EP0715395A1 - Motor brush holder with multilayer brushes - Google Patents
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- H01R39/18—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
Definitions
- the invention relates to a commutator motor with multi-layer brushes according to claim 1.
- Such multi-layer brushes are divided tangentially into at least two partial brushes connected by an intermediate insulating layer, wherein the insulating layer running parallel to the lamellar edges of the commutator lamellae is adhesively bonded to the adjacent surfaces of the partial brushes or the insulating layer itself consists of an adhesive layer.
- the insulating layer has a greater hardness than the part brushes separated by them.
- the aforementioned DE-PS-690 375 is concerned with the problems arising from the fact that not only the partial brushes, but also the insulating intermediate layer wear out in operation and it is extremely difficult on the one hand Side to achieve sufficient isolation of the individual coal layers and on the other hand to adapt these materials so that the collector is not attacked and a uniform wear of the liner takes place with the partial brushes;
- the object of the present invention is to reduce the inlet noise of the brushes until fully worn on the contact surface of the slats using a simple to manufacture and assemble multi-layer brush.
- the multi-layer brush 1-3 consist of two, the electrical contact with the slats serving, partial brushes, preferably carbon brushes, 1 or 2 and a lying between them, extending in Bürstenandruckraum insulating intermediate layer 3.
- This insulating intermediate layer 3 consists in usually made of a harder material than the two adjacent part brushes 1, 2 and is usually glued to the adjacent adjacent surfaces of the part brushes 1, 2 or consists of an adhesive layer, such that at Gluing together the two brush parts 1 and 2, the insulation layer without insertion of a separate insulating material is formed.
- the multi-layer brush is in each case shown with respect to its contacting with the contact surface of the lamellae 4-6 in a state at the beginning of the running-in process.
- the brush running surface has a slightly larger radius of curvature compared to that of the contact surface of the lamellae 4-6, such that - as shown in FIG 1, 2 - the multi-layer brush 1-3 initially not fully worn on the contact surface of the slats 4-6 comes but only preferably rests in the middle. Only during the break-in period, the brush running surface grinds in such a way that in the ideal case complete contact with the contact surface of the slats 4-6 is ensured over their entire brush running surface.
- the insulating intermediate layer 3 is set back by a distance 3.1 or 3.2 with its commutator end opposite the actual contact surface of the slats 4-6 and As a result, a contact with the contact surface of the lamellae 4-6 can only take place when the multi-layer brush is ground and thus their entire brush surface comes to fruition.
- the distance 3.2 between the commutator end of the insulating intermediate layer 3 on the one hand and the contact surface of the slats 4-6 on the other hand during the running time of the multi-layer brush in a simple manner achieved by the fact that the tread of the multi-layer brush in the Compared to the contact surface of the lamellae 4-6 has a correspondingly greater curvature; Accordingly, at the beginning of the break-in period, the partial brushes 1 and 2 lie on the contact surface of the lamellae 4-6 only with tangentially outer brush edges 1.1; As a multi-layer brush, in turn, a series-produced serial component can be used with up to the tread of the multi-layer brush isolation layer 3, in which case additional processing for resetting the tread-side end of the insulating intermediate layer 3 to obtain the distance 3.2 is no longer necessary , During the break-in period, the resting brush edges 1.1 and 2.1 grind in such a way that finally the entire running surface on the contact surface of the slats
- a commutator motor with multilayer brushes according to the invention which can be significantly reduced with regard to its intake noise is particularly suitable for AC commutator machines for use in household appliances, preferably for driving washing machines.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kommutatormotor mit Mehrschicht-Bürsten gemäß Anspruch 1.The invention relates to a commutator motor with multi-layer brushes according to
Durch die DE-PS-690 375 ist es bekannt, bei Wechselstrom-Kommutatormaschinen zur Erzielung einer besseren Kommutierung und geringerer Verluste in Folge der sogenannten transformatorischen EMK geschichtete Kohlebürsten zu verwenden. Derartige Mehrschicht-Bürsten sind tangential in zumindest zwei, durch eine zwischenliegende Isolationsschicht verbundene Teilbürsten unterteilt, wobei die parallel zu den Lamellenkanten der Kommutator-Lamellen verlaufende Isolationsschicht mit den anliegenden Flächen der Teilbürsten verklebt ist oder die Isolationsschicht selbst aus einer Klebeschicht besteht. Üblicherweise weist die Isolationsschicht eine größere Härte als die durch sie getrennten Teilbürsten auf.From DE-PS-690 375 it is known to use layered carbon brushes in AC commutator machines to achieve better commutation and lower losses as a result of the so-called transformer EMF. Such multi-layer brushes are divided tangentially into at least two partial brushes connected by an intermediate insulating layer, wherein the insulating layer running parallel to the lamellar edges of the commutator lamellae is adhesively bonded to the adjacent surfaces of the partial brushes or the insulating layer itself consists of an adhesive layer. Usually, the insulating layer has a greater hardness than the part brushes separated by them.
