[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kontakteinheit sowie eine
Kontakteinheit, insbesondere Bürsteneinheit, mit zumindest einem Kontaktstück, zumindest
einem Anschlussleiter und zumindest einem Dämpferelement.
[0002] Derartige Kontakteinheiten bzw. Bürsteneinheiten sind hinlänglich bekannt und werden
beispielsweise zur Kontaktierung eines Kommutators bzw. Schleifrings eines Elektromotors
verwendet. Ein Kontaktstück besteht aus im Wesentlichen Graphit mit verschiedenen
Beimischungen als Elektrodenmaterial, wobei ein Anschlussleiter als Litze ausgebildet
und im oder am Kontaktstück zur Übertragung elektrischer Energie befestigt ist. Das
Kontaktstück liegt weiter mit einer Kontaktseite am Kommutator oder Schleifring des
Elektromotors an, wobei durch eine Drehung des Kommutators bzw. Schleifrings das Kontaktstück
durch Abrieb verschlissen bzw. aufgebraucht wird. Auch wird der Verschleiß des Kontaktstücks
maßgeblich durch das so genannte Bürstenfeuer beeinflusst. Bürstenfeuer kann unter
anderem eine Verdampfung von Elektrodenmaterial des Kontaktstücks und eine weiter
den Verschleiß erhöhende Aufrauung einer Kommutatorgleitfläche zur Folge haben. Das
unerwünschte Bürstenfeuer kann beispielsweise durch Erschütterungen des Elektromotors
oder Unrundheiten des Kommutators bzw. Schleifrings verursacht werden. Um daher eventuelle
Schwingungen eines Kontaktstücks zu dämpfen und somit Bürstenfeuer zu vermeiden, werden
Kontaktstücke regelmäßig mit Dämpferelementen versehen. Die Dämpferelemente werden
auf das Kontaktstück einer Kontakteinheit, welche in einem integrierten Fertigungsverfahren
hergestellt wurde, nachträglich aufgeklebt.
[0003] Die Fertigung einer Kontakteinheit erfolgt, ausgehend von einem Kontaktstückrohling
bzw. Graphitpressformkörper, in einem Fertigungszentrum, wobei zunächst der Kontaktstückrohling
mit Bohrungen zur Aufnahme eines Anschlussleiters und gegebenenfalls einer Unterbrechungseinrichtung
bzw. eines Sensorelements versehen werden. Nachfolgend wird der Anschlussleiter in
die Bohrung eingesetzt und ein Zwischenraum zwischen dem Anschlussleiter und einer
Bohrungswandung wird mit einem Füllmaterial, so genanntem Einstampfpulver, befüllt,
wobei das Einstampfpulver während einer Befüllung vermittels eines, den Anschlussleiter
umgebenden, eine Stampfbewegung ausführenden, Röhrchens verfestigt wird. Abschließend
wird das Einstampfpulver mit einer flüssigen Abdeckmasse, eine Bohrungsöffnung zwischen
dem Anschlussleiter und dem Kontaktstück bedeckend, versiegelt. Die Abdeckmasse wird
mit Hilfe eines Zuführröhrchens dosiert appliziert, bildet zwischen dem Anschlussleiter
und einer Kontaktstückoberfläche einen Flüssigkeitsmeniskus aus und härtet abschließend
aus. Das Aufkleben eines Dämpferelements bzw. eines Dämpfungsgummis und einer das
Dämpferelement gegebenenfalls ergänzend abdeckenden Hartgewebeauflage erfolgt nun
nachfolgend der integrierten Fertigung in einem gesonderten Fertigungsschritt. Die
Kosten für das Dämpferelement bzw. dessen Applikation sind in Relation zu den Kosten
zur Herstellung einer Kontakteinheit ohne Dämpferelement vergleichsweise hoch.
[0004] Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Kontakteinheit
bzw. eine Kontakteinheit vorzuschlagen, das bzw. die eine kostengünstige Herstellung
einer Kontakteinheit mit Dämpfungseigenschaften ermöglicht.
[0005] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer Kontakteinheit mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Kontakteinheit mit den Merkmalen des Anspruchs
18 gelöst.
[0006] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Kontakteinheit, insbesondere
Bürsteneinheit, mit zumindest einem Kontaktstück, zumindest einem Anschlussleiter
und zumindest einem Dämpferelement wird zur Ausbildung des Dämpferelements eine Ausnehmung
in einer Oberfläche des Kontaktstücks erzeugt, und nachfolgend die Ausnehmung mit
einer elastisch verfestigbaren Vergussmasse zumindest teilweise verfüllt. Die Vergussmasse
wird nach der Befüllung die Ausnehmung im Wesentlichen verfestigt und bildet ein Dämpferelement
mit gummielastischen Eigenschaften aus.
[0007] Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Integration der Ausbildung des Dämpferelements
in das herkömmliche Verfahren zur Herstellung einer Kontakteinheit, ohne dass hiermit
die Notwendigkeit einer weiteren gesonderten Handhabung der Kontakteinheit bzw. eines
vorgefertigten Dämpferelements verbunden wäre, das an der Kontakteinheit appliziert
werden muß. Vielmehr wird das Dämpferelement im Zusammenhang mit der Herstellung der
Kontakteinheit ausgebildet; stellt quasi ein dem Verfahren immanentes Zwischenprodukt
dar.
