专利名称：用于具有换向器的电动机的刷架、具有刷架的电动机和具有电动机的手持式工具机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种刷架，该刷架具有一个容纳室以及一个对容纳室限界的周面，并且具有一个布置在容纳室中的碳刷，该刷架具有一个第一弹簧，该第一弹簧在容纳室的延伸方向上将碳刷压到电动机的换向器上。本发明还涉及一种具有按照本发明的刷架的电动机、一种具有这样的电动机的手持式工具机以及一种用于改装刷架的方法。
背景技术：
已知一种具有碳刷的电机，通过该碳刷引起换向，即通电的电流分路的切换。这样的电机例如是电动机、尤其是直流电动机。碳刷布置在一个碳刷筒(.KohlekOcher)中并且在径向方向上坐置在一个换向器上，碳刷筒也被称为滑动触头保持器，在换向器上设有至电流分路的电触点。为了确保安全的电接触，碳刷借助一个在径向方向上作用的刷弹簧被 压到换向器上。这样的碳刷以小的间隙地布置在其碳刷筒中，从而碳刷能够无摩擦地在碳刷筒中滑动。尽管该间隙很小，但是它足以引起碳刷的摇摆，即碳在容纳室中的振动。该摇摆例如通过器具振动、摇动或不圆的换向器触发。在摇摆时，碳刷至少部分地从换向器抬起，由此形成不均匀的磨损。此外，它可能导致着火，即在碳刷和换向器之间形成电弧，因为电流密度由于接触面积减少而增加。这首先导致极度增加的磨损，由此显著地缩短了碳刷的使用寿命。此外，换向器的同轴回转变差并且由此可能形成转速波动。此外，这也导致变差的电动机效率，并且这由于变差的EMV值(电磁相容性)必须以增加去干扰耗费为代价。文献DE 3142879A1公开了一种刷架，其中碳刷因此在u形地成形的片簧的相对置的臂之间被导向，以便阻止碳刷在碳刷筒中的振动。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种成本低廉且可简单制造的刷架，其中，同样减少或避免碳刷的摇摆，并且该刷架适合于在碳刷上具有非常高的温度发展的电动机。该任务通过用于电动机、尤其是直流电动机的刷架解决，该刷架具有一个容纳室和一个对容纳室限界的侧壁，刷架具有一个布置在容纳室中的碳刷和一个第一弹簧，该第一弹簧在容纳室的延伸方向上按压碳刷，其中，所述刷架具有第二弹簧，其中，所述侧壁具有一个贯穿侧壁的槽，通过该槽构成一个接片，该接片将碳刷压到容纳室的周面上并且构成第二弹簧。因为第二弹簧按照本发明通过接片构成，所以术语第二弹簧和接片在下面同义地使用。按照本发明，碳刷借助第二弹簧压到周面上。因此，可供碳刷使用的容纳室在第二弹簧的区域中被减小，从而碳刷无间隙地在容纳室中导向。由于第二弹簧的弹簧作用，第二弹簧补偿了碳刷和刷架和/或配有刷架的电动机的换向器之间的距离变化，该距离变化在电动机的运行期间例如由于不平度、径向振摆旋转、轴承间隙、温度波动等引起。由此限制或甚至阻止碳刷和容纳室之间的相对运动，并且由此减少或甚至避免碳刷在容纳室中的摇摆。由此延长碳刷的使用寿命并且由此延长碳刷所需的维护周期。换向器的磨损更少。因为接片以弹簧方式构成并且具有复位力，碳刷靠着该复位力被压到周面上，所以第二弹簧此外也能够实现碳刷在刷架的容纳室中在延伸方向上的滑动，从而即不阻碍碳刷在容纳室中的装配，也不阻碍将碳刷按压到换向器上。优选地，接片具有一个延伸到容纳室中的敞开端部。该敞开端部优选设置在面向换向器的一侧上。特别优选地，接片具有进入容纳室的弯曲部，从而接片以其敞开端部伸入到容纳室中并且减小了接片区域中的容纳室。在此，接片向容纳室中的偏转优选在敞开端部上最大，从而在碳刷和容纳室之间的相对运动在那里被阻止。