Die Erfindung betrifft einen Bürstenhalter für elektrische Maschinen mit mindestens einer als Arbeitsspeicher dienenden Rollfeder, deren Federwickel in einem über der Bürste angeordneten und nur in Richtung der Bürstenhöhe beweglichen Schlitten gelagert ist, der mindestens ein zwischen Federwickel und Bürstenkopf befindliches, elektrisch leitendes Druckstück aufweist.
Obwohl derartige Bürstenhalter, welche für armaturlose Bürsten geeignet sind, gegen externe mechanische Erregung in Form von periodischen und aperiodischen Schwingungen und Stössen durch die fehlenden Gelenke und Hebel bereits in wesentlich geringerem Umfang empfindlicher sind als Bürstenhalter mit Ein- oder Mehr-Gelenk-Drucksystemen, bleiben Störungen des Kräfteplans an der Bürste bestehen, wenn das Druckstück bzw. der Schlitten in der Lage sind, tan gentiale Bewegungen, und sei es nur im Rahmen der normalen Arbeitsspiele, auszuführen. Zum anderen wird das im Schlitten angeordnete Gummipolster, das die radiale Bewegung der Bürsten aufnehmen soll, wirkungslos bleiben, wenn die notwendige Gegenkraft, die eine gleichzeitige Verschiebung des Gummipolsters bzw. des Schlittens verhindern soll, nicht ausreichend gross ist.
Diese Gegenkraft wird im vorliegenden Fall durch die Rollfeder erzeugt, wobei für ihre Dimensionierung aber notwendigerweise und vordringlich andere als die vorgenannten Gesichtspunkte gelten müssen.
Bürstenhalter, bei denen als Arbeitsspeicher eine oder mehrere direkt wirkende Rollfedern verwendet werden, haben den Vorteil, dass der tangentiale Bauraum klein und die statische Bürstendruck-Kennlinie günstig ist. Ferner ist die Bauform gelenklos und damit im allgemeinen auch weniger störanfällig. Diese Vorzüge einer Druckgebung mittels einer oder mehreren Rollfedern machen es wünschenswert, diese auch dort einzusetzen, wo der Bürstenhalter-Druckapparat die Funktion der Bürsten-Stromzuführung übernimmt, was insbesondere bei Traktionsmotoren zweckmässig ist.
Die hohen internen und externen mechanischen Belastungen, denen ein Bürstenkontakt an einem Traktionsmotor ausgesetzt ist, verlangen allerdings gleichzeitig, dass das den Druck auf die Kohlebürste ausübende und unter dem Druck der Arbeitsfeder stehende Druckteil eine geringe Masse und Reibung aufweist, wobei das letztgenannte Kriterium die Not wendigkeit berücksichtigt, dass das Druckteil sicher geführt wird, um Kontaktstörungen durch externe mechanische Schwingungen oder Stösse zu vermeiden. Von diesen Voraussetzungen ausgehend scheiden für die Verwendung auf Traktionsmotore alle Konstruktionen aus, bei denen die Wirkungslinie der Federkraft im grösseren Abstand oder Winkel von bzw. zu der Bürstenmittellinie verläuft. Besonders geeignet sind dagegen diejenigen Ausführungen, bei denen die Wirkungslinie der Federkraft mit der Bürstenmitte zumindest annähernd zusammenfällt.
Den Arbeitsbedingungen einer Rollfeder entsprechend tritt dies für diejenigen Konstruktionen zu, bei denen der Rollfederwickel über oder auf dem Bürstenkopf liegt und das Federende seitlich neben der Bürste befestigt ist.
Zur Anwendung dieses Prinzips wurde bereits vorgeschlagen, den Federwickel in eine mit einem Schlitz zum Herausführen des Federendes versehene metallische Hülse zu legen und an diese Stromseile zu befestigen, um den Bürstenstrom zu- bzw. ableiten zu können. Die tangentiale Führung der Hülse erfolgt durch eine Mulde im Bürstenkopf. Diese Bauform hat mechanische und thermische Mängel, weil die Hülse notwendigerweise sehr locker in der Bürstenmulde liegt, eine damit durch Beschleunigungskräfte leicht zu verändernde Lage hat und die Kontaktwärme den Federwickel stark aufheizt.