[0008] Hieraus ergibt sich eine unmittelbare Kostenersparnis durch den Verzicht auf zusätzliche,
aufwendige Fertigungseinrichtungen sowie den resultierenden Zeitgewinn.
[0009] Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens kann folgende Verfahrensschritte umfassen:
- Ausbilden zumindest zweier Ausnehmungen im Kontaktstück,
- Anordnen des Anschlussleiters in einer ersten Ausnehmung,
- Befüllung der ersten Ausnehmung mit Füllmaterial,
- Aufbringen einer Abdeckmasse auf das Füllmaterial,
- Einbringen einer Vergussmasse in eine zweite Ausnehmung und Ausbildung des Dämpferelements
durch Verfestigung der Vergussmasse.
[0010] Die vorgenannten Verfahrensschritte ermöglichen die Ausbildung eines Dämpferelements
im Rahmen eines integrierten Fertigungsprozesses für eine Kontakteinheit, wodurch
die Kosten für die Herstellung der Kontakteinheit mit dem Dämpferelement gegenüber
den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erheblich gesenkt werden können.
Insbesondere durch die Ausbildung zumindest zweier Ausnehmungen im Kontaktstück kann
so eine erste Ausnehmung zur Anordnung und Befestigung des Anschlussleiters, wie bei
dem bekannten Fertigungsprozess, zur Verfügung gestellt werden. Eine zweite, ergänzende
Ausnehmung kann mit einer Vergussmasse befüllt werden, wobei die Vergussmasse nach
der Befüllung im Wesentlichen verfestigt wird und so ein Dämpferelement mit gummielastischen
Eigenschaften ausbilden kann. Erfolgt das Einbringen der Vergussmasse in die zweite
Ausnehmung zeitgleich oder unmittelbar nachfolgend dem Aufbringen der Abdeckmasse
auf das Füllmaterial, ist die Ausbildung des Dämpferelements in einem Arbeitsschritt
bzw. in einer Arbeitsposition innerhalb eines integrierten Fertigungszentrums möglich.
[0011] Ebenfalls als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Ausnehmungen in einem
Arbeitsschritt ausgebildet werden. So können die Ausnehmungen gleichzeitig oder unmittelbar
nachfolgend durch ein Material abtragendes Fertigungsverfahren, wie zum Beispiel Bohren,
Fräsen, Schleifen usw., innerhalb eines Arbeitsschrittes bzw. in einer Bearbeitungsanordnung
des Fertigungszentrums ausgebildet werden.
[0012] Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn zumindest eine weitere Ausnehmung
im Kontaktstück ausgebildet wird. Die Ausbildung der weiteren Ausnehmung kann einfach
im Fertigungsprozess integriert werden, wobei die weitere Ausnehmung zur Aufnahme
eines ergänzenden Sensorelements, Anschlussleiters oder sonstigen Einrichtungen und
Elementen im Kontaktstück dienen kann.
[0013] In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens kann in einer Ausnehmung
vor Einbringen der Vergussmasse eine Unterbrechungseinrichtung eingesetzt werden.
Eine Unterbrechungseinrichtung kann vor Erreichen einer kritischen Kontaktstückabnutzung
das Kontaktstück von einem Kommutator oder Schleifring trennen und so eine Beschädigung
des Kommutators bzw. Schleifrings durch die Kontakteinheit vermeiden. Wird für die
Ausnehmung der Unterbrechungseinrichtung eine ausreichende Tiefe im Kontaktstück vorgesehen,
kann in einem über der Unterbrechungseinrichtung verbleibenden Ausnehmungsbereich
Vergussmasse zur Ausbildung eines Dämpferelements eingebracht werden, ohne dass für
die Ausbildung des Dämpferelements eine gesonderte Ausnehmung ausgebildet werden müsste.
[0014] Wird in zwei Ausnehmungen Vergussmasse eingebracht, können gleichzeitig zwei Dämpferelemente
ausgebildet werden. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn die Kontakteinheit
relativ zu einem Druckelement angeordnet ist, welches an zwei Anlagestellen einer
Anlagenseite des Kontaktstücks auf das Kontaktstück eine Druckkraft zur Anlage der
Kontakteinheit an einen Kommutator bzw. Schleifring ausübt.
[0015] In einer Ausführungsform des Verfahrens kann eine weitere Ausnehmung im Kontaktstück
ausgebildet werden, in der ein Sensorelement angeordnet wird. Die Kontakteinheit kann
so im Rahmen des laufenden Fertigungsprozesses einfach mit einem zusätzlichen Sensorelement,
beispielsweise zur Erkennung einer Kontaktstückabnutzung, ausgestattet werden.
[0016] In einer Ausführungsform des Verfahrens kann eine weitere Ausnehmung im Kontaktstück
ausgebildet werden, in der ein weiterer Anschlussleiter angeordnet wird. Die Kontakteinheit
verfügt dann über zumindest zwei Anschlussleiter, welche eine besonders sichere Kontaktierung
des Kontaktstücks gewährleisten.