槽优选具有两个纵向臂和一个连接纵向臂的短臂。在一种优选的实施方式中，槽 U形地构成。但是也优选其它形式的接片，其中纵向臂和/或短臂相互成角度和/或倒圆或类似地设置。接片优选具有两个纵边和一个横边。该接片优选矩形或舌形地构成。在一种优选的实施方式中，纵边和/或横边弯曲成从容纳室指出，从而接片在碳刷上的贴靠区域被倒圆并且不是尖锐的。因此，接片的纵边和/或横边不在碳刷上引起磨损。优选的是，侧壁由金属或金属合金、尤其是弹簧片构成，使得接片像片簧一样作用。在该实施方式中，接片的弹簧刚度通过其长度、其形状、尤其是其向容纳室中的弯曲、以及其材料密度确定并且可以针对用途非常简单地适配。特别优选地，侧壁作为冲弯件优选由金属片制造，这能够以传统的方法成本低廉地实现。但是原则上也可以是由塑料制成的实施方式。但是相对于由塑料制成的侧壁，由金属或金属合金制成的侧壁具有以下优点，即它不需要脱模斜面并且因此能以较窄的公差制成。此外，塑料不适合在刷架中形成非常高的温度的电动机。在一种特别优选的实施方式中，接片通过刷架的侧壁的冲压构成，从而接片具有一个与侧壁一体地连接的端部。接片在此优选在其背对换向器的侧与侧壁一体地连接。因此，对于第二弹簧不需要附加部件，并且第二弹簧也不需要焊缝或钎焊缝、粘结部位或类似物的形式的连接部位。该布置因此非常坚固。容纳室优选大致长方体形地构成。在该实施方式中，该侧壁是长方体的侧壁之一，其中，接片将碳刷压到与该侧壁相对置的侧壁上。但是原则上也能够实现其它几何形状、例如圆的或椭圆的容纳室。接片优选大致布置在侧壁的中心线的中心。因此，接片以均匀的压紧力将碳刷压到相对置的侧壁的周面上。也优选具有多个接片、尤其是两个接片的实施方式，其中，这些接片相对于中心线对称地布置，并且一起将碳刷压到周面上。该任务还通过具有按照本发明的刷架的电动机、尤其是直流电动机解决。与带有不具有用于减少碳刷摇摆的第二弹簧的电动机相比，该电动机具有改善的电动机效率、较小的转速波动和更好的EMV值。由于碳刷使用寿命延长，该电动机此外具有延长的维护周期。该任务此外通过具有这样的电动机的手持式工具机解决。该手持式工具机优选是钻机或锤钻或冲击锤。该任务还通过用于改装具有容纳室以及对容纳室限界的侧壁的刷架的方法解决，该刷架具有碳刷，碳刷被设置用于布置在容纳室中，并且该刷架具有第一弹簧，第一弹簧在容纳室的延伸方向上按压碳刷，该方法具有以下步骤通过冲压出一个贯穿侧壁的槽在侧壁中开设一个构成第二弹簧的接片；和使该接片弯曲到容纳室中。 通过该方法能够以简单的方式成本低廉地改装没有第二弹簧的传统刷架。
在下面借助图描述本发明。该图仅仅是示例性的并且不限制一般性的发明构思。图I示出按照本发明的刷架。
具体实施例方式由至少两个在说明书、权利要求书和/或图中公开的特征组成的所有组合都落在本发明的范围中。在图I中示出的按照本发明的刷架10被设置用于具有换向器3的电动机(未示出)。换向器3围绕旋转轴线4同心地布置。该换向器具有电触点31，电动机的不同电流分路通过这些电触点被通电。刷架10具有一个容纳室12，该容纳室被设置用于容纳碳刷2，碳刷在此示意地通过虚线表示。容纳室12具有延伸方向42，该延伸方向与一个从旋转轴线4径向地引出的方向42对齐。由此使碳刷2在径向方向42上、即在容纳室12的延伸方向42上坐置在换向器3上。在按照本发明的刷架10的在此所示的实施方式中，容纳室12大致长方体形地成形并且因此通过四个侧壁111、112、113、114形成，这些侧壁大致相互成直角地布置。在此，这四个侧壁中的三个112、113、114在这里通过一个一体地制成的冲弯件形成并且第四个侧壁111通过刷架10的一个另外的部件5的壳体壁形成。