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Patent Searching and Data


Title:
CARBON BRUSH ARRANGEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/153391
Kind Code:
A1
Abstract:
Carbon brush arrangement (10) comprising a carbon brush (1) and a switch-off mechanism (2) that includes an electrically insulating switch-off element (3) and a biased compression spring (4) that acts on the switch-off element (3), the carbon brush arrangement (10) further comprising a cover (5) which is mounted on the rear side (R) of the carbon brush, the switch-off mechanism (2) being located within a volume of the cover and preferably being integrated into the cover (5).

Inventors:
SCHREIBER WOLFGANG (DE)
HOFFMANN ARMIN (DE)
BURGER HELMUT (DE)
ONTL RAINER (DE)
ABEL RALPH (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/055296
Publication Date:
September 14, 2017
Filing Date:
March 07, 2017
Export Citation:
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Assignee:
HILTI AG (LI)
International Classes:
H01R39/58; H01R39/27; H01R39/59
Foreign References:
DE29805259U11999-07-29
DE102005063170A12007-07-05
EP0023537A11981-02-11
DE3047421A11982-07-15
DE4304527A11994-08-18
DE102010042804A12012-04-26
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Claims:
Patentansprüche

Kohlebürstenanordnung (10) mit einer Kohlebürste (1 ) und einem Abschaltorgan (2), das einen elektrisch isolierenden Abschaltkörper (3) und eine vorgespannte, auf den Abschaltkörper (3) wirkende Druckfeder (4) aufweist

dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlebürstenanordnung (10) einen rückseitig (R) an der Kohlebürste angebrachten Deckel (5) aufweist, wobei das Abschaltorgan (2) innerhalb eines Deckelvolumens angeordnet ist und vorzugsweise im Deckel (5) integriert ist.

Kohlebürstenanordnung (10) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlebürste (1 ) eine Abstufung (6) aufweist, die der Deckel (5) zumindest abschnittsweise von außen umgreift.

Kohlebürstenanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Abschaltorgan (2) in ein Kohlebürstenvolumen der Kohlebürste (1 ) hineinragt.

Kohlebürstenanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlebürste (1 ) eine rückseitige (R) zylinderförmige Ausnehmung (7) aufweist, die vorzugsweise nur im Bereich der Abstufung (6) verläuft.

Kohlebürstenanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Abschaltorgan (2) an einer Deckelinnenseite des Deckels (5) abgestützt ist.

Kohlebürstenanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (5) und die Kohlebürste (1 ) entlang eines Umfangs (U) der Kohlebürstenanordnung (10) umfangsgleich sind.

Kohlebürstenanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (3) als zylinderförmige Schraubenfeder ausgebildet ist.

8. Kohlebürstenanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlebürstenanordnung (10) eine mit der Kohlebüste (1 ) elektrisch verbundene Litze (8) aufweist, die durch eine rückseitig am Deckel (5) ausgebildete Deckelöffnung (9) hindurchgeführt ist. 9. Kohlebürstenanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Abschaltorgan (2) verstampfungsfrei abgestützt ist.

10. Kohlebürstenanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (5) aus einem vorzugsweise elektrisch isolierendem Kunststoff (5) besteht.

Description:
„Kohlebürstenanordnung"

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kohlebürstenanordnung mit einer Kohlebürste und einem Abschaltorgan, das einen elektrisch isolierenden Abschaltkörper und eine vorgespannte, auf den Abschaltkörper wirkende Druckfeder aufweist. Solche Kohlebürstenanordnungen sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 10 2010 042 804 A1. Kohlebürstenanordnungen mit Kohlebürste und Abschaltorgan, dienen der Stromkreisunterbrechung eines Elektromotors, beispielsweise eines Elektromotors einer Handwerkzeugmaschine. Beim Betrieb des Elektromotors erfolgt ein Abrieb der Kohlebürste seitens des Kommutators. Ist eine maximale Verschleisslange der Kohlebürste erreicht, kommt das Abschaltorgan derart zum Tragen, dass die vorgespannte, auf den Abschaltkörper wirkende Druckfeder die Kohlebürstenanordnung vom Kommutator abhebt, wodurch der Stromkreis unterbrochen wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kohlebürstenanordnung mit erhöhter Standzeit bereitzustellen. Die Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Kohlebürstenanordnung einen rückseitig an der Kohlebürste angebrachten Deckel aufweist, wobei das Abschaltorgan innerhalb eines Deckelvolumens angeordnet ist und vorzugsweise im Deckel integriert ist.

Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, dass bei Kohlebürstenanordnungen des Standes der Technik das Abschaltorgan typischerweise in die Kohlebürste eingestampft wird. Um entsprechend fest, beziehungsweise stabil in der Kohlebürste positioniert zu sein, muss das Abschaltorgan in einem gewissen Abstand zum Ende der hinteren Kohlebürste platziert sein. Durch das Volumen des Abschaltorgans und das Volumen der Stampfmasse, das heißt dem Material mit dem das Abschaltorgan in der Kohlebürste eingestampft ist, benötigt der Einbau des Abschaltorganes allerding einen bestimmten Abstand von der Kohlebürstenrückseite. Die Kohlebürste wird hierdurch vergleichsweise lang und besitzt gleichzeitig eine nur relativ kurze Standzeit.

Aus dem Stand der Technik bekannte Lösungen, die beispielsweise als Kurzbauteil ausgebildete Abschaltorgane aufweisen, lösen dieses Problem nicht. Mithin verbleibt unnötig viel Kohlebürstenmaterial neben als auch hinter dem Abschaltorgan, welches nicht für den Kontakt der Kohlebürste mit dem Kommutator genutzt werden kann, wenn das Abschaltorgan ausgelöst wird und die Kohlebürste von dem Kommutator abgehoben wird.

Dadurch, dass die Kohlebürstenanordnung erfindungsgemäß einen rückseitig an der Kohlebürste angebrachten Deckel aufweist, wobei das Abschaltorgan innerhalb eines Deckelvolumens, vorzugsweise vollständig innerhalb des Deckelvolumens angeordnet ist, werden diese Nachteile vermieden. Der rückseitig angebrachte Deckel verhindert zudem eine seitliche Abnutzung der Kohlebürste.

Als weiterer Vorteil gegenüber dem Stand der Technik muss ein Abschaltorgan einer erfindungsgemäßen Kohlebürstenanordnung nicht mehr eingestampft werden, vorteilhafter Weise spart dies Stampfvolumen. Durch eine solche Einsparung von Stampfmasse kann das Abschaltorgan weiter in Richtung der Kohlebürstenrückseite platziert werden. Dies führt vorteilhaft bei gleichen Aussenabmessungen der Kohlebürste zur Vergrößerung der Verschleisslänge. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Kohlebürste eine Abstufung auf, die der Deckel zumindest abschnittsweise von außen umgreift. Der Deckel ist vorzugsweise mit der Kohlebürste verklebt, oder mit dieser verrastet. Vorzugsweise ist die Abstufung als Krempe ausgebildet, die quer zu einer Längsachse der Kohlebürste orientiert ist und vorzugsweise die Kohlebürste vollständig umläuft. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Abschaltorgan in ein Kohlebürstenvolumen der Kohlebürste hineinragt. Die Kohlebürste kann eine rückseitige, vorzugsweise zylinderförmige Ausnehmung aufweisen. Die Ausnehmung verläuft vorzugsweise, bezogen auf die Kohlebürstenlänge, im Bereich und/oder innerhalb der Abstufung. Die Ausnehmung kann nur im Bereich der Abstufung verlaufen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Abschaltorgan an einer Deckelinnenseite des Deckels abgestützt ist. Das Abschaltorgan kann beispielsweise derart in den Deckel integriert sein, dass die Druckfeder des Abschaltorgans zumindest abschnittsweise in den Deckel eingegossen ist, beispielsweise durch Umspritzen.

Vorzugsweise weist der Deckel Kunststoff auf. Der Deckel kann aus Kunststoff bestehen. Vorzugsweise ist der Kunststoff elektrisch isolierend. Deckel, Druckfeder und Abschaltkörper können einteilig mittels Spritzguss gefertigt sein. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass der Deckel und die Kohlebürste entlang eines Umfangs der Kohlebürstenanordnung umfangsgleich sind. Der Umfang ist quer insbesondere senkrecht zur Längsachse der Kohlebürstenanordnung definiert.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Druckfeder als zylinderförmige Schraubenfeder ausgebildet.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Kohlebürstenanordnung eine mit der Kohlebürste elektrisch verbundene Litze auf. Vorzugsweise ist rückseitig am Deckel eine Deckelöffnung ausgebildet, durch die die Litze hindurchgeführt sein kann. Ebenfalls bevorzugt weist die Kohlebürstenanordnung einen Steckkontakt, beispielsweise in Form eines Crimpsteckers auf, der elektrisch mit der Litze verbunden ist.

Das Abschaltorgan ist vorzugsweise verstampfungsfrei abgestützt. Der Deckel kann seinerseits eine rückseitige Ausnehmung aufweisen, die zum Halten der Kohlebürstenanordnung in einer Handwerkzeugmaschine dient.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren sind verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Figuren, 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.