[0017] Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn zumindest eine Ausnehmung als Bohrung
ausgebildet wird. Ein Bohrungsdurchmesser kann besonders einfach an einen Durchmesser
eines Anschlussleiters, einer Unterbrechungseinrichtung oder eines Sensorelements
angepasst werden. Darüber hinaus ist eine Bohrung besonders kostengünstig und einfach
herstellbar.
[0018] Wird eine Ausnehmung zumindest teilweise als Kreisring ausgebildet, kann im Kreisring
bzw. in Kreisringabschnitten Vergussmasse zur Ausbildung eines oder mehrerer Dämpferelemente
eingebracht werden. Eine, einem mittleren Kreisringdurchmesser angepasste Spiralfeder
kann so als Druckelement in die kreisringförmige Ausnehmung im Kontaktstück eingesetzt
werden, wobei die Spiralfeder in vorteilhafter Weise formschlüssig am Kontaktelement
positioniert wird.
[0019] In einer Ausführungsform des Verfahrens kann zumindest eine Ausnehmung als Langloch
ausgebildet werden. Ein Langloch kann besonders einfach vermittels eines Sägeblatts,
Schaft- oder Scheibenfräsers im Kontaktstück ausgebildet werden. Auch kann mit einem
Langloch ein Großteil einer Oberfläche der Anlageseite der Kontakteinheit zur Ausbildung
eines Dämpferelements mit relativ großer Oberfläche genutzt werden.
[0020] Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Ausnehmung mit einem kreissegmentförmigen
Querschnitt ausgebildet wird. So kann die Ausnehmung dann entlang einer Längsachse
der Anlageseite des Kontaktstücks oder auch in Richtung einer Querachse ausgebildet
werden, wobei auf einer Bodenfläche der Ausnehmung die Vergussmasse teilweise aufgebracht
wird. Bei entsprechender Viskosität und Kohäsion der Vergussmasse kann darüber hinaus
ein seitliches Austreten der Vergussmasse aus der Ausnehmung verhindert werden, wobei
die Vergussmasse dann als ein Tropfen zu einem Dämpferelement verfestigt werden kann.
Auch kann der kreissegmentförmige Querschnitt der Ausnehmung eine besonders sichere
Aufnahme eines Druckelements wie zum Beispiel eines Druckfingers ermöglichen.
[0021] Wird die Abdeckmasse und die Vergussmasse in einem Arbeitsschritt appliziert, beispielsweise
vermittels verschiedener Applikationsorgane, welche relativ zum Kontaktstück positioniert
werden, kann die Kontakteinheit mit besonders großer Zeitersparnis und mit geringem
Ergänzungsaufwand eines Fertigungszentrums ausgebildet werden.
[0022] Unter Ausnutzung der Viskosität und der Kohäsion der Vergussmasse kann eine Menge
Vergussmasse in die Ausnehmung eingebracht werden, derart, dass eine Anlageseite des
Kontaktstücks von der Vergussmasse überragt wird. Das dann durch Verfestigung ausgebildete
Dämpferelement überragt dann ebenfalls die Anlageseite. Eine Kontaktpaarung zwischen
Dämpferelement und einem Druckelement kann dann besonders einfach ausgebildet werden.
[0023] Wird die Vergussmasse vor deren Verfestigung zu einem Dämpferelement mit einem Auflageelement
versehen, kann die Kontakteinheit zusätzlich mit einem Auflageelement ausgestattet
werden, ohne dass hierzu ein gesonderter Arbeitsschritt, wie zum Beispiel eine Verklebung
des Auflageelements, notwendig wäre. Das Auflageelement kann im Wesentlichen das Kontaktstück
zumindest teilweise flächig überdecken, wobei zwischen dem Auflageelement und dem
Kontaktstück ein Spalt verbleibt der zumindest teilweise von der Vergussmasse bzw.
dem Dämpferelement ausgefüllt wird.
[0024] In einer Ausführungsform des Verfahrens kann als Abdeckmasse Vergussmasse verwendet
werden. Somit kann auf den Arbeitsschritt des Aufbringens der Abdeckmasse verzichtet
werden, was den Fertigungsaufwand weiter reduziert. Die Vergussmasse erfüllt in diesem
Fall die Funktion der Abdeckmasse.
[0025] In einer weiteren Ausführungsform kann als Vergussmasse Silikon verwendet werden.
Silikon kann in der erforderlichen Viskosität und Menge kostengünstig zur Verfügung
gestellt werden. Weiter kann eine Verfestigung des Silikon selbständig erfolgen, wobei
das Silikon dennoch ausreichend elastisch bleiben kann, um als Dämpferelement zu wirken.
[0026] Die erfindungsgemäße Kontakteinheit, insbesondere Bürsteneinheit, weist zumindest
ein Kontaktstück mit zumindest einem Anschlussleiter und zumindest einem Dämpferelement
auf, wobei zur Ausbildung des Dämpferelements eine Ausnehmung in einer Oberfläche
des Kontaktstücks ausgebildet ist, und die Ausnehmung mit einer elastisch verfestigten
Vergussmasse zumindest teilweise verfüllt ist. Eine derart ausgebildete Kontakteinheit
ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung derselben, da das
Dämpferelement nicht gesondert aufgeklebt werden muss.