Insbesondere bei als Massen-Serienprodukt hergestellten Motoren läßt sich nicht vermeiden, daß bei der Erstmontage eines Motors die kommutatorseitige Berührungsfläche der Kohlebürsten nicht über ihre gesamte Auflagefläche auf der korrespondierenden Kontaktfläche der Lamelle des Kommutators aufliegt; eine derartige Ideal-Kontaktierung wird erst nach einer gewissen Einlaufzeit erreicht. Dazu werden bei Kleinmotoren etwa 20 Betriebsstunden benötigt, bis ein vollständiges Tragen der Kohlebürste auf der Kontaktfläche der Lamellen gewährleistet ist.In particular, in engines produced as mass-produced mass, it can not be avoided that during the initial assembly of a motor, the commutator-side contact surface of the carbon brushes does not rest on its entire contact surface on the corresponding contact surface of the blade of the commutator; Such ideal contacting is achieved only after a certain break-in period. For this purpose, about 20 operating hours are required for small motors until a complete support of the carbon brush is ensured on the contact surface of the slats.
Die vorgenannte DE-PS-690 375 befaßt sich mit den Problemen, die dadurch entstehen, daß im Betrieb sich nicht nur die Teilbürsten, sondern auch die Isolations-Zwischenschicht abnutzen und es außerordentlich schwierig ist, auf der einen Seite eine ausreichende Isolation der einzelnen Kohleschichten zu erzielen und auf der anderen Seite diese Baustoffe so anzupassen, daß der Kollektor nicht angegriffen wird und eine gleichmäßige Abnutzung der Zwischenlage mit den Teilbürsten stattfindet; dazu wird im bekannten Fall vorgeschlagen, die Zwischenlagen am Bürstenkasten zu befestigen und sie bevorzugt aus Blechstreifen mit einem Überzug aus schlecht leitendem Oxyd, vorzugsweise Aluminiumoxyd herzustellen.The aforementioned DE-PS-690 375 is concerned with the problems arising from the fact that not only the partial brushes, but also the insulating intermediate layer wear out in operation and it is extremely difficult on the one hand Side to achieve sufficient isolation of the individual coal layers and on the other hand to adapt these materials so that the collector is not attacked and a uniform wear of the liner takes place with the partial brushes; For this purpose, it is proposed in the known case, to attach the liners to the brush box and they preferably made of sheet metal strip with a coating of poorly conductive oxide, preferably produce aluminum oxide.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Verwendung einer einfach herstellbaren und montierbaren Mehrschicht-Bürste das Einlaufgeräusch der Bürsten bis zum vollständigen Tragen auf der Kontaktfläche der Lamellen zu reduzieren.The object of the present invention is to reduce the inlet noise of the brushes until fully worn on the contact surface of the slats using a simple to manufacture and assemble multi-layer brush.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt in überraschender Weise dadurch, daß durch entsprechendes Zurücksetzen der Isolationsschicht diese erst nach Beendigung der Einlaufzeit zusammen mit den dann eingeschliffenen Teilbürsten in Kontakt mit den Lamellen an der Kommutatoroberfläche gelangt; in fertigungstechnisch besonders einfacher Weise wird ein solches Zurücksetzen nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß ausgehend von marktüblichen Mehrschicht-Bürsten mit über die gesamte Länge der Teilbürsten reichenden Isolationsschichten diese vor der Montage in dem entsprechenden Abstand entfernt, insbesondere herausgesägt, werden oder daß nach einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung übliche Mehrschicht-Bürsten mit bis zur Bürstenkontaktfläche reichenden Isolationsschichten gewählt werden, deren Kontaktfläche jedoch eine derart verstärkte Krümmung gegenüber der Gegenkontaktfläche der Lamellen aufweist, daß die Mehrschicht-Bürsten zunächst nur mit tangentialen Bürstenkanten der Teilbürsten auf den Lamellen aufliegen und die Isolationsschicht zwischen den aufliegenden tangentialen Bürstenkanten in hinreichendem Abstand gehalten ist. Erst nach dem Einlaufen der Mehrschicht-Bürsten und dem dadurch bedingten Abschleifen der Bürstenkanten kommt dann die gesamte Mehrschicht-Bürste einschließlich der Isolationsschicht zur tragenden Auflage auf der Kontaktfläche der Lamellen.The solution of this problem is achieved in a surprising manner, that passes through appropriate resetting of the insulation layer, these only after completion of the break-in time together with the then ground brushes in contact with the blades on the commutator; in manufacturing technology particularly simple manner, such a reset is achieved according to a first embodiment of the invention in that starting from marketed multi-layer brushes with over the entire length of the partial brushes reaching insulation layers removed before assembly in