Bei einem anderen Lösungsvorschlag werden parallel zu einer oder mehreren Rollfedern der Stromableitung dienende Kupferbänder oder -litzen vom Halterkörper zu dem auf dem Bürstenkopf angeordneten, auf einer Kontaktrolle sitzenden Federwickel geführt. Die Enden der Kupferbänder oder -litzen sind mit der Kontaktrolle elektrisch leitend verbunden. Diese einfache Konstruktion ist wegen der starken Federaufheizung unausführbar.
In einer weiteren bestehenden Ausführung ist vorgesehen, dass auf den Bürstenkopf ein zylindrisches metallisches Druckstück gelegt wird, wie es von solchen Bürstenhalter Konstruktionen her bekannt ist, bei denen als Arbeitsspeicher eine Schraubenzugfeder verwendet wird, und dass in der Mitte dieses Druckstückes, unter Verwendung thermisch und elektrisch isolierender Beilagen, eine Rollfeder aufgewikkelt wird. Weil dadurch der Durzhmesser des Druckstückes an dieser Stelle grösser wird, erhält der Bürstenkopf einen entsprechenden Ausschnitt. Am Druckstück befestigte Litzen führen den Bürsten-Strom zu bzw. ab.
Diese Lösung des Problems ist deshalb noch nicht optimal, weil aus Platzgründen die Verwendung von Gummifedern zwischen Rollfederwickel und Druckstück unmöglich ist, die recht grosse Masse von Druckstück und Feder damit ungedämpft auf der Bürste liegen, und weil schliesslich der grössere Ausschnitt in der Bürste für den Federwickel nicht nur zusätzlichen Aufwand, sondern auch eine Bruchgefahr für die Kohlebürste darstellt.
Eine andere bekannte Konstruktion geht davon aus, dass die Bürste durch einen oberhalb des Bürstenkopfes angeordneten und nur in Richtung der Bürstenhöhe beweglichen Schlitten angedrückt wird, wobei in dem Schlitten der Federwickel der Rollfeder gelagert ist und ein Druckstück unterhalb des Federwickels dies von dem Bürstenkopf distanziert.
Die Führung des Schlittens erfolgt durch einen am Halterkör per oberhalb der Bürste liegenden, starr befestigten Führungskörper. Dieses Funktionsprinzip verlangt zum Ausbau der Bürste notwendigerweise einen sehr grossen Platzbedarf über dem Kommutator, ist wegen der engen Raumverhältnisse dort in Verbindung mit der zum Teil sehr schlechten Zugänglichkeit zu dem Halter schwer zu bedienen und scheidet bereits aus diesem Grund für die Verwendung auf einem Traktionsmotor aus. Weitere Gründe sind auch hier wieder die fehlenden Gummifedern zwischen dem Druckstück und dem Schlitten.
Eine ähnliche Konstruktion beinhaltet das Prinzip, dass der unter dem Druck von Rollfedern stehende Schlitten über der Bürste dureh eine kastenförmige Schlittenführung sowohl in tangentialer als auch in axialer Richtung geführt wird.
An der Schlittenunterkante sind Gummifedern angeordnet, auf denen die stromleitenden Druckstücke wirken. Die Druckstücke sind so geformt, dass sie in der Lage sind, die Bürstenköpfe in der Biirstenführung in tangentialer Richtung zu prisonieren. Obwohl diese Bauform für die Verwendung auf Traktionsmotore vorzügliche Voraussetzungen hat, ist sie, wegen des in tangentialer Richtung relativ grossen Bauraums der kastenförmigen Schlittenführung, nicht universell einsetzbar.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Bürstenhalters der eingangs genannten Art, welcher die Nachteile beste hender Ausführungen nicht aufweist.
Der erfindungsgemässe Bürstenhalter für elektrische Maschinen mit mindestens einer als Arbeitsspeicher dienenden Rollfeder, deren Federwickel in einem über der Bürste angeordneten und nur in Richtung der Bürstenhöhe beweglichen Schlitten gelagert ist, der mindestens ein zwischen Federwickel und Bürstenkopf befindliches, elektrisch leitendes Druckstück aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten einseitig neben der Bürste in einer als Schlittenträger dienenden Führungsnut geführt ist, dass das freie Ende der Rollfeder am Schlittenträger befestigt ist, der ein vom Halterkörper getrenntes, durch Federkraft im Halterkörper arretiertes Steckteil ist, das aus dem Halterkörper herausziehbar und umklappbar ist, um den Raum über der Bürstenführung für den Bürstenwechsel freizugeben.