[0027] In einer vorteilhaften Ausführungsform der Kontakteinheit können in dem Kontaktstück
zumindest zwei Ausnehmungen ausgebildet sein, wobei dann der Anschlussleiter in einer
ersten Ausnehmung angeordnet sein kann, die erste Ausnehmung mit Füllmaterial befüllt
sein kann, auf das Füllmaterial eine Abdeckmasse aufgebracht sein kann, und wobei
in eine zweite Ausnehmung Vergussmasse zur Ausbildung des Dämpferelements eingebracht
und verfestigt sein kann. So ist im Rahmen einer integrierten Fertigung der Kontakteinheit,
durch Ausbilden einer zusätzlichen Ausnehmung, Einbringen einer Vergussmasse in die
Ausnehmung sowie deren Verfestigung am Kontaktstück, ein Dämpferelement besonders
kostengünstig ausbildbar.
[0028] In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform einer Kontakteinheit können die
erste und die zweite Ausnehmung auf einer gemeinsamen Mittenachse angeordnet sein.
Beide Ausnehmungen können dann in einem Arbeitsgang einfach gefertigt werden, da die
Positionierungen der Ausnehmungen am Kontaktstück nicht wesentlich voneinander abweichen.
[0029] In einer Weiterbildung der Ausführungsform kann die erste und die zweite Ausnehmung
konzentrisch angeordnet sein. Beide Ausnehmungen können dann in einer einzigen Arbeitsbewegung
mit beispielsweise einem Bohrer bzw. Fräser in Form eines Zapfensenkers in das Kontaktstück
eingebracht werden. Eine erste untere Ausnehmung mit einem relativ zu einer zweiten
oberen Ausnehmung kleineren Durchmesser kann dann zur Aufnahme eines Anschlussleiters
dienen, wobei nach einer Befestigung des Anschlussleiters die zweite obere Ausnehmung
mit Vergussmasse befüllbar ist. Ein den Anschlussleiter umgebendes Dämpferelement
kann so besonders einfach ausgebildet werden.
[0030] In einer Ausführungsform können die erste Ausnehmung an einer Seitenfläche und die
zweite Ausnehmung an einer Anlageseite des Kontaktstücks angeordnet sein. So ist eine
an verschiedenste Einbausituationen angepasste Kontakteinheit ausbildbar. Insbesondere
der Anschlussleiter kann an der Seitenfläche des Kontaktstücks angeordnet werden,
wobei dann die zweite Ausnehmung an der Anlageseite des Kontaktstücks zur Ausbildung
bzw. Anordnung des Dämpferelements dienen kann. Die Anlageseite des Kontaktstücks
wird dann nicht von eine Kontaktpaarung mit einem Druckelement eventuell störenden
Leitern durchbrochen.
[0031] Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Kontakteinheit eine Mehrzahl
von Kontaktstücken aufweist. Die Kontakteinheit kann dann vermittels untereinander
an Seitenflächen verklebten Kontaktstücken gebildet sein. So können mehrteilige Kontakteinheiten
mit den aus dem Stand der Technik bekannten vorteilhaften Wirkungen derartiger Kontakteinheiten
ausgebildet werden.
[0032] Weitere vorteilhafte Ausführungsformen einer Kontakteinheit ergeben sich aus den
Merkmalsbeschreibungen der auf die Verfahrensansprüche 1 bis 14 rückbezogenen Unteransprüche.
[0033] Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher
erläutert.
[0034] Es zeigen:
- Fig. 1
- eine erste Ausführungsform einer Kontakteinheit aus dem Stand der Technik in einem
Längsschnitt;
- Fig. 2
- eine zweite Ausführungsform einer Kontakteinheit aus dem Stand der Technik in einem
Längsschnitt;
- Fig. 3
- eine dritte Ausführungsform einer Kontakteinheit in einer räumlichen Teildarstellung;
- Fig. 4
- die dritte Ausführungsform der Kontakteinheit in einem Längsschnitt;
- Fig. 5
- eine vierte Ausführungsform einer Kontakteinheit in einer räumlichen Teildarstellung;
- Fig. 6
- die vierte Ausführungsform der Kontakteinheit in einem Längsschnitt;
- Fig. 7
- eine fünfte Ausführungsform einer Kontakteinheit in einer räumlichen Teildarstellung;
- Fig. 8
- die fünfte Ausführungsform der Kontakteinheit in einem Längsschnitt;
- Fig. 9
- eine sechste Ausführungsform einer Kontakteinheit in einer räumlichen Teildarstellung;
- Fig. 10
- die sechste Ausführungsform der Kontakteinheit in einem Längsschnitt;
- Fig. 11
- eine siebte Ausführungsform einer Kontakteinheit in einer räumlichen Teildarstellung;
- Fig. 12
- die siebte Ausführungsform der Kontakteinheit in einem Längsschnitt;
- Fig. 13
- eine achte Ausführungsform einer Kontakteinheit in einer räumlichen Teildarstellung;
- Fig. 14
- die achte Ausführungsform einer Kontakteinheit in einem Längsschnitt,
- Fig. 15
- eine neunte Ausführungsform einer Kontakteinheit in einer räumlichen Teildarstellung;
- Fig. 16
- die neunte Ausführungsform der Kontakteinheit in einem Längsschnitt;
- Fig. 17
- eine zehnte Ausführungsform einer Kontakteinheit in einer räumlichen Teildarstellung;
- Fig. 18
- die zehnte Ausführungsform der Kontakteinheit in einem Längsschnitt;
- Fig. 19
- eine elfte Ausführungsform einer Kontakteinheit in einer räumlichen Teildarstellung;
- Fig. 20
- die elfte Ausführungsform der Kontakteinheit in einem Längsschnitt;
- Fig. 21
- eine zwölfte Ausführungsform einer Kontakteinheit in einem Längsschnitt;
- Fig. 22
- eine dreizehnte Ausführungsform einer Kontakteinheit in einem Längsschnitt;
- Fig. 23
- eine vierzehnte Ausführungsform einer Kontakteinheit in einem Längsschnitt.