该冲弯件由金属或金属合金制成。原则上也可以实现以下实施方式，其中所有四个侧壁111、112、113、114都通过同一个冲弯件构成，或者其中这些侧壁111、112、113、114中的多个通过一个或多个另外的部件的壁构成。术语第一侧壁111和壳体壁在下面同义地使用。冲弯件布置在壳体壁111上，使得壳体壁111构成一个用于冲弯件的支撑元件。为了将碳刷2在径向方向42上压到换向器3上，设有一个第一弹簧13，它在此被构造为螺旋弹簧并且被固定在另外的部件5上。第一弹簧13具有一个带有敞开端部132的臂131，该敞开端部将碳刷2压到换向器3上。碳刷2由此大致垂直地坐置在换向器3上。碳刷2建立与布置在换向器3上的接触面31的电接触。在此，当碳刷能够在容纳室12内部来回运动、即摇摆时，碳刷强烈地受到载荷并且特别强烈地被磨损。在刷架I的面向第一弹簧13的第二侧壁112中设有一个凹部15，当碳刷2的长度由于在其面向换向器3的端部上的磨损而已经减小时，第一弹簧13的臂131配合到该凹部中。为了阻止或至少为了减少碳刷2的摇摆，设有第二弹簧14，该第二弹簧将碳刷2在此在旋转轴线4的轴向方向41上压到容纳室12的周面11上。第二弹簧14被构造为片簧，其方式是在刷架I的第三侧壁113中冲压出一个槽16，该槽穿过第三侧壁113。槽16具有两个纵向臂163和一个将纵向臂163连接起来的短臂164并且在此U形地构成，从而借助槽16构成的接片14具有两个纵边和一个横边144并且矩形地形成。在一个背离换向器3的端部141上，该接片14与刷架I的第三侧壁113 —体地连接。因此，第二弹簧14在此是刷架10的第三侧壁113的一部分。横边144布置在一个面向换向器3的端部上，使得接片14在那里具有一个敞开端部142。接片14此外被这样地弯曲，使得它以其敞开端部142延伸到容纳室12中。在此，接片14在其敞开端部142上的偏转大于在与该敞开端部相对置的、与第三侧壁113—体地连接的端部141上的偏转。这具有优点，即在敞开端部142上更多地阻止了碳刷2相对于容纳室12的相对运动。
在所示的实施方式中，接片14具有一个片簧面，该片簧面通过一个在径向方向42上延伸的线和一个在相切方向43上延伸的线撑开。因此,一个插入到容纳室12中的碳刷2在径向方向42上沿着接片14的片簧面滑动并且通过片簧面依靠接片14的复位力被压到与第三侧壁113相对置的第一侧壁111上，接片14布置在第三侧壁中。因此，在接片14的区域中，在刷架I的对容纳室12限界的周面11和布置在容纳室12中的碳刷2之间的间隙通过接片14减小，使得碳刷2无间隙地在容纳室12中被导向。接片14因此阻止在碳刷2和刷架I之间的相对运动并且减小或阻止碳刷2在容纳室12中的摇摆。为了使碳刷2不受接片14的纵边143和/或横边144的损坏，在此纵边143被弯曲成从容纳室12指出。接片14在碳刷2上的贴靠区域(未示出)由此被倒圆并且不是尖角状的。在所示的实施方式中，接片14此外大致布置在第三侧壁113的中心线6的中心。由此，它以均匀的压紧力将碳刷2压到容纳室的在相对置的第一侧壁111上的周面11上。可想到按照本发明的刷架10的其它实施方式，其中设有多个第二弹簧14。这时优选的是，这些接片(未示出)相对于中心线6对称地布置。此外优选的是，这样地设置一个或多个接片(未示出)，使得碳刷2不仅在轴向方向41上而且此外在切线方向43上被压到容纳室12的周面11上。按照本发明的具有与侧壁113 —体地、作为第二弹簧14构造的接片14的刷架10可非常成本低廉且快速地作为冲弯件制造，其方式是在冲弯件中冲压出一个槽16，使得接片14通过其敞开端部142和与敞开端部相对置并且与冲弯件一体地连接的端部141构成，并且冲弯件接下来被弯曲成刷架I的横截面形状。在冲弯件被弯曲成其横截面形状之前、期间或之后，接片14被这样地弯曲，使得它在完成时延伸到刷架I的容纳室12中。按照本发明的刷架10原则上适合于任意的电动机、尤其是直流电动机。但是它优选在手持式工具机中、例如在钻机、锤钻或冲击锤中使用。