Neben dem Vorteil dieser Art, die im verringerten Bauraumbedarf in tangentialer und radialer Richtung liegt, hat diese Ausführung den weiteren Vorteil, dass die Schlittenführung, die wie andere Teile des Traktionsbürstenhalters auch einem stärkeren Verschleiss unterliegt, ein einfaches Wechselteil wird.
Gemäss einer Ausführungsform ist am Halterkörper ein Führungs- und Befestigungsblech angeschraubt, das in Verbindung mit am Schlittenträger vorgesehenen Schwenkzapfen das Umklappen des Schlittenträgers nach dessen Auszug aus der entsprechenden Tasche im Halterkörper möglich macht.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Auflagefläche des Wickels der Rollfeder auf dem Schlitten schräg gestellt ist, derart, dass eine zur Bewegungsrichtung des Schlittens quer verlaufende Komponente der Federkraft entsteht.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Bürstenhalters anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Bürstenhalter in Seitenansicht und teilweise im Schnitt,
Fig. 2 eine Ansicht in Richtung A bei ausgebautem Schlittenträger des in Fig. 1 dargestellten Bürstenhalters,
Fig. 3 eine Ansicht in Richtung B des in Fig. 1 dargestellten Bürstenhalters,
Fig. 4 einen Schnitt durch den ausgebauten Schlittenträger des Bürstenhalters nach Fig. 1, oberhalb des Schlittens,
Fig. 5 eine Seitenansicht ähnlich Fig. 1, jedoch gemäss einer abgeänderten Ausführungsform, und
Fig. 6 einen Schnitt ähnlich Fig. 4, jedoch gemäss der Ausführungsform nach Fig. 5.
In den Fig. 1 und 2 ist eine als Zwillingsbürste ausgebildete Bürste 1 dargestellt, die in einem Halterkörper 2 gleitend geführt wird und fussseitig einen Kommutator 3 berührt. Zwei Druckstücke 4, die in Mulden 5 im Bürstenoberteil gelagert sind und die in einem Gummipolster 6 geführt werden, das im Schlitten 7 angeordnet ist, übertragen dabei den Druck einer Rollfeder 8, deren freies Ende am Schlittenträger 10 mittels eines Niets 11 befestigt ist. Der Schlittenträger 10 ist in tangentialer Richtung durch zwei Blattfedern 12 arretiert, die ihn gegen die Anlagefläche 18 am Halterkörper 2 drücken, die mittels Nieten 14 an einer Halterrückwand 13 befestigt sind.
Für die radiale Arretierung besitzt der Schlittenträger 10 an seiner Rückseite eine federnde Klinke 15 mit einem herausgestanzten Ansatz 16, mit dem sich die Klinke 15 an einem Führungs- und Befestigungsblech 17 abstützen bzw. verhaken kann. Dieses Führungsund Befestigungsblech 17 ist so geformt, dass nur ein geringes Spiel zwischen seiner Vorderkante 19 und dem Schlittenträger 10 bleibt, damit dieser sicher in eine ihm zugeordnete Öffnung im Halterkörper 2 eingeführt werden kann. In seiner Mitte weist das Führungs- und Befestigungsblech 7 eine Aussparung 20 auf, welche die Klinke 15 aufnimmt. Das Führungs- und Befestigungsblech 7 ist mittels einer Senkschraube 21 an der Halterrückwand 13 befestigt und durch die formschlüssige Anlage an der Halterrückwand 13 gesichert.
Die Klinke 15 ist mit der Rollfeder 8 zusammen an der Rückseite des Schlittenträgers 10 durch den Niet 11 befestigt und weist an ihrer Unterseite zwei Ansätze 22 mit daran angenieteten Zapfen 23 auf. Beim Herausziehen des Schlittenträgers 10 aus dem Halterkörper greifen die Zapfen 23 unter das Führungs- und Befestigungsblech 17, so dass sich der Schlittenträger 10 oberhalb des Halterkörpers derart bewegt, dass die Öffnung im Halterkörper 2 für die Bürste 1 freigelegt wird, die dadurch ein- und ausgebaut werden kann.