[0035] Fig. 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Kontakteinheit 10, die aus einem Kontaktstück
11, einem Anschlussleiter 12 und einem Dämpferelement 13 gebildet ist. Ein Litzenende
14 des Anschlussleiters 12 ist in einer als Bohrung 15 ausgebildeten Ausnehmung im
Kontaktstück 11 eingesetzt, wobei ein Ringspalt 16 zwischen dem Litzenende 14 und
einer Bohrungswandung 17 mit Einstampfpulver 18 verfüllt ist. Das Einstampfpulver
18 wurde während der Verfüllung komprimiert, derart, dass das Litzenende 14 nunmehr
fest mit dem Kontaktstück 11 verbunden ist. Im Bereich einer Bohrungsöffnung 19 der
Bohrung 15 ist eine Abdeckmasse 20 auf eine Seitefläche 21 des Kontaktstücks 11, das
Einstampfpulver 18 und die Bohrungsöffnung 19 überdeckend, aufgebracht. Da die Abdeckmasse
20 zunächst im flüssigen Zustand appliziert wurde, ist zwischen der Seitefläche 21
und dem Litzenende 14 die Abdeckmasse 20 mit einer meniskenförmigen Oberfläche 22
ausgebildet. Nach dem Applizieren der Abdeckmasse 20 erfolgte eine selbstständige
Verfestigung derselben. Auf einer Anlageseite 23 des Kontaktstücks 11 ist vermittels
einer Kleberschicht 24 das Dämpferelement 13 fixiert. Ein hier nicht dargestelltes
Druckelement, wie beispielsweise eine Feder oder ein federkraftbetätigter Druckfinger
eines Bürstenhalters, kann auf das aus einem gummiartigen Werkstoff bestehenden Dämpferelement
13 eine Druckkraft ausüben. Das Kontaktstück 11 wird dann in Richtung der Feildarstellung
mit einer Kontaktseite 25 auf eine hier nicht gezeigte Lauffläche eines Kommutators
bzw. Schleifrings zur Übertragung elektrischer Energie gedrückt. Erfolgt nun von aufgrund
beispielsweise Unrundheiten des Kommutators ein Lösen der Kontakteinheit 10 vom Kommutator,
wird vermittels des Dämpferelements 13 ein Schwingen der Kontakteinheit 10 relativ
zum Kommutator im Wesentlichen verhindert, wodurch ein unerwünschtes Bürstenfeuer
vermieden wird.
[0036] Eine ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannte Ausführungsform einer Kontakteinheit
26 ist in
Fig. 2 dargestellt. Ein Kontaktstück 27 ist hier mit als Bohrungen 28, 29 und 30 ausgebildeten
Ausnehmungen versehen, wobei in der Bohrung 28 ein Sensorelement 31 mit einem Sensorleiter
32, in der Bohrung 29 ein Anschlussleiter 33 und in der Bohrung 30 eine Unterbrechungseinrichtung
34 angeordnet ist. Eine Anlageseite 35 des Kontaktstücks 27 abdeckend ist ein Dämpferelement
36, den Sensorleiter 32 und den Anschlussleiter 33 umgebend, vermittels einer Kleberschicht
37 auf der Anlagenseite 35 befestigt. Das Sensorelement 31 dient einer Erkennung eines
Verschleißzustandes des Kontaktstücks 27, wobei bei Kontakt einer Endisolierung 38
des Sensorelements 31 mit beispielsweise einem Kommutator ein Erreichen des betreffenden
Verschleißzustandes signalisiert wird. Die Unterbrechungseinrichtung 34 weist einen
Abschaltstift 39, eine Schraubendruckfeder 40 und eine Trennplatte 41 auf. Bei einem
Verschleiß des Kontaktstücks 27 bis hin zu einem Boden 42 der Bohrung 30 drückt die
Schraubendruckfeder 40 den Abschaltstift 39 aus der Bohrung 30 heraus und hebt so
das Kontaktstück 27 von beispielsweise einem Kommutator ab, was eine Abschaltung des
entsprechenden Gerätes bewirkt, und wodurch eine Beschädigung des Kommutators durch
einen übermäßigen Verschleiß des Kontaktstücks 27 verhindert wird. Weiter ist die
Bohrung 30 in einem Bereich zwischen der Trennplatte 41 und der Kleberschicht 37 mit
Einstampfpulver 43 befüllt. Auf diese Befüllung kann je nach Ausführung einer Kontakteinheit
auch verzichtet werden.
