电刷模块及组装方法与流程

本发明涉及一种电刷模块并涉及一种用于安装电机、具体是电动机的电刷模块的方法，电刷模块至少具有用于与电机的滑环形成电接触的电刷，电刷模块具有安装装置和用于容纳并保持电刷的电刷架，该安装装置被实现为接合在电刷架上方的u形金属板支架，该金属板支架具有用于将电刷架紧固至安装表面的横向突出的紧固突片。

这种类型的电刷模块在现有技术中是公知的并且通常用于将电刷定位并且紧固在例如电动机的滑环或换向器上。在这种情况下，例如可以是碳刷的电刷设置在电刷架中，电刷架基本上在其纵向侧包围电刷。电刷容纳在电刷架中以能够纵向移动，并受弹力作用使电刷朝向滑环移动，使得电刷压在滑环上形成电接触。

安装装置主要用于简化电刷架在电机上的安装。安装装置由u形金属板支架制成，该金属板支架接合在电刷架上方并具有两个横向突出的紧固突片。相应地，电刷架插入在u形金属板支架中而基本上没有间隙，从而使电刷架和u形金属板支架能够以夹具的方式紧固至电机，与滑环相邻。为了借助于螺钉紧固或安装电刷架，可以将紧固突片拧到电机上或电刷架和紧固突片所安置的安装表面上。

已知的电刷模块的缺点在于，由于施加弹簧力，电刷总是被推出电刷架，因此难以将电刷架安装在电机上。由于由电刷与滑环接触引起的弹簧力，因此借助于要被插入紧固突片中的螺钉来准确定位电刷架变得相当困难。此外，为了便于借助于螺钉将电刷模块安装在电机或滑环上而借助于紧固件将电刷锁定在电刷架中的保持位置中已经是已知的实践。然而，不利的是，在安装之后必须移除所述紧固件或者必须在附加的工作步骤中释放电刷，使得电刷在接触位置抵靠滑环。

因此，本发明的目的是提出一种电刷模块和一种用于安装电刷模块的允许更简单地安装电刷模块的方法。

该目的通过具有权利要求1的特征的电刷模块、具有权利要求14的特征的电机和具有权利要求15的特征的用于安装电刷模块的方法来实现。

根据本发明的用于电机、具体是电动机的电刷模块至少具有用于与电机的滑环形成电接触的电刷，电刷模块具有安装装置和用于容纳并保持电刷的电刷架，安装装置被实现为接合在电刷架上方的u形金属板支架，金属板支架具有用于将电刷架紧固至安装表面的横向突出的紧固突片，在电刷架中形成有进入口，在金属板支架的紧固突片上形成的保持突片接合在进入口中并且以形状配合的方式将电刷在电刷架中安装在保持位置中，具有保持突片的紧固突片相对于电刷架的安装表面以角度α倾斜。

因此，用于旋转电机的电刷模块具有以轴的方式形成并且容纳电刷或碳刷以便使其能够纵向移动的电刷架。为了将电刷架安装在电机上，安装装置或u形金属板支架以夹具的方式包围电刷架，使得电刷架安置在电机的安装表面上。在这种情况下，紧固突片横向地设置在u形金属板支架上，使得它们各自在相对于金属板支架的纵向轴线的相反方向上从金属板支架横向突出。在电刷模块的附接状态下或电刷模块的安装配置中，紧固突片和电刷架抵靠安装表面或设置在共享的安装平面中。此外，电刷架实现成使得保持突片形成在金属板支架的至少一个紧固突片上，保持突片继而接合在电刷架的进入口中。在这种情况下，保持突片以如下方式将电刷在电刷架中保持在保持位置中，该方式使得电刷不会从电刷架中伸出很远并且在安装在电机上期间可能成为障碍。