Im Schlittenträger 10 befinden sich zwei parallel zu Träger- und Bürstenachse verlaufende Nuten 24, in denen mit Bewegungsspiel entsprechend ausgeführte Führungsstege 25 des Schlittens 7 geführt werden. Die Bewegungsmöglichkeit des Schlittens 7 in Richtung des freien Endes der Rollfeder 8 wird begrenzt durch einen Anschlag 26, der vorzugsweise mittels des genannten Niets 11 am Federende auf den Schlittenträger 10 aufgenietet ist. Die Bewegungsmöglichkeit des Schlittens 7 in der entgegengesetzten Richtung wird durch eine Isolierkappe 27 begrenzt, die beispielsweise auf das äussere Ende des Schlittenträgers 11 aufgeklebt ist. Die Isolierkappe 27 hat an der dem Schlitten abgewendeten Seite die Form eines Griffes 28. Indem man unter diesen Griff 28 fasst, übt man gleichzeitig einen Druck auf die Klinke 15 aus und löst die Arretierung.
Die Stromzu- und -ableitung zu den Druckstücken 4 erfolgt über beidseitig neben dem Schlitten 7, durch an den Druckstücken 4 einerseits und dem Führungs- und Befestigungsblech 17 andererseits angebrachten Stromseilen 29, die mit den Druckstücken 4 und dem Führungs- und Befestigungsblech 17 verlötet oder verschweisst sind.
Bei der Ausführung nach den Fig. 5 und 6 liegt die Rollfeder 8 auf einer schräg verlaufenden Auflagefläche 31 des Schlittens 7 auf. Im Schlittenträger 10 befinden sich zwei parallel zur Träger- und Bürstenachse verlaufende Nuten 32, in denen entsprechend ausgebildete Führungsstege 30 des Schlittens 7, unter der Wirkung der Querkraft der Rollfeder 8, in tangentialer und axialer Bürstenrichtung spielfrei geführt sind. Die Bewegungsmöglichkeit des Schlittens wird durch eine Isolierkappe 27 begrenzt, die am äusseren Ende des Schlittenträgers 10 befestigt ist und an der dem Schlitten 7 abgewandten Seite einen Griff 28 zur Bedienung des Schlittenträgers aufweist.
In Fig. 5 sind die folgenden Kräfte der Rollfeder eingetragen: FN = Normalkraft FQ = Querkraft FR = Radialkraft.
Weil das Führungs- und Befestigungsblech so geformt ist, dass der Abstand am äusseren Blechende zwischen dem Blech und dem Halterkörper schmäler als der Schwenkzapfen breit ist, ist der Federträger beim Bürstenwechsel unverlierbar. Zum Ausbau des Schlittenträgers wird das Führungsund Befestigungsblech abgeschraubt.
Da ferner die Stromableitungen zu den nur mit einer Schnappverbindung in den Gummifedern des Schlittens befestigten Druckstücken am Führungs- und Befestigungsblech angenietet, gelötet oder geschweisst sind, wird auch die Stromableitung ein einfaches Wechselteil, zu dessen Demontage lediglich die Schraubverbindung am Führungs- und Befestigungsblech gelöst werden muss.
Die Isolierkappe dient zur Verhinderung von Überschlägen vom Motorgehäuse zum Schlittenträger und ist zweckmässigerweise so ausgebildet, dass sie erstens als Griff für den Schlittenträger und zweitens zur Begrenzung der Schlittenbewegung bei einem manuellen Anheben des Schlittens vom Bürstenkopf dient.
Wenn nicht die mechanische Festigkeit des Schlittenträgers, sondern seine Isolierung gegenüber umliegenden metallischen Bauteilen anderen Potentials im Vordergrund steht, kann es auch von Vorteil sein, den Schlittenträger selber aus Isoliermaterial herzustellen.
Der Schlitten sollte in jedem Fall ganz oder zumindest teilweise aus einem gut gleitfähigen Kunststoff bestehen.
Dabei ist es wichtig, dass die im Schlitten angeordneten Druckstücke in gut federnden Gummipolstern eingebettet sind. Vorzugsweise werden zwei Druckstücke pro Schlitten verwendet, die beidseitig von der Federkraftwirkungslinie liegen derart, dass der Schlitten einen Träger auf zwei Stützen bildet und damit eine stabile Lage hat.