[0037] Bei den in den
Fig. 3 bis
23 gezeigten Ausführungsformen einer Kontakteinheit entspricht die Ausbildung der jeweiligen
Anschlussleiter, Sensorelemente bzw. Unterbrechungseinrichtungen im Wesentlichen den
in den
Fig. 1 und
2 beschriebenen Ausgestaltungen derselben.
[0038] Die
Fig. 3 und
4 zeigen eine Kontakteinheit 44 mit einem Anschlussleiter 45, der in einer als Bohrung
46 ausgebildete Ausnehmung eingesetzt und vermittels Einstampfpulver 47 und Abdeckmasse
48 darin befestigt ist. Eine zweite als Bohrung 49 ausgebildete Ausnehmung ist mit
einer ein Dämpferelement 50 ausbildenden Vergussmasse befüllt. Das Dämpferelement
50 umgibt dabei den Anschlussleiter 45, wodurch eine zusätzliche Fixierung des Anschlussleiters
am Kontaktstück 51 erreicht wird. Eine hier nicht gezeigte Druckfeder, zur Ausübung
einer Druckkraft auf die Kontakteinheit 44 kann mit dem Dämpferelement 50, den Anschlussleiter
45 umgebend, zur Anlage gebracht werden.
[0039] Wie aus den
Fig. 5 und
6 hervorgeht weist eine Kontakteinheit 52 in einem Kontaktstück 53 drei Bohrungen 54,
55 und 56 auf, wobei in die Bohrung 55 ein Anschlussleiter 57 und in die Bohrung 56
eine Unterbrechungseinrichtung 58 eingesetzt ist. Die Bohrung 54 sowie ein über der
Unterbrechungseinrichtung 58 verbleibender Bohrungsabschnitt 59 der Bohrung 56 ist
jeweils mit aus in die Bohrungen 54 und 56 eingebrachte Vergussmasse ausgebildeten
Dämpferelementen 60 bzw. 61 versehen. Aufgrund einer Kohäsion der Vergussmasse überragen
die Dämpferelemente 60 und 61 eine Anlageseite 62 des Kontaktstücks 53. Die Dämpferelemente
60 und 61 können so mit einem hier nicht gezeigten Druckelement in Kontakt gebracht
werden.
[0040] Die
Fig. 7 und
8 zeigen eine Kontakteinheit 63 bei der in einem Kontaktstück 64 zwei Bohrungen 65
und 66 ausgebildet sind. In die Bohrung 65 ist ein Anschlussleiter 67 eingesetzt und
in die Bohrung 66 ist ein Dämpferelement 68 vermittels Einbringen und Verfestigen
von Vergussmasse eingebracht. Das Dämpferelement 68 überragt eine Anlageseite 69 des
Kontaktstücks 64 und ist im Wesentlichen im Flächenschwerpunkt der Anlageseite 69
angeordnet.
[0041] Die
Fig. 9 und
10 zeigen eine Kontakteinheit 70 mit einem Kontaktstück 71, wobei in dem Kontaktstück
71 eine kreisringförmige Ausnehmung 72 ausgebildet ist. Ein Anschlussleiter 73 ist
in einer als Bohrung 74 ausgebildeten Ausnehmung befestigt. Die Ausnehmung 72 ist
rotationssymmetrisch zur Bohrung 74 angeordnet und bildet so einen Zapfen 75 des Kontaktstücks
71 aus. In Segmenten 76 und 77 der Ausnehmung 72 ist jeweils ein Dämpferelement 78
bzw. 79 vermittels Einbringen und Verfestigung von Vergussmasse ausgebildet. Eine
hier nicht dargestellte Druckfeder kann so den Zapfen 75 umgebend in die Ausnehmung
72 eingesetzt und in dieser gehaltert werden, wobei eine Dämpfung vermittels der Dämpferelemente
78 bzw. 79 erfolgt.
[0042] Die
Fig. 11 und
12 zeigen eine Kontakteinheit 80 mit einem Kontaktstück 81 bei dem eine Ausnehmung als
Bohrung 82 und zwei weitere Ausnehmungen 83 bzw. 84 mit einem kreissegmentförmigen
Querschnitt ausgebildet sind. In den Ausnehmungen 83 und 84 sind jeweils tropfenförmige
Dämpferelemente 85 und 86 angeordnet, wobei eine entsprechende Viskosität der die
Dämpferelemente 85 bzw. 86 ausbildenden Vergussmasse ein Ausfließen der Vergussmasse
aus den Ausnehmungen 83 und 84 vor deren Verfestigung verhindert. Die gezeigte Anordnung
der Dämpferelemente 85 und 86 eignet sich insbesondere zur Verwendung von beispielsweise
Druckfingern als Druckelement.
[0043] Die
Fig. 13 und
14 zeigen eine vereinfachte Darstellung einer Kontakteinheit 87 mit einem Kontaktstück
88 und einem Dämpferelement 89. Mögliche Anordnungspositionen 90 und 91 eines hier
nicht gezeigten Anschlussleiters sind durch Strichpunktlinien entsprechend einer Anschlussleitermittenachse
angedeutet. Die Ausbildung einer Ausnehmung für den Anschlussleiter ist ebenfalls
nicht dargestellt. Eine Ausnehmung ist hier als Langloch 92 mit einem kreissegmentförmigen
Querschnitt im Kontaktstück ausgebildet. Das Langloch 92 wird dabei vollständig von
dem Dämpferelement 89 ausgefüllt.