具有保持突片的紧固突片相对于安装表面或安装平面以角度α倾斜。这意指，当电刷模块安置在电机的安装表面上时，至少具有保持突片的紧固突片不抵靠安装表面，而是根据角度α的倾斜从所述安装表面突出。因此，在安装表面与相应的紧固突片之间形成楔形自由空间。例如，当借助于螺钉将紧固突片紧固在电机上时，具有保持突片的紧固突片不可避免地被压在安装表面上，使得所有紧固突片安置在安装平面中。为了借助于螺钉紧固或安装电刷架，可以将紧固突片拧入电机或拧入电刷架和紧固突片所安置的安装表面中。因此，具有保持突片的紧固突片枢转角度α，因此保持突片能够在保持位置释放电刷。通过将电刷模块紧固在电机上，可以在一个步骤中将电刷释放并转移到接触位置，而无需移除电刷上的特定紧固件。因此可以显著简化电刷模块的安装。

因此，紧固突片能够以角度α倾斜以与安装表面接触，保持突片能够释放电刷并且电刷能够以角度α的倾斜移动到接触位置。在这种情况下，紧固突片可以直接耦接至紧固突片，使得保持突片跟随紧固突片的枢转运动。因此，保持突片不再以形状配合的方式保持电刷或释放电刷。通常，还可以旨在紧固突片中的每一个具有一个保持突片，该保持突片然后通过相应的进入口接合在电刷架中。紧固突片相对于安装表面倾斜是必要的，这可以实现为使得在安装期间必须去除倾斜或者为了安装保持突片的移动变得必要。然而，优选地旨在形成仅一个具有保持突片的紧固突片。然后可以形成相对于安装表面没有相应倾斜或者以角度β倾斜的相对的紧固突片。

如果角度α为5°至50°，则特别有利。取决于保持突片和电刷如何形成，角度α可以被定尺寸成使得通过将相应的紧固突片枢转角度α，保持突片被移动释放电刷所需的距离。

用于螺钉的通道可以形成在紧固突片中的每一个中。通道可以以孔、长圆孔或狭槽的方式实现。必要的是，通道可以被螺钉或其他紧固件例如铆钉等贯穿。因此，电刷模块可以以力配合和/或形状配合的方式安全地安装在电机上。另外，如果通道有足够的间隙，则可以在安装位置对电刷模块进行微调。借助于螺钉，具有保持突片的紧固突片还可以变形成使得紧固突片在螺钉被拧紧时以角度α倾斜。

如果具有保持突片的紧固突片经由可弯曲铰链连接至u形金属板支架，则特别有利。紧固突片然后可以与u形金属板支架一体地形成，而不需要将紧固突片特殊布置或紧固在u形金属板支架上。在这种情况下，可弯曲铰链可以由u形金属板支架或紧固突片本身制成。保持突片也可以由紧固突片本身形成。这种金属板支架可以通过简单地冲压和弯曲金属板而经济地制造。

铰链可以通过在金属板支架上的弯曲边缘中的材料弱化部来实现。材料弱化部可以是例如在金属板中的凹口、凹部或通道。因此，材料弱化部可以是沿着弯曲边缘延伸使得紧固突片可以在没有太大力的情况下在弯曲边缘上枢转的长圆孔。此外，在其他地方也可以防止u形金属板支架或紧固突片的不期望的变形。

电刷架可以具有容置套筒和弹簧装置，电刷保持在容置套筒中以使其能够在纵向方向上移位，弹簧装置能够被实现成使得它在容置套筒的纵向轴线的方向上向电刷施加接触压力，进入口能够形成在容置套筒中。容置套筒然后可以形成电刷的容置空间，电刷插入到该容置空间中并且电刷在该容置空间中通过容置套筒的侧壁在纵向轴线的方向上被引导。弹簧装置可以在电刷的接触端的区域中向所述接触端施加接触压力。弹簧装置可以由卷条弹簧、螺旋弹簧或板簧实现。在特别简单的实施方式中，实现为压力弹簧的螺旋弹簧可以插入到容置套筒中。

