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Bürstenhalter mit Rollbandfeder
Die Erfindung betrifft einen Bürstenhalter mit Rollbandfeder und Druckhebel. Rollbandfedern bestehen aus einem dünnen, federharten Stahlband, welchem durch Walzen eine solche Krümmung erteilt worden ist, dass es sich zu einer Spirale aufrollt, deren Windungen unter Vorspannung aneinander anliegen.
Es ist bekannt, solche Rollbandfedem zur Erzeugung der Andrückkraft der Kohlebürsten in Bürstenhaltern zu verwenden. Solche Bürstenhalter bestehen in der Regel aus einem feststehenden Teil mit der Bürstenführung, an welchem Teil ein Druckhebel angelenkt ist, dessen freies Ende auf der Bürste aufliegt. Ein die Spirale der Rollbandfeder tragender Federkern ist dann drehbar am feststehenden Teil gelagert, während das äussere Federende zu einer Öse geformt ist, und einen Stift umfasst, mittels welchem es am Druckhebel angreift.
Eine der wichtigsten Anforderungen an einen Bürstenhalter ist ein über die ganze Abnützungslänge der Bürste möglichst gleichbleibender Bürstendruck. Ein typischer Verlauf der