[0044] In den
Fig. 15 und
16 ist eine Kontakteinheit 93 mit einem Kontaktstück 94 dargestellt, bei dem in Längsrichtung
einer Anlageseite 95 eine Ausnehmung 96 mit einem kreissegmentförmigen Querschnitt
ausgebildet ist. In der Ausnehmung 96 ist ein tropfenförmiges Dämpferelement 97 aus
verfestigter Vergussmasse ausgebildet.
[0045] Die
Fig. 17 und
18 zeigen eine Kontakteinheit 98 mit einem Kontaktstück 99, wobei in einer Anlageseite
100 des Kontaktstücks 99 eine langlochförmige Ausnehmung 101 mit einem darin vergossenen
Dämpferelement 102 ausgebildet ist. Die Ausnehmung 101 kann beispielsweise mit einem
Schaftfräser ausgebildet sein, wobei am Kontaktstück 99 eine Umfangswandung 103 die
Ausnehmung 101 zur Aufnahme von Vergussmasse begrenzt. Das Dämpferelement 102 kann
so eine Oberfläche 104 ausbilden, welche die Anlageseite 100 überragt.
[0046] Die
Fig. 19 und
20 zeigen eine Kontakteinheit 105 mit einem Kontaktstück 106, Dämpferelementen 107 und
108 in Ausnehmungen 109 bzw. 110 sowie ein auf die Ausnehmungen 109 und 110 aufgebrachtes
Auflageelement 111. Die Ausnehmungen 109 und 110 wurden mit einer Menge Vergussmasse
befüllt, die jeweils eine Anlageseite 112 des Kontaktstücks 106 überragt. Auf der
noch nicht vollständig verfestigten Vergussmasse wurde das Auflageelement 101 positioniert,
derart, dass ein Dämpfungsspalt 113 zwischen der Anlageseite 112 des Kontaktstücks
106 und dem Auflageelement 111 bei Verfestigung der Vergussmasse verbleibt. Das Auflageelement
111 weist weiter eine Durchgangsbohrung 114 auf durch die ein Anschlussleiter 115
hindurch geführt ist.
[0047] Die
Fig. 21 zeigt eine Kontakteinheit 116 bei der in einem Kontaktstück 117 Bohrungen 118, 119
und 120 zur Aufnahme eines Sensorelements 121, eines Litzenendes 122 und einer Unterbrechungseinrichtung
123 ausgebildet sind. Einen Anschlussleiter 124 umgebend, ist eine Ausnehmung 125
zur Aufnahme eines Dämpferelements 126 ausgebildet.
[0048] Eine Kontakteinheit 127 mit einem Kontaktstück 128 ist in
Fig. 22 dargestellt. In Bohrungen 129 und 130 ist jeweils ein Litzenende 131 bzw. 132 sowie
in einer Bohrung 133 eine Unterbrechungseinrichtung 134 aufgenommen. Oberhalb der
Bohrung 133 ist eine Ausnehmung 135 zur Aufnahme eines Dämpferelements 136 ausgebildet.
Das Dämpferelement 136 verschließt die Bohrung 133 derart, dass die Unterbrechungseinrichtung
134 in der Bohrung 133 sicher befestigt wird und auf die Verwendung von Einstampfpulver
verzichtet werden kann.
[0049] Fig. 23 zeigt eine Kontakteinheit 137 bei der in einem Kontaktstück 138 Bohrungen 139, 140
und 141 ausgebildet sind, und in denen jeweils ein Sensorelement 142, eine Unterbrechungseinrichtung
143 bzw. ein Litzenende 144 angeordnet ist. Oberhalb der Bohrungen 139, 140 und 141
ist eine kreissegmentförmige Ausnehmung 145 ausgebildet, wobei in der Ausnehmung 145
ein Dämpferelement 146 angeordnet ist, welches einen Sensorleiter 147 des Sensorelements
142 und einen Anschlussleiter 148 umgibt sowie die Bohrung 140 der Unterbrechungseinrichtung
143 abdeckend verschließt.