the appropriate distance, in particular cut out, or that According to a second embodiment of the invention, conventional multi-layer brushes are selected with up to the brush contact surface reaching insulating layers, but the contact surface such a reinforced curvature relative to the mating contact surface of the lamellae that the multi-layer brushes initially rest only with tangential brush edges of the brush parts on the slats and the insulation layer between the overlying tangential brush edges is kept at a sufficient distance. Only after the running in of the multi-layer brushes and the consequent grinding of the brush edges then comes the entire multi-layer brush including the insulating layer for bearing support on the contact surface of the slats.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert,; darin zeigen:
- FIG 1
- eine übliche Mehrschicht-Bürste zu Beginn der Einlaufzeit;
- FIG 2
- die Bürste gemäß FIG 1 mit erfindungsgemäß durch Aussägen zurückgesetzter Isolationsschicht;
- FIG 3
- eine durch verstärkte Krümmung zu Beginn der Einlaufzeit nur tangential außenseitig aufliegende Mehrschicht-Bürste mit dadurch zur Kontaktfläche der Lamellen beabstandeter Isolationsschicht;
- FIG 4
- die Mehrschicht-Bürste gemäß FIG 3 mit angeschrägten tangential außenseitigen Bürstenkanten.
- FIG. 1
- a conventional multi-layer brush at the beginning of the break-in period;
- FIG. 2
- the brush according to FIG 1 with according to the invention recessed by sawing insulation layer;
- FIG. 3
- a multi-layer brush lying on the outside only tangentially on the outside due to increased curvature at the beginning of the run-in time, with an insulating layer spaced apart from the contact surface of the slats;
- FIG. 4
- the multi-layer brush according to FIG 3 with bevelled tangential outside brush edges.
FIG 1 bis 4 zeigen jeweils ausschnittsweise eine Kontaktierungsvorrichtung eines Kommutatormotors mit einer Mehrschicht-Bürste 1-3, die in schrägem Anstellwinkel die Kontaktfläche von hier nur dargestellten Lamellen 4-6 beschleift, die tangential durch Isolationsstege 8,9 voneinander getrennt und radial von einer, insbesondere aus Preßstoff gefertigten, Kommutator-Nabe 7 gehalten werden.1 to 4 each show a detail of a contacting device of a commutator motor with a multi-layer brush 1-3, which grinds the contact surface of lamellae 4-6 only shown here at an oblique angle of attack, which are separated tangentially by
Die Mehrschicht-Bürsten 1-3 bestehen aus zwei, der elektrischen Kontaktierung mit den Lamellen dienenden, Teilbürsten, vorzugsweise Kohlebürsten, 1 bzw. 2 und einer zwischen diesen liegenden, sich in Bürstenandruckrichtung erstreckenden Isolations-Zwischenschicht 3. Diese Isolations-Zwischenschicht 3 besteht in der Regel aus einem härteren Material als die beiden benachbarten Teilbürsten 1;2 und ist in der Regel mit den benachbarten anliegenden Flächen der Teilbürsten 1;2 verklebt oder besteht selber aus einer Klebeschicht, derart daß beim Zusammenkleben der beiden Teilebürsten 1 bzw. 2 die Isolationsschicht ohne Einfügen eines gesonderten Isolationsmaterials entsteht.The multi-layer brush 1-3 consist of two, the electrical contact with the slats serving, partial brushes, preferably carbon brushes, 1 or 2 and a lying between them, extending in Bürstenandruckrichtung insulating
In FIG 1 bis 4 ist jeweils die Mehrschicht-Bürste hinsichtlich ihrer Kontaktierung mit der Kontaktfläche der Lamellen 4-6 in einem Zustand zu Beginn des Einlaufvorganges dargestellt. Üblicherweise werden Mehrschicht-Bürsten verwendet, deren Bürstenlauffläche einen etwas größeren Krümmungsradius im Vergleich zu dem der Kontaktfläche der Lamellen 4-6 aufweist, derart daß - wie in FIG 1, 2 dargestellt - die Mehrschicht-Bürste 1-3 zunächst nicht zum vollständigen Tragen auf der Kontaktfläche der Lamellen 4-6 kommt sondern nur vorzugsweise mittig aufliegt. Erst während der Einlaufzeit schleift sich die Bürstenlauffläche derart ein, daß eine im Idealfall vollständige Kontaktierung mit der Kontaktfläche der Lamellen 4-6 über ihre gesamte Bürstenlauffläche gewahrleistet ist.In FIGS. 1 to 4, the multi-layer brush is in each case shown with respect to its contacting with the contact surface of the lamellae 4-6 in a state at the beginning of the running-in process. Usually, multi-layer brushes are used, the brush running surface has a slightly larger radius of curvature compared to that of the contact surface of the lamellae 4-6, such that - as shown in FIG 1, 2 - the multi-layer brush 1-3 initially not fully worn on the contact surface of the slats 4-6 comes but only preferably rests in the middle. Only during the break-in period, the brush running surface grinds in such a way that in the ideal case complete contact with the contact surface of the slats 4-6 is ensured over their entire brush running surface.