Insbesondere bei den Ausführungen nach den Fig. 5 und 6 wurde nun, ohne Vergrösserung der Masse des Schlittens, eine spielfreie Schlittenführung und gleichzeitig eine Unterbindung der Schlittenbewegung bei den niedrigen radialen Bewegungsamplituden der Kohlebürste erreicht. Im Hinblick auf die sehr unterschiedlichen Arbeitsbedingungen, insbesondere auf den Kommutatoren von Traktionsmotoren, wurde zudem eine Anpassung der erregungsabhängigen Begrenzung der Schlittenbewegung an die jeweiligen Arbeitsbedingungen ermöglicht.
Die Querkomponente der Federkraft (Fig. 5) bewirkt, dass der Schlitten spielfrei geführt ist. Dabei tritt im Fall einer Schlittenbewegung eine der Schlittenbewegung entgegengesetzt gerichtete Reibungskraft zwischen Schlitten und Schlittenführung auf, die den gewünschten zusätzlichen Brem s- effekt am Schlitten erzeugt, und schliesslich bewirkt die schräge Auflagefläche für die Feder am Schlitten das Verkeilen des/der Federwickel zwischen Schlitten und Schlittenführung, so dass auch der/die Federwickel spielfrei gelagert ist/sind. Eine Anpassung an die verschiedenen Arbeitsbedingungen ist auf einfache Weise durch Vergrösserung oder Verkleinerung des Anstellwinkels der Federauflagefläche möglich.
The invention relates to a brush holder for electrical machines with at least one scroll spring serving as a working memory, the spring coil of which is mounted in a slide arranged above the brush and only movable in the direction of the brush height, which has at least one electrically conductive pressure piece located between the spring coil and the brush head.
Although brush holders of this type, which are suitable for brushes without fittings, are much less sensitive to external mechanical excitation in the form of periodic and aperiodic vibrations and shocks due to the missing joints and levers than brush holders with single or multi-joint pressure systems, remain Disturbances of the force plan on the brush exist when the pressure piece or the carriage are able to carry out tangential movements, even if only within the framework of normal work cycles. On the other hand, the rubber cushion arranged in the slide, which is intended to absorb the radial movement of the brushes, will remain ineffective if the necessary counterforce to prevent a simultaneous displacement of the rubber cushion or the slide is not sufficiently large.
In the present case, this counterforce is generated by the scroll spring, but for its dimensioning, considerations other than those mentioned above must necessarily and urgently apply.
Brush holders in which one or more direct-acting scroll springs are used as the main memory have the advantage that the tangential installation space is small and the static brush pressure characteristic is favorable. Furthermore, the design has no joints and is therefore generally less prone to failure. These advantages of pressure application by means of one or more constant force springs make it desirable to use them also where the brush holder pressure apparatus takes over the function of the brush power supply, which is particularly useful with traction motors.
The high internal and external mechanical loads to which a brush contact on a traction motor is exposed, however, at the same time require that the pressure part exerting the pressure on the carbon brush and under the pressure of the working spring has a low mass and friction, the latter criterion being necessity agility takes into account that the pressure part is guided safely in order to avoid contact disturbances due to external mechanical vibrations or shocks. Based on these prerequisites, all constructions in which the line of action of the spring force runs at a greater distance or angle from or to the brush center line are ruled out for use on traction motors. In contrast, those designs in which the line of action of the spring force coincides at least approximately with the center of the brush are particularly suitable.
According to the working conditions of a scroll spring, this occurs for those constructions in which the scroll spring coil lies over or on the brush head and the end of the spring is attached to the side of the brush.
To apply this principle, it has already been proposed to place the spring coil in a metallic sleeve provided with a slot for leading out the spring end and to attach it to the current cables so that the brush current can be supplied or discharged. The sleeve is guided tangentially through a recess in the brush head. This design has mechanical and thermal deficiencies because the sleeve necessarily lies very loosely in the brush trough, has a position that can be easily changed by acceleration forces and the contact heat strongly heats the spring coil.
In another proposed solution, copper strips or braids serving to conduct current are guided parallel to one or more constant force springs from the holder body to the spring coil arranged on the brush head and seated on a contact roller. The ends of the copper strips or braids are connected to the contact roller in an electrically conductive manner. This simple construction is impracticable because of the strong spring heating.
In another existing embodiment it is provided that a cylindrical metallic pressure piece is placed on the brush head, as is known from such brush holder constructions in which a coil tension spring is used as a working memory, and that in the middle of this pressure piece, using thermal and electrically insulating shims, a scroll spring is wound up. Because this increases the diameter of the pressure piece at this point, the brush head has a corresponding cutout. Strands attached to the pressure piece feed or remove the brush current.
