt, die mit einem Universalmotor betrieben werden.Prefers the electric motor is used in hand tooling, with a universal motor can be operated.

1010: Bürstenkörperbrush body
1212: Kommutatorcommutator
1414: Korrespondierende Laufcorresponding run
: flächearea
1616: Laufflächetread
1818: Mittelachsecentral axis
2020: Zylindercylinder
2222: Umfangssegmentperipheral segment
2424: Mittelebenemidplane
2626: Verlängerungrenewal
2828: Umfangssegmentperipheral segment
3030: Umfangssegmentperipheral segment
3232: Mittelachsecentral axis
3434: Mittelachsecentral axis
3636: Kanteedge
3838: Kanteedge
4040: Lamellelamella
4242: Lamellennutrib groove
4444: Halterholder
4646: Drehachseaxis of rotation
4848: Luftspaltair gap
5050: Fasechamfer
5252: Kontaktflächecontact area
5454: Seitenflächeside surface
5656: Seitenflächeside surface
5858: Kanteedge
6060: Kanteedge
6262: Kanteedge
R2R2: Radiusradius
R1R1: Radiusradius
αα: Fasenwinkelbevel angle
AA: Abstanddistance
LL: Breitewidth

Claims

Electric motor, in particular for handheld power tools, with at least one electrically conductive brush body ( 10 ) for transmitting an electric current to a commutator ( 12 ), which is about a rotation axis ( 46 ) is rotatable, wherein the brush body ( 10 ) with one at a corresponding tread ( 14 ) of the commutator ( 12 ) adapted tread ( 16 ) on the tread ( 14 ) of the commutator ( 12 ), characterized in that the tread ( 16 ) of the brush body ( 10 ) in contact with the standing commutator ( 12 ) at least at one, with respect to the direction of rotation front edge ( 36 . 38 . 58 . 62 ) to the corresponding tread ( 14 ) of the commutator ( 12 ) is spaced.

Electric motor according to claim 1, characterized in that the running surface ( 16 ) at the rear and the front edge ( 36 . 38 . 58 . 62 ) to the corresponding tread ( 14 ) is spaced and with a contact area within the tread ( 16 ) the commutator ( 12 ) touched.

Electric motor according to claim 1 or 2, characterized in that a central axis ( 18 ) of an imaginary cylinder ( 20 ), in which the tread ( 16 ) a circumferential segment ( 22 ), spaced from the axis of rotation ( 46 ) runs.

Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the brush body ( 10 ) parallel side surfaces ( 54 . 56 ) between which a median plane ( 24 ) of the brush body ( 10 ), the middle plane ( 24 ) the tread ( 16 ) and the axis of rotation ( 46 ) in the median plane ( 24 ) lies.

Electric motor according to claim 4, characterized in that the axis of rotation ( 46 ) and the central axis ( 18 ) in a plane perpendicular to a median plane ( 24 ) of the brush body ( 10 ) lie.

Electric motor according to one of claims 3 to 5, characterized in that the central axis ( 18 ) at a, in the direction of a working direction in a clockwise rotatable commutator ( 12 ) to the left of the median plane ( 24 ) lies.

Electric motor according to one of claims 3 to 6, characterized in that the central axis ( 18 ) at a, in the direction of a working direction counterclockwise rotatable commutator ( 12 ) to the right of the median plane ( 24 ) lies.

Electric motor according to one of claims 3 to 7, characterized in that the running surface ( 16 ) of the brush body ( 10 ) in a bidirectionally rotatable commutator ( 12 ) of two adjacent circumferential segments ( 28 . 30 ) of two adjacent imaginary, parallel to the axis of rotation ( 46 ) running cylinder ( 20 ) is formed.

Electric motor according to claim 8, characterized in that the central axes ( 32 . 34 ) of the two cylinders ( 20 ) whose circumferential segments ( 28 . 30 ) the tread ( 16 ), on different sides of the median plane ( 24 ) lie.

Electric motor according to claim 9, characterized in that the central axes ( 32 . 34 ) equidistant from the median plane ( 24 ) are spaced.

Electric motor according to one of the preceding claims 3 to 10, characterized in that the cylinder ( 20 ) has a circular cross-section.

Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the brush body ( 10 ) at least one beveled edge ( 62 ) having.

Electric motor according to claim 12, characterized in that the chamfer angle (α) in the range of 5 ° to 35 °.

Electric motor according to one of claims 12 or 13, characterized in that the chamfer ( 50 ) has a width in the range of 0.2 to 2 mm.

Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the radius of the tread ( 16 ) forming circumferential segments ( 22 . 28 . 30 ) is at least 10% greater than the radius of the corresponding tread ( 14 ) of the commutator ( 12 ).

Hand tool with an electric motor one of the preceding claims.