Erfindungsgemäß ist nun dafür gesorgt, daß während dieser Einlaufzeit - wie aus FIG 2 bzw. 3,4 ersichtlich - die Isolations-Zwischenschicht 3 um einen Abstand 3.1 bzw. 3.2 mit ihrem kommutatorseitigen Ende gegenüber der eigentlichen Kontaktfläche der Lamellen 4-6 zurückversetzt ist und dadurch eine Kontaktierung mit der Kontaktfläche der Lamellen 4-6 erst dann erfolgen kann, wenn die Mehrschicht-Bürste eingeschliffen ist und damit ihre gesamte Bürstenlauffläche zum Tragen kommt. In zweckmäßiger und besonders einfacher Weise ist nach einer ersten, aus FIG 2 ersichtlichen, Ausgestaltung vorgesehen, den Abstand 3.1 dadurch zu gewährleisten, daß ausgehend von einer handelsüblichen, katalogmäßig angebotenen Mehrschicht-Bürste mit ursprünglich bis zur Bürstenlauffläche reichenden Isolations-Zwischenschicht 3 diese Zwischenschicht soweit entfernt, insbesondere herausgesägt ist, bis der gewünschte berührungslose Abstand erreicht ist.According to the invention it is now ensured that during this break-in time - as shown in FIG 2 or 3.4 visible - the insulating
Gemäß FIG 3,4 wird erfindungsgemäß der Abstand 3.2 zwischen dem kommutatorseitigen Ende der Isolations-Zwischenschicht 3 einerseits und der Kontaktfläche der Lamellen 4-6 andererseits während der Einlaufzeit der Mehrschicht-Bürste auf einfache Weise dadurch erreicht, daß die Lauffläche der Mehrschicht-Bürste im Vergleich zur Kontaktfläche der Lamellen 4-6 eine entsprechend größere Krümmung aufweist; zu Beginn der Einlaufzeit liegen dementsprechend die Teilbürsten 1 bzw. 2 nur mit tangential äußeren Bürstenkanten 1.1;2.1 auf der Kontaktfläche der Lamellen 4-6 auf. Als Mehrschicht-Bürste kann wiederum ein katalogmäßig angebotenes Serienbauteil mit bis zur Lauffläche der Mehrschicht-Bürste reichender Isolationsschicht 3 eingesetzt werden, wobei in diesem Fall eine zusätzliche Bearbeitung zum Zurücksetzen des laufflächenseitigen Endes der Isolations-Zwischenschicht 3 zur Erlangung des Abstandes 3.2 nicht mehr notwendig ist. Während der Einlaufzeit schleifen sich die aufliegenden Bürstenkanten 1.1 bzw. 2.1 derart ab, daß schließlich die gesamte Lauffläche auf der Kontaktfläche der Lamellen 4-6 zum Tragen kommt und dabei gleichzeitig dann auch die Isolations-Zwischenschicht 3 diese Kontaktfläche berührt.According to the invention, the distance 3.2 between the commutator end of the insulating
Zum Schutze eines Ausbrechens von Randteilen der Teilbürsten 1 bzw. 2 im Bereich ihrer zunächst nur aufliegenden Bürstenkanten 1.1 bzw. 2.2 sind diese - wie aus FIG 4 ersichtlich - nach einer Ausgestaltung der Erfindung mit Anlaufschrägen 1.2 bzw. 2.2 versehen.To protect a breaking out of edge parts of the
Der Einsatz eines erfindungsgemäß hinsichtlich seines Einlaufgeräusches deutlich reduzierbaren Kommutatormotors mit Mehrschicht-Bürsten eignet sich insbesondere für Wechselstrom-Kommutatormaschinen zum Einsatz in Haushaltsgeräten, vorzugsweise zum Antrieb von Waschautomaten.The use of a commutator motor with multilayer brushes according to the invention which can be significantly reduced with regard to its intake noise is particularly suitable for AC commutator machines for use in household appliances, preferably for driving washing machines.
Claims (7)
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