This solution to the problem is not yet optimal because, for reasons of space, the use of rubber springs between the scroll spring coil and pressure piece is impossible, the rather large mass of pressure piece and spring are undamped on the brush, and finally because the larger cutout in the brush is for the Spring winding not only represents additional effort, but also a risk of breakage for the carbon brush.
Another known construction assumes that the brush is pressed on by a carriage arranged above the brush head and only movable in the direction of the brush height, the spring coil of the scroll spring being mounted in the carriage and a pressure piece below the spring coil spacing this from the brush head.
The carriage is guided by a rigidly attached guide body located on the Halterkör above the brush. This functional principle requires a very large amount of space above the commutator to remove the brush, is difficult to use because of the tight space there in connection with the sometimes very poor accessibility to the holder and for this reason alone cannot be used on a traction motor . Further reasons are again the missing rubber springs between the pressure piece and the carriage.
A similar construction includes the principle that the slide, which is under the pressure of constant springs, is guided over the brush by a box-shaped slide guide in both tangential and axial directions.
On the lower edge of the slide there are rubber springs on which the conductive pressure pieces act. The pressure pieces are shaped so that they are able to trap the brush heads in the brush guide in a tangential direction. Although this design has excellent requirements for use on traction motors, it cannot be used universally because of the relatively large installation space in the tangential direction of the box-shaped slide guide.
The purpose of the invention is to create a brush holder of the type mentioned, which does not have the disadvantages of the best existing designs.
The brush holder according to the invention for electrical machines with at least one scroll spring serving as a working memory, the spring coil of which is mounted in a carriage arranged above the brush and only movable in the direction of the brush height, which has at least one electrically conductive pressure piece located between the spring coil and the brush head, is characterized that the carriage is guided on one side next to the brush in a guide groove serving as a carriage carrier, that the free end of the scroll spring is attached to the carriage carrier, which is a plug-in part that is separated from the holder body and locked in the holder body by spring force, which can be pulled out of the holder body and folded over to free the space above the brush guide for brush changes.
In addition to the advantage of this type, which is the reduced space requirement in the tangential and radial direction, this design has the further advantage that the slide guide, which, like other parts of the traction brush holder, is also subject to greater wear, becomes a simple interchangeable part.
According to one embodiment, a guide and fastening plate is screwed onto the holder body, which, in conjunction with pivot pins provided on the slide carrier, enables the slide carrier to be folded over after it has been pulled out of the corresponding pocket in the holder body.
In a further embodiment it is provided that the bearing surface of the coil of the scroll spring on the slide is inclined in such a way that a component of the spring force that runs transversely to the direction of movement of the slide is produced.
Embodiments of the brush holder according to the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:
1 shows a brush holder in side view and partially in section,
FIG. 2 shows a view in direction A with the slide carrier of the brush holder shown in FIG. 1 removed,
3 shows a view in direction B of the brush holder shown in FIG. 1,
4 shows a section through the dismantled slide carrier of the brush holder according to FIG. 1, above the slide,
5 shows a side view similar to FIG. 1, but according to a modified embodiment, and
6 shows a section similar to FIG. 4, but according to the embodiment according to FIG. 5.
In FIGS. 1 and 2, a brush 1 designed as a twin brush is shown, which is slidably guided in a holder body 2 and touches a commutator 3 on the foot side. Two pressure pieces 4, which are stored in troughs 5 in the upper part of the brush and which are guided in a rubber pad 6 arranged in the slide 7, transmit the pressure of a scroll spring 8, the free end of which is attached to the slide support 10 by means of a rivet 11. The slide carrier 10 is locked in the tangential direction by two leaf springs 12 which press it against the contact surface 18 on the holder body 2, which are fastened to a holder rear wall 13 by means of rivets 14.
For the radial locking, the slide carrier 10 has a resilient pawl 15 on its rear side with a punched-out extension 16 with which the pawl 15 can be supported or hooked on a guide and fastening plate 17. This guide and fastening plate 17 is shaped in such a way that only a small amount of play remains between its front edge 19 and the carriage carrier 10 so that the carriage can be safely inserted into an opening in the holder body 2 assigned to it. In its center, the guide and fastening plate 7 has a recess 20 which receives the pawl 15. The guide and fastening plate 7 is fastened to the holder rear wall 13 by means of a countersunk screw 21 and is secured to the holder rear wall 13 by the form-fitting contact.