1. Verfahren zur Herstellung einer Kontakteinheit (44, 52, 63, 70, 80, 87, 93, 98, 105,
116, 127, 137), insbesondere Bürsteneinheit, mit zumindest einem Kontaktstück (51,
53, 64, 71, 81, 88, 94, 99, 106, 117, 128, 138), zumindest einem Anschlussleiter (45,
57, 67, 73, 115, 124, 148) und zumindest einem Dämpferelement (50, 60, 61, 68, 78,
79, 85, 86, 89, 97, 102, 107, 108, 126, 136, 146),
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Ausbildung des Dämpferelements eine Ausnehmung (72, 83, 84, 96, 101, 109, 110,
125, 135, 145) in einer Oberfläche des Kontaktstücks erzeugt wird und nachfolgend
die Ausnehmung mit einer elastisch verfestigbaren Vergussmasse zumindest teilweise
verfüllt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch,
die Verfahrensschritte:
- Ausbilden zumindest zweier Ausnehmungen (72, 83, 84, 96, 101, 109, 110, 125, 135,
145) im Kontaktstück (51, 53, 64, 71, 81, 88, 94, 99, 106, 117, 128, 138),
- Anordnen des Anschlussleiters (45, 57, 67, 73, 115, 124, 148) in einer ersten Ausnehmung,
- Befüllung der ersten Ausnehmung mit Füllmaterial (47),
- Aufbringen einer Abdeckmasse (48) auf das Füllmaterial,
- Einbringen einer Vergussmasse in eine zweite Ausnehmung und Ausbildung des Dämpferelements
(50, 60, 61, 68, 78, 79, 85, 86, 89, 97, 102, 107, 108, 126, 136, 146) durch Verfestigung der Vergussmasse.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ausnehmungen (72, 83, 84, 96, 101, 109, 110, 125, 135, 145) in einem Arbeitsschritt
ausgebildet werden.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine weitere Ausnehmung (72, 83, 84, 96, 101, 109, 110, 125, 135, 145)
im Kontaktstück (51, 53, 64, 71, 81, 88, 94, 99, 106, 117, 128, 138) ausgebildet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einer Ausnehmung vor Einbringen der Vergussmasse eine Unterbrechungseinrichtung
(58, 123, 134, 143) eingesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass in zwei Ausnehmungen (83, 84, 109, 110) Vergussmasse eingebracht wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine weitere Ausnehmung ausgebildet wird, in der ein Sensorelement (121, 142) angeordnet
wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine weitere Ausnehmung ausgebildet wird, in der ein weiterer Anschlussleiter angeordnet
wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine Ausnehmung als Bohrung (46, 49, 54, 55, 56, 65, 66, 74, 82, 118, 119,
120, 129, 130, 133, 139, 140, 141) ausgebildet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Ausnehmung (72) zumindest teilweise als Kreisring ausgebildet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine Ausnehmung als Langloch (92) ausgebildet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ausnehmung (83, 84, 96, 145) mit einem kreissegmentförmigen Querschnitt ausgebildet
wird.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abdeckmasse (48) und die Vergussmasse in einem Arbeitsschritt appliziert werden.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Menge Vergussmasse in die Ausnehmung (96, 101, 109, 110) eingebracht wird, derart,
dass eine Anlageseite (62, 69, 95, 100, 112) des Kontaktstücks (53, 64, 94, 99, 106)
von der Vergussmasse überragt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vergussmasse vor deren Verfestigung mit einem Auflageelement (111) versehen wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Abdeckmasse (48) Vergussmasse verwendet wird.
17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Vergussmasse Silikon verwendet wird.
18. Kontakteinheit (44, 52, 63, 70, 80, 87, 93, 98, 105, 116, 127, 137), insbesondere
Bürsteneinheit, hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
mit zumindest einem Kontaktstück (51, 53, 64, 71, 81, 88, 94, 99, 106, 117, 128, 138),
zumindest einem Anschlussleiter (45, 57, 67, 73, 115, 124, 148) und zumindest einem
Dämpferelement (50, 60, 61, 68, 78, 79, 85, 86, 89, 97, 102, 107, 108, 126, 136, 146),
wobei zur Ausbildung des Dämpferelements eine Ausnehmung (72, 83, 84, 96, 101, 109,
110, 125, 135, 145) in einer Oberfläche des Kontaktstücks ausgebildet ist, und die
Ausnehmung mit einer elastisch verfestigten Vergussmasse zumindest teilweise verfüllt
ist.
19. Kontakteinheit nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Kontaktstück (51, 53, 64, 71, 81, 88, 94, 99, 106, 117, 128, 138) zumindest
zwei Ausnehmungen (72, 83, 84, 96, 101, 109, 110, 125, 135, 145) ausgebildet sind,
der Anschlussleiter (45, 57, 67, 73, 115, 124, 148) in einer ersten Ausnehmung angeordnet
ist, die erste Ausnehmung mit Füllmaterial (47) befüllt ist, auf das Füllmaterial
eine Abdeckmasse (48) aufgebracht ist, und wobei eine in eine zweite Ausnehmung eingebrachte
und verfestigte Vergussmasse das Dämpferelement (50, 60, 61, 68, 78, 79, 85, 86, 89,
97, 102, 107, 108, 126, 136, 146) ausbildet.
20. Kontakteinheit nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste und die zweite Ausnehmung (72, 83, 84, 96, 101, 109, 110, 125, 135, 145)
auf einer gemeinsamen Mittenachse angeordnet sind.
21. Kontakteinheit nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste und die zweite Ausnehmung (72, 125, 135, 145) konzentrisch angeordnet sind.
22. Kontakteinheit nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Ausnehmung an einer Seitenfläche und die zweite Ausnehmung an einer Anlageseite
des Kontaktstücks angeordnet sind.
23. Kontakteinheit nach einem der Ansprüche 18 bis 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kontakteinheit eine Mehrzahl von Kontaktstücken (51, 53, 64, 71, 81, 88, 94,
99, 106, 117, 128, 138) aufweist.