权利要求
1.用于电动机、尤其是直流电动机的刷架(10),该刷架具有一个容纳室(12)以及一个对容纳室(12)限界的侧壁(113)，该刷架具有一个布置在容纳室(12)中的碳刷(2)和一个第一弹簧(13)，该第一弹簧在容纳室(12)的延伸方向(42)上按压碳刷(2)，其中，所述刷架(10)具有第二弹簧(14)， 其特征在于， 所述侧壁(113)具有一个贯穿侧壁的槽(16)，通过该槽构成一个接片(14)，该接片将碳刷(2)压到容纳室(12)的周面(11)上并且构成第二弹簧(14)。
2.根据权利要求I的刷架(10)，其特征在于，所述槽(16)具有两个纵向臂(163)和一个连接这些纵向臂(163)的短臂(164)。
3.根据以上权利要求之一的刷架(10)，其特征在于，所述槽(16)u形地成形。
4.根据以上权利要求之一的刷架(10)，其特征在于，所述接片(14)矩形地或舌形地成形。
5.根据以上权利要求之一的刷架(10)，其特征在于，所述侧壁(113)由金属或金属合金、尤其是由弹簧片构成。
6.根据以上权利要求之一的刷架(10)，其特征在于，所述侧壁(113)被制成为冲弯件。
7.根据以上权利要求之一的刷架(10)，其特征在于，所述接片(14)具有一个延伸到所述容纳室(12)中的敞开端部(142)。
8.根据以上权利要求之一的刷架(10)，其特征在于，所述接片(14)具有两个纵边(143)和一个横边(144)，其中，这些纵边(143)和/或该横边(144)被弯曲成从所述容纳室(12)指离。
9.电动机、尤其是直流电动机，其具有根据以上权利要求之一的刷架(10)。
10.手持式工具机、尤其是钻机、锤钻或冲击锤，其具有根据权利要求8的电动机。
11.用于改装刷架(10)的方法，该刷架具有一个容纳室(12)以及一个对容纳室(12)限界的侧壁(113)，该刷架具有碳刷(2)和第一弹簧(13)，该碳刷被设置用于布置在容纳室(12)中，该第一弹簧在容纳室(12)的延伸方向(42)上按压碳刷(2)，该方法具有以下步骤 通过冲压出一个贯穿侧壁(113)的槽(16)在侧壁(113)中开设一个构成第二弹簧的接片(14 );和 使该接片(14)弯曲到容纳室(12)中。
全文摘要
本发明涉及一种用于电动机、尤其是直流电动机的刷架，该刷架具有一个容纳室以及一个对容纳室限界的侧壁，该刷架具有一个布置在容纳室中的碳刷和一个第一弹簧，该第一弹簧在容纳室的延伸方向上按压碳刷，其中，所述刷架具有第二弹簧，所述侧壁具有一个贯穿侧壁的槽，通过该槽构成一个接片，该接片将碳刷压到周面上并且构成第二弹簧。本发明还涉及一种具有按照本发明的刷架的电动机、尤其是直流电动机，以及一种具有这样的电动机的手持式工具机。本发明还涉及一种用于改装刷架的方法。
文档编号H02K15/00GK102969824SQ201210316498
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月30日 优先权日2011年8月31日
发明者L·席米德, J·施尼茨勒, J·科阿利克 申请人:罗伯特·博世有限公司