DE3726689A1 - Halterung fuer eine schleifkohle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halterung für eine Schleifkohle insbesondere für einen Elektromotor, umfassend ein an zumindest einer Stirnseite offenes vorzugsweise quaderförmiges Gehäuse, in der die Schleifkohle axial verschiebbar geführt ist, ein im Gehäuse angeordnetes axial auf die Schleifkohle einwirkendes Federelement und ein die Schleifkohle haltendes im gewünschten Umfang arretierendes Halteelement, das in einer Aussparung einer Seitenwandung des Gehäuses beweglich angeordnet ist.

Entsprechende Halterungen werden zur Führung von Schleifkohlen verwendet, welche elektrischen Strom von einem ruhenden auf ein bewegliches Bauteil übertragen, beispielsweise vom Stator zum Anker eines Elektromotors. In diesem Fall erfolgt die Stromübertragung auf Schleifringe oder Kollektorlamellen. Kollektormotoren weisen pro Polpaar Stromzuführungen auf, die mindestens zwei Schleifkohlen enthalten. Insbesondere bei mehrpoligen Elektromotoren werden sämtliche Kohlehalter isoliert auf einem Bürstenring angeordnet, der als vormontiertes Bauteil in den Motor eingebaut wird. Die in radialer Richtung federnd am Kollektor anliegenden Schleifkohlen müssen in ihre jeweiligen Gehäuse zurückgeschoben werden, wenn der Kollektor in das mit Kohlehaltern bestückte Bürstenschild eingeführt wird oder umgekehrt dieses über den Kollektor gestülpt wird.

Die Montagearbeit wird erheblich erleichtert, wenn die Schleifkohlen entgegen dem Federdruck in ihren Gehäusen arretierbar sind. Daher werden Kohlehalter mit Arretervorrichtungen versehen, welche die Schleifkohlen in eingeschobenem Zustand fixieren und erst nach einer auslösenden Betätigung freigeben.

Die Arretierung erfolgt durch seitliches Einklemmen der Schleifkohle, insbesondere mittels einer in einer der Gehäusewandungen ausgestanzten zungenförmigen federnden Klemmlasche. Zur Ausübung eines hohen Druckes weist die Klemmlasche meist am Ende einen auf einer Spitze angeordneten Druckpunkt auf, welcher auf eine Seitenfläche am hinteren Ende der Schleifkohle einwirkt.

Zum Auslösen wird die Klemmlasche mitels eines Stiftes kurz abgehoben, so daß die Hinterkante der am Kollektor anliegenden Schleifkohle nicht mehr vom Druckpunkt erreicht wird. Dies bedingt bei eingeschobener Schleifkohle eine sehr geringe Entfernung des Druckpunktes von der Hinterkante der Schleifkohle, wodurch häufig Ausplatzungen verursacht werden mi der Folge einer vorzeiigen unerwünschten Freigabe der Schleifkohle.

Die Auslösung mit einem Abhebestift bedingt insbesondere bei fertigen Elektromotoren ein sehr genaues Treffen und Unterfassen der Klemmlasche, wobei infolge beengter Platzverhältnisse Beschädigungen nicht mit Sicherheit ausgeschlossen werden können. Versuche mit einer über den Druckpunkt hinaus verlängerten Klemmlasche, deren Ende schräg nach hinten von der Gehäusewand weg abgewinkelt war, zeigten nicht den gewünschten Erfolg. Auch bei dieser Ausführung bleiben die Kraftverhältnisse beim Auslösen ungünstig, da der Abhebestift gegen das Material läuft. Die zusätzliche Biegung der Klemmlasche ist außerdem fertigungstechnisch ungünstig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Halterung der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß ohne fertigungstechnische Nachteile ein beschädigungsfreies Klemmen der Schleifkohle erfolgt und daß ein problemloses große Kräfte nicht erforderlich machendes Lösen der Schleifkohle möglich ist.