In den Figuren sind gleiche und gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Es zeigen:

Fig. 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen

Kohlebürstenanordnung in schematischer Darstellung;

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Kohlebürstenanordnung in Explosionsdarstellung;

Fig. 3 eine andere Ansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 2 ohne Deckel;

Fig. 4 das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 mit angebrachtem Deckel einer erfindungsgemäßen Kohlebürstenanordnung.

Ausführungsbeispiel:

Eine Kohlebürstenanordnung 10 ist in Fig. 1 gezeigt. Diese weist eine Kohlebürste 1 und ein Abschaltorgan 2 auf. Das Abschaltorgan weist einen elektrisch isolierenden Abschaltkörper 3 und eine vorgespannte, auf den Abschaltkörper 3 wirkende Druckfeder 4 auf. Die Druckfeder 4 ist als zylinderförmige Schraubenfeder ausgebildet.

An der Rückseite R der Kohlebürstenanordnung 10 ist ein Deckel 5 der Kohlebürstenanordnung 10 angeordnet. Das Abschaltorgan 2 ist, wenn, wie in Fig. 1 gezeigt, der Deckel 5 an der Kohlebürste 1 befestigt ist, vollständig innerhalb eines Deckelvolumens angeordnet. Der Deckel 5 ist endständig auf der Rückseite R, die der Kommutatorseite K abgewandt ist, angeordnet. Die Kohlebürstenanordnung 10 der Fig. 1 weist eine mit der Kohlebürste 1 elektrisch verbundene Litze 8 auf. Ebenfalls weist die Kohlebürstenanordnung 10 einen Steckkontakt 8' auf, der mit der elektrischen Litze sowohl elektrisch als auch mechanisch verbunden ist.

Fig. 2 zeigt eine Explosionsdarstellung einer Kohlebürstenanordnung 10 mit Blickrichtung von der Kommutatorseite K. Das Abschaltorgan 2 ist in dieser wie auch den folgenden Figuren schematisch dargestellt, das heißt, der Abschaltkörper und die Druckfeder (vgl. Fig. 1 ) sind nicht gesondert dargestellt. Wie der Fig. 2 entnommen werden kann, ist das Abschaltorgan 2 vollständig innerhalb eines Volumens des Deckels 5 angeordnet. An der Kohlebürste 1 ist eine Abstufung 6 ausgebildet, die der Deckel 5 vollständig von außen umgreifen kann. Die Abstufung 6, die die Kohlebürste 1 vollständig umläuft, ist in Fig. 3 gut zu erkennen.

Fig. 3 zeigt das Ausführungsbeispiel aus Fig. 2 mit Blick von der Rückseite R in Richtung Kommutatorseite K. Aus Darstellungsgründen ist der Deckel 5 (vgl. Fig. 2) nicht dargestellt. Auf der Rückseite R der Kohlebürste 1 ist eine zylinderförmige Ausnehmung 7 ausgebildet, die sich in Richtung der Kommutatorseite K erstreckt. In dieser Ausnehmung 7 kann das Abschaltorgan 2 (vgl. Fig. 2) hineinragen, wenn der Deckel 5 an der Kohlebürste 1 angeordnet ist.

Fig. 4 zeigt schließlich das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Figuren 2 und 3, wobei der Deckel 5 an der Kohlebürste 1 durch Kleben montiert ist und der Deckel die Abstufung 6 (vgl. Fig. 3) vollständig von außen umgreift.

Wie der Fig. 4 entnommen werden kann, sind der Deckel und die Kohlebürste 1 entlang eines Umfangs U der Kohlebürstenanordnung 10 umfangsgleich.

Ebenfalls gut zu erkennen ist, dass die Kohlebürstenanordnung 10 eine mit der Kohlebürste 1 elektrisch verbundene Litze 8 aufweist, die durch eine rückseitig am Deckel 5 ausgebildete Deckelöffnung 9 hindurchgeführt ist. Elektrisch und mechanisch mit der Litze 8 verbunden, ist ein Steckkontakt in Form eines Crimpsteckers. Fig. 5 zeigt schließlich einen Deckel des Ausführungsbeispiels der Figuren 2 bis 4.

Gut zu erkennen ist, dass das Abschaltorgan 2 mittig im Deckel 5 angebracht ist und innerhalb eines vom Deckel 5 aufgespannten Deckelvolumens angeordnet ist. Außermittig ist eine Deckelöffnung 9 gezeigt, die an der Rückseite R am Deckel 5 ausgebildet ist.

Bezugszeichenliste

1 Kohlebürste

2 Abschaltorgan

3 Abschaltkörper

4 Druckfeder

5 Deckel

6 Abstufung

7 Ausnehmung

8 Litze

8' Steckkontakt

9 Deckelöffnung

10 Kohlebürstenanordnung

K Kommutatorseite

R Rückseite

U Umfang