此外，电刷可以实现为具有凹槽，该凹槽在电刷的纵向轴线的方向上延伸并且保持突片可以接合在该凹槽中，该凹槽能够在电刷的近端上形成台阶，保持突片和台阶一起能够形成电刷的后挡块。因此，凹槽可以沿着电刷在电刷中实现，而无需在电刷中连续延伸。如果凹槽没有一直延伸到电刷的近端，则在凹槽的端部上保留台阶，该台阶允许借助于所述台阶与保持突片接触以形状配合的方式将电刷保持在电刷架中。可替选地，凹槽也可以以凹部的方式实现，该凹部仅用于接合在保持突片中。由于保持突片从凹槽或凹部中移出，因此在保持突片的枢转期间电刷释放变得可能。

可以在电刷架的远端上形成接合在凹槽中的引导突片，引导突片和台阶一起形成电刷的前挡块。引导突片可以以在电刷架的壁中的波纹的方式实现，然后波纹接合在凹槽中。在这种情况下，在电刷纵向移出电刷架期间，当电刷几乎完全从电刷架中移出时，由凹槽形成的台阶与引导突片接触。例如，当磨损几乎完全磨耗掉电刷时，就会出现这种情况。前挡块可以防止电刷从电刷架上掉出。

电刷架可以具有定位凹部，由金属板支架制成的定位突片接合在该定位凹部中。在这种情况下，可以在u形金属板支架上形成附加突片，该附加突片以形状配合的方式接合在定位凹部中，并且因此允许电刷架相对于u形金属板支架的准确定位。在这种情况下，电刷架和u形金属板支架可以通过将它们插在一起而容易地安装，而无需在期望的相对位置进行特殊对准。反之亦然，金属板支架可以具有定位凹部并且电刷架可以具有定位突片。也可以设置多个定位凹部，使得可以在不同的预定位置进行定位。

定位凹部可以通过进入口来实现。有利地，进入口可以被实现成使得定位突片接合在进入口中。在这种情况下，定位突片具体被实现成使得其不与电刷接触。还必要的是，定位突片不直接连接至紧固突片，原因是定位突片可能以其他方式在安装期间移动。进入口也可以足够大以使得定位突片和保持突片能够接合在其中。

金属板支架可以具有侧向突出的定位突片，定位突片被设置成彼此平行，用于将电刷架紧固在实现安装表面的托架的平行侧表面上。定位突片的相对距离可以定尺寸成使得电刷架或金属板支架可以插到托架上并且在产生弹簧力的同时紧固在定位突片之间。因此，电刷模块可以容易地预先定位在托架上，从而便于电刷模块的安装。在这种情况下，在手动安装期间不再需要将电刷模块保持在适当的位置或使其精确对准。因此大大便于将螺钉钻入托架或安装表面中。

在优选实施方式中，电刷架由金属板制成。在这种情况下，可以通过冲压容易地实现进入口。此外，可以通过弯曲金属板经济地制造轴形状的电刷架。

因此，根据本发明的电机、具体是电动机具有根据本发明的电刷模块。电刷模块的简化安装允许更经济地制造电机。

在根据本发明的用于将电刷模块安装在电机、具体是电动机上的方法中，至少电刷模块的电刷与电机的滑环形成电接触，电刷被容纳并保持在电刷模块的电刷架中，电刷模块的安装装置被实现为接合在电刷架上方的u形金属板支架，金属板支架被实现为具有横向突出的紧固突片，电刷架借助于紧固突片紧固至安装表面，在电刷架中形成有进入口，在金属板支架的紧固突片上形成的保持突片接合在进入口中并以形状配合的方式将电刷在电刷架中保持在保持位置，具有保持突片的紧固突片相对于电刷架的安装表面以角度α倾斜。关于根据本发明的方法的有利效果的另外的细节，参考根据本发明的装置的优点的描述。

此外，紧固突片可以以角度α倾斜并与安装表面接触，保持突片能够释放电刷并且电刷能够以角度α的倾斜移动到接触位置。在示例性地借助于螺钉将紧固突片紧固在安装表面上的情况下，紧固突片枢转角度α，使得紧固突片移动到安装平面中，保持突片因为紧固突片的枢转同样枢转角度α，并且所述保持突片被移出进入口如此远，使得电刷不再以形状配合的方式被保持突片保持在电刷架中或保持在保持位置中。电刷现在可以从电刷架中移出，优选地如此远以至于电刷在接触位置中抵靠滑环。因此，电刷借助于安装在电机的安装表面上的电刷模块解锁或释放，而无需额外的工作步骤。