Die Aufgabe wird erfindungemäß dadurch gelöst, daß das Halteelement einstückig mi der Seienwandung ausgebildet ist und zumindest einen von der Seienwandung ausgehenden als Handhabe zum Lösen der Arretierung ausgebildeten Abschnitt aufweist.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung nach einem eigenständigen Lösungsvorschlag dadurch aus, daß das Halteelement an seinem äußeren Ende als elektrisches Kontaktelement wie Steckkontakt für vorzugsweise ein weitergehendes Kabel ausgebildet ist. Hierzu ist vorzugsweise das Halteelement, das aus einer Seitenwandung ausgestanzt ist, derart gefaltet, daß über eine Knicklinie die Schleifkohle arretierbar ist. Hierzu ist das Halteelement im Schnitt V-förmig gefaltet, wobei der die Knicklinie aufweisende Abschnitt vorzugsweise eine geringere Breite aufweist als das freie äußere Ende, auf das z.B. ein Klemmschuh geschoben werden kann. Eine entsprechende Ausgestaltung der Erfindung läßt sich insbesondere dann realisieren, wenn der gefaltete Abschnitt in der als Federbauch ausgebildeten Seitenwandung ausgestanzt ist, so daß durch Verbiegen des von der Seitenwandung ausgehenden Abschnittes in Richtung der Schleifkohle hinreichende Arretierungskräfte hervorgerufen werden können.

Nach einem weiteren besonders hervorzuhebenden Lösungsvorschlag ist der die Arretierung bewirkende Abschnitt um eine senkrecht zur Längsachse der Halterung verlaufende erste Linie schwenkbar, die der Verschieberichtung der Schleifkohle zugewandt ist. Dabei kann der Abschnitt ebenfalls als Kontaktelement wie Steckkontakt ausgebildet sein. Aus diesem Abschnitt ist sodann ein zungenförmiges Element ausgestanzt, das um eine zweite Linie schwenkbar ist, die im Abstand zu der ersten Linie verläuft. Dieser zungenförmige Bereich, dessen freies Ende sich in Richtung der Schleifkohle erstreckt, wirkt nun dann als Widerhaken, wenn die Schleifkohle in die Halterung hineingeschoben wird, da das freie Ende der Einschiebbewegung der Schleifkohle entgegengerichtet ist. Wird nun die Schleifkohle montert, so wird der Abschnitt durch Wechselwirken des erwähntermaßen als Widerhaken zu bezeichnenden zungenförmigen Bereichs nach oben gedrückt, und zwar in einem Umfang, bis der Widerhaken auf der Kohle mit einer Kraft einwirkt, die einer Weiterbewegung entgegenwirkt. Hierdurch erfolgt ein Arretieren der Kohle, da sich der zungenförmige von dem Abschnitt ausgehende Bereich in der Kohle quasi verkrallt. Wird nun auf den Abschnitt ein Stecker wie Klemmschuh in einem Umfang geschoben, daß der Widerhaken in die Ebene des Abschnitts bewegt wird, so wird die Arretierung aufgehoben, ohne daß ein erneutes Verkrallen möglich ist. Demzufolge ist die Kohle sodann in der Halterung frei beweglich.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Halteelement, das auch als Klemmlasche bezeichnet werden kann, die Seitenwandung zumindest an einer Längskante überragt. Vorteilhafterweise werden jedoch beide Kanten überragt. Vorzugsweise ist dabei die in der Ebene der die Aussparung aufweisenden Seitenwandung verlaufenden Halterung in Draufsicht T-förmig ausgebildet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß das Halteelement problemlos angehoben werden kann z. B. durch einen Keil oder ein zu beiden Seiten des Halteelementes verlaufendes Werkzeug. Da kontrolliert Kräfte aufgebracht werden können, um das Halteelement wie Klemmlasche anzuheben, ist sichergestellt, daß ein Verbiegen über die Elastzitätsgrenze hinaus nicht möglich ist, sofern dies nicht gewünscht wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das vorzugsweise T-förmig ausgebildete Halteelement aus dem Gehäusematerial ausgestanzt, bevor dieses zu der Quaderform gebogen wird.

Um eine definierte Übertragung der Klemmkraft von dem Halteelement auf die Schleifkohle zu erzielen, wird des weieren vorgeschlagen, daß vorzugsweise im Bereich des Querschenkels des T-förmig ausgebildeten Halteelementes ein sich in Richtung der Schleifkohle erstreckender Körnerpunkt vorgesehen ist, der auf die Schleifkohle einwirkt. Hierdurch ist ein sicheres Festlegen gewährleistet, ohne daß große Berührungsflächen erforderlich sind.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Halterung für eine Schleifkohle,

Fig. 2 eine perspektvische Darstellung der Halterung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 4 eine perspektvische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer Halterung und

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Halterung nach Fig. 4.