The pawl 15 is fastened together with the scroll spring 8 on the rear side of the slide carrier 10 by the rivet 11 and has two lugs 22 on its underside with pins 23 riveted to it. When the slide carrier 10 is pulled out of the holder body, the pins 23 grip under the guide and fastening plate 17, so that the slide carrier 10 moves above the holder body in such a way that the opening in the holder body 2 is exposed for the brush 1, which is thereby inserted and can be expanded.
In the slide carrier 10 there are two grooves 24 which run parallel to the carrier and brush axis and in which guide webs 25 of the slide 7, which are designed accordingly, are guided. The possibility of movement of the slide 7 in the direction of the free end of the scroll spring 8 is limited by a stop 26, which is preferably riveted onto the slide carrier 10 by means of the aforementioned rivet 11 at the spring end. The possibility of movement of the slide 7 in the opposite direction is limited by an insulating cap 27, which is glued onto the outer end of the slide carrier 11, for example. The insulating cap 27 has the shape of a handle 28 on the side facing away from the slide. By grasping under this handle 28, pressure is exerted on the pawl 15 at the same time and the lock is released.
The current supply and discharge to the pressure pieces 4 takes place via on both sides next to the carriage 7, through power cables 29 attached to the pressure pieces 4 on the one hand and the guide and fastening plate 17 on the other hand, which are soldered or soldered to the pressure pieces 4 and the guide and fastening plate 17 are welded.
In the embodiment according to FIGS. 5 and 6, the scroll spring 8 rests on an inclined support surface 31 of the slide 7. In the carriage carrier 10 there are two grooves 32 running parallel to the carrier and brush axis, in which correspondingly designed guide webs 30 of the carriage 7 are guided free of play in the tangential and axial brush direction under the action of the transverse force of the scroll spring 8. The possibility of movement of the slide is limited by an insulating cap 27 which is attached to the outer end of the slide support 10 and has a handle 28 on the side facing away from the slide 7 for operating the slide support.
The following forces of the scroll spring are entered in FIG. 5: FN = normal force FQ = transverse force FR = radial force.
Because the guide and fastening plate is shaped so that the distance at the outer end of the plate between the plate and the holder body is narrower than the width of the pivot pin, the spring carrier cannot be lost when the brushes are changed. The guide and fastening plate is unscrewed to remove the slide carrier.
Furthermore, since the current leads are riveted, soldered or welded to the pressure pieces, which are only fastened with a snap connection in the rubber springs of the slide, to the guide and fastening plate, the current lead is also a simple interchangeable part, to the dismantling of which only the screw connection on the guide and fastening plate is released got to.
The insulating cap serves to prevent rollover from the motor housing to the carriage carrier and is expediently designed so that it serves firstly as a handle for the carriage carrier and secondly to limit the carriage movement when the carriage is manually lifted from the brush head.
If the focus is not on the mechanical strength of the slide carrier, but on its insulation from surrounding metallic components with a different potential, it can also be advantageous to manufacture the slide carrier itself from insulating material.
In any case, the slide should consist entirely or at least partially of a plastic with good sliding properties.
It is important that the pressure pieces arranged in the carriage are embedded in well-resilient rubber pads. Preferably, two pressure pieces are used per slide, which are located on both sides of the line of action of the spring force in such a way that the slide forms a carrier on two supports and thus has a stable position.
In particular in the embodiments according to FIGS. 5 and 6, a slide guide free of play and at the same time a prevention of the slide movement at the low radial movement amplitudes of the carbon brush was achieved without increasing the mass of the slide. In view of the very different working conditions, especially on the commutators of traction motors, it was also possible to adapt the excitation-dependent limitation of the carriage movement to the respective working conditions.
The transverse component of the spring force (Fig. 5) causes the slide to be guided without play. In the case of a slide movement, a friction force in the opposite direction to the slide movement occurs between the slide and the slide guide, which generates the desired additional braking effect on the slide, and finally the inclined contact surface for the spring on the slide causes the spring coil (s) to wedge between the slide and the slide Slide guide so that the spring coil (s) is / are supported without play. An adaptation to the different working conditions is possible in a simple manner by increasing or decreasing the angle of attack of the spring support surface.