从参考装置权利要求1的从属权利要求的特征描述中，该方法的其他实施方式是明显的。

在下文中，将参照附图更详细地描述本发明。

在附图中：

图1示出了电刷模块的透视图；

图2示出了电刷模块安装前的电刷模块的前视图；

图3示出了电刷模块安装后的电刷模块的前视图：

图4示出了电刷模块安装后的电刷模块的透视图。

图1至图4的组合视图以不同视图示出了电刷模块10。电刷模块10用于与电机(未示出)的滑环形成电接触，并且包括电刷架11、安装装置12和电刷13。电刷13基本上由碳材料制成，并且插入到电刷架11中并保持在其中以便能够纵向移动。电刷架11实现了电刷13的容置套筒14并且包括弹簧15，该弹簧在容置套筒14的纵向轴线16的方向上对电刷13施加接触压力，使得电刷13可以借助于接触压力而压靠滑环(未示出)。

安装装置12被实现为u形金属板支架17，其接合在电刷架11上方并且具有用于将电刷架11紧固在安装表面19(仅示意性示出)上的横向突出的紧固突片18。安装表面19通过托架20在电机(未示出)上实现。托架20被定位成使得电刷模块10可以以期望的位置安装在滑环上。每个紧固突片18中形成有通道口21，螺钉(未示出)能够通过每个通道口21插入并且能够被拧入托架20中，以将电刷架安装在托架20上。此外，用于将电刷架11紧固在托架20的平行侧表面23上的侧向突出的定位突片22被实现在金属板支架17上。定位突片22被实现成彼此平行并且彼此相距很远，使得可以在定位突片22之间对托架20的侧表面23施加夹紧力。因此可以将电刷模块10预先定位在托架20上。

图1和图2示出了在最终安装到托架20上之前的电刷模块10，在这种情况下，电刷13设置在电刷架11中的保持位置24中。特别地，在电刷架11中形成有其中形成在紧固突片18上的保持突片26接合的进入口25。在这种情况下，保持突片26以形状配合的方式将电刷13保持在保持位置24中，具有保持突片26的紧固突片18相对于安装表面19以角度α倾斜。在电刷13中形成有凹槽27，所述凹槽27在电刷13的近端28上形成台阶29。保持突片26接合在凹槽27中，并且借助于在台阶29上建立接触，防止电刷13经由弹簧15被推出容置套筒14。

图3和4示出了电刷模块10借助于被拧到托架20上而安装在托架20上之后的电刷模块10。在这种情况下，紧固突片18设置在具有安装表面19的共享的安装平面30中。在拧入期间，紧固突片18在安装平面30或安装表面19的方向上弯曲或接近各自的角度α和β，直到它们平坦地抵靠在安装表面19上。特别地，在具有保持突片26的紧固突片18的枢转期间，保持突片26移出凹槽27远到使得台阶29被释放。借助于弹簧15，电刷13现在可以移动到接触位置31(如图4所示)或移动到电刷13的磨损端到达的位置。为了防止电刷13从容置套筒14中掉出，在容置套筒14的远端32上形成有引导突片33，所述引导突片33接合在凹槽27中并且能够与台阶29接触。引导突片基本上防止电刷13从容置套筒14中掉出。

为了确保具有保持突片26的紧固突片18以期望的方式枢转角度α，长圆孔35形成在金属板支架17上的弯曲边缘34中，使得在弯曲边缘34上的限定的枢转移动成为可能。此外，容置套筒14中的进入口25用于将电刷架11准确地定位在金属板支架17中。因此，在金属板支架17上形成定位突片36，定位突片36在不与电刷13接触的情况下接合在进入口25中。以这种方式，定位突片36确定电刷架11在纵向轴线16的方向上相对于金属板支架17的位置。