In Fig. 1 ist ein Längsschnitt einer Halterung (11) für Schleifkohlen (12) für insbesondere Elektromotoren oder Generatoren dargestellt, die ein quaderförmiges Gehäuse (10) aufweist, in dem die Schleifkohle (12) sowie ein Federelement wie Schraubenfeder (14) axial verschiebbar angeordnet ist. Dabei ist der Innenquerschnitt des Gehäuses (10) zumindest abschnittsweise an den Querschnit der Schleifkohle (12) angepaßt, um eine spielarme Führung zu ermöglichen. Von der Schleifkohle (12), und zwar von dessen hinterem Ende geht zur Stromführung eine nicht dargestellte Litze aus, die bevorzugterweise am vorderen Ende des Gehäuses (10), also im Bereich der vorderen Stirnseite (20) befestigt ist. Dabei kann in Längsrichtung des Gehäuses (10) ein nicht dargestellter Längsschlitz verlaufen, innerhalb der die Litze geführt wird, um so die Beweglichkeit der Schleifkohle (12) innerhalb des Gehäuses (10) nicht zu behindern. In diesem Fall geht der Längsschlitz von der Stirnseite (20) des Gehäuses (10) aus.

Damit die Schleifkohle (12) mit z. B. einem Kollektor (16), der mit einem nicht dargestellten Anker eines Elektromotors verbunden und um eine Achse (18) rotierbar ist, wechselwirken kann, ist die vordere Stirnseite (20) offen ausgebildet. Durch die von der Schraubenfeder (14) hervorgerufene Kraft wird die Schleifkohle (12) durch die vordere Stirnseite (20) hindurch auf den Kollektor (16) zu bewegt, um an diesem anzuliegen.

Im Ausführungsbeispiel ist jedoch die Schleifkohle (12) innerhalb des Gehäuses (10) mitels eines Halteelementes (24) wie Klemmlasche arretert. Dabei weist die Klemmlasche (24) in ihrem der Stirnseite (20) abgewandten Bereich einen sich in Richtung der Schleifkohle (12) erstreckenden Körnerpunkt (26) oder Klemmpunkt auf, so daß eine punktuelle Berührung zwischen der Schleifkohle und dem Halteelement (24) erfolgt, ohne daß die erforderliche Arretierung beeinflußt wird. Soll die Schleifkohle (12) mit dem Kollektor (16) wechselwirken, so muß das Halteelement (24) angehoben werden, so daß die von der Schraubenfeder (14) hervorgerufene Kraft ein Verschieben der Schleifkohle (12) bewirkt. Sobald die Schleifkohle mit dem Kollektor (16) in Berührung gelangt, kann das Halteelement losgelassen werden, da dann der Körnerpunkt (26) nicht mehr auf der Schleifkohle (12) anliegt, diese also nicht mehr arretiert werden kann.

Wie die Fig. 2 verdeutlicht, ist das Halteelement aus dem Gehäusematerial herausgestanzt und weist vorzugsweise eine T-Form auf. Dabei ragen die Enden (28), (30) des Querschenkels (29) des Halteelementes (24) über die Kanten der Wandung (34), erstrecken sich also seitlich zu den Seitenwandungen (36) und (38). Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß durch ein entlang der Seitenwandungen (36) und (38) verschiebbares Werkzeug wie z. B. Keil ein Anheben des Halteelementes (24) möglich ist, wodurch ein sicheres und problemloses Anheben des Halteelementes (24) und damit Lösen der Schleifkohle (12) möglich ist, ohne daß unkontrolliert starke Kräfte aufzuwenden sind. Auch ist durch die Gestaltung des Halteelementes (24) die Möglichkeit gegeben, die von diesem auf die Schleifkohle (12) einwirkende Kraft gezielt einzustellen, so daß nicht die Gefahr besteht, daß die Schleifkohle beim Arretieren beschädigt wird.

Anhand der Fig. 2 wird auch verdeutlicht, daß der Klemm- bzw. Körnerpunkt (26) vorzugsweise im Schnittpunkt von Querschenkel (29) und Längsschenkel (31) des T-förmig ausgebildeten Halteelementes (24) angeordnet ist.

Von der der Wandung (34) gegenüberliegenden Wandung (32) mit der fertigungsbedingt durch das Kanten des Gehäusematerials entstandenen Längsfuge (40) können nicht dargestellte Laschen ausgehen, über die eine Verbindung mit z. B. einem Bürstenring erfolgt. Bei der Befestigung am Bürstenring wird gleichzeiig die Längsfuge (40) mechanisch überbrückt, so daß gewährleistet ist, daß die Seitenwandungen (36) und (38) den gewünschten Abstand zueinander einhalten, damit die Schleifkohle (12) nahezu spielfrei und ausschließlich axial verschiebbar innerhalb des Gehäuses (10) angeordnet ist.

In den Fig. 3 bis 5 sind zwei weitere besonders hervorzuhebende Ausführungsformen von Halterungen für Schleifkohlen dargestellt, wobei für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen benutzt werden.

In Fig. 3 ist ein quaderförmiges Gehäuse (42) mit Federbäuche (44) und (46) aufweisenden Seitenwandungen (48) und (50) dargestellt. In dem Federbauch (44) ist ein als Arretierung bzw. Halteelement für die nicht dargestellte Schleifkohle bestimmter Abschnitt (52) ausgestanzt, der sich im Ausführungsbeispiel aus einem vorderen Abschnitt (54) und einem hinteren Abschnitt (56) zusammensetzt. Im Bereich des Abschnitts (54) befindet sich eine Knicklinie (58), durch die das Element (52) in Richtung des Gehäuseinneren verbogen ist. Dabei wirkt die Faltlinie (58) mit der Schleifkohle derart zusammen, daß diese arretiert wird.

Die Abschnitte (54) und (56) sind in etwa rechteckig ausgebildet, wobei die Breite des Abschnittes (54) geringer als die des Abschnittes (56) ist. Der außenliegende freie Endabschnitt (56) ist ferner als ein Kontaktelement wie Steckkontakt für ein auf diesen zu schiebenden nicht dargestellten Stecker ausgebildet, der ein weiterführendes Kabel aufweist. Durch die entsprechende Konstrukton ergibt sich der Vorteil, daß gleichzeiig beim Aufstecken des Steckers auf den Abschnitt (56) die Arretierung durch Abheben der Knicklinie (58) von der Kohle gelöst wird, ohne daß weitere Montagegriffe erforderlich sind. Ferner erkennt man, daß in dem Federbauch (44) die um den Abschnitt (54) vorhandenen Bereiche entfernt sind, um eine freie Beweglichkeit des Abschnittes (52) sicherzustellen.

Die in den Fig. 4 und 5 dargestellten Halterungen umfassen ebenfalls ein quaderförmiges Gehäuse (60), das vom Aufbau her dem der Fig. 1 oder der der Fig. 3 entsprechen kann. Aus einer Seitenwandung (62) ist ein Abschnitt (64) ausgestanzt, um über eine erste Linie (66) vom Gehäuse weg gebogen werden zu können. Innerhalb des Abschnitts (64) verläuft eine Zunge (68), die erkennbar aus dem Abschnitt (64) und zum Teil aus dem hinter der Linie (66) vorhandenen Teil der Seitenwandung (62) ausgestanzt ist. Die Zunge (68) ist um eine zweite Linie (70) faltbar. Die Länge der Zunge (68) von der Linie (70) bis zum freien Ende ist folglich länger als der Abstand zwischen den Linien (66) und (70). Bei aus der Wandung (62) herausgebogenem Abschnitt (64) verläuft die Zunge (68) der Verschieberichtung (Pfeil 72) der Schleifkohle (12) entgegen. Zwischen der Stirnwandung (74) und der Schleifkohle (12) befindet sich in bekannter Weise ein Federelement (14). Wird nun die Kohle (12) in das Gehäuse (60) hineingeschoben, so wird der Abschnitt (64) in Richtung des Pfeils (76) nach oben um die Linie (66) bewegt, sofern die Zunge (68) zumindest bereichsweise in den Weg der Kohle hineinragt. Die Bewegung der Kohle (12) kann soweit erfolgen, bis sich die auch als Widerhaken zu bezeichnende Zunge (68) auf der Kohle verkrallt hat, so daß diese arretiert ist. Wird nun auf den Abschnitt (64), der ebenfalls als Steckkontakt ausgebildet ist, ein Stecker geschoben, und zwar in einem Umfang, daß die Linie (70) überdeckt wird, so wird automatisch die Zunge (68) in die Ebene des Abschnitts (64) verschwenkt, so daß die Arretierung aufgehoben wird. Infolgedessen ist die Kohle innerhalb des Gehäuses frei beweglich und kann ihre Funkton ausüben, ohne daß zusätzliche Montagegriffe erforderlich sind.

Selbstverständlich kann der Abschnitt (64) mit Zunge (68) auch in entgegengesetzter Richtung angeordnet werden. In diesem Fall würde die Bewegung der Kohle entgegen der Federkraft durch die Zunge nicht behindert. Vielmehr würde sich das freie Ende der Zunge (68) in der Kohle erst bei dessen Loslassen festkrallen und somit ein weiteres Bewegen in entgegengesetzter Richtung zum Pfeil (72) verhindern. Erst wenn die Zunge von der Kohle durch z.B. Aufschieben eines Steckers auf den Abschnitt (64) entfernt wird, ist die Kohle (12) frei beweglich.

Claims (12)

1. Halterung für eine Schleifkohle insbesondere für einen Elektromotor, umfassend ein an zumindest einer Stirnseite offenes vorzugsweise quaderförmiges Gehäuse, in der die Schleifkohle axial verschiebbar geführt ist, ein im Gehäuse angeordnetes axial auf die Schleifkohle einwirkendes Federelement und ein die Schleifkohle haltendes im gewünschten Umfang arretierendes Halteelement, das in einer Aussparung einer Seitenwandung des Gehäuses beweglich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (24, 52, 58, 64, 68) einstückig mit der Seitenwandung (34, 44, 48, 62) ausgebildet ist und zumindest einen von der Seitenwandung ausgehenden als Handhabe zum Lösen der Arretierung ausgebildeten Abschnitt (56, 64) aufweist.

2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (24) die Seitenwandung (34) zumindest an einer Längskante überragt.

3. Halterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (24) vorzugsweise in der oder nahezu in der Ebene der die Aussparung aufweisende Seitenwandung (34) verläuft und in Draufsicht eine T-Form aufweist.

4. Halterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das T-förmige Halteelement (24) ein aus dem Gehäuse (10) ausgestanzter Abschnitt ist.

5. Halterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (24) im Bereich des Schnittpunktes von Längs- und Querschenkeln (29, 31) des T-förmig ausgebildeten Halteelementes einen aus der Ebene des Halteelementes in Richtung der Schleifkohle (12) ragenden Klemmpunkt (26) aufweist.

6. Halterung nach insbesondere Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (52, 64) an seinem äußeren Ende als elektrisches Kontaktelement wie Steckkontakt für vorzugsweise ein weiterführendes Kabel ausgebildet ist.

7. Halterung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (52) derart gefaltet ist, daß über eine Knicklinie (58) die Schleifkohle arretierbar ist.

8. Halterung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement aus zwei vorzugsweise rechteckförmigen Abschnitten mit unterschiedlichen Breiten besteht, wobei in dem eine geringere Breite aufweisenden Abschnitt (54) die Knicklinie (58) verläuft.

9. Halterung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (64) um eine senkrecht zur Längsachse des Gehäuses (60) verlaufende (erste) Linie (66) schwenkbar ist, die der Verschieberichtung der Schleifkohle zugewandt ist, und daß aus dem Abschnitt (64) und bereichsweise aus der Seitenwandung (62) ein als Widerhaken wirkendes zungenförmiges Element (68) ausgestanzt ist, das mit seinem frei beweglichen äußeren Ende mit der Schleifkohle (12) wechselwirkt.

10. Halterung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zungenförmige Element (68) um eine (zweite) Linie (70) schwenkbar ist, die im Abstand zu der ersten Linie (66) verläuft.

11. Halterung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem freien Ende des Abschnitts (64) und der zweiten Linie (70) so gewählt ist, daß beim Aufschieben eines Steckelementes wie Klemmschuh das zungenförmige Element (68) in die Ebene des Abschnitts (64) bewegbar ist.

12. Halterung nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (64) in der als Federbauch (44) ausgebildeten Seitenwandung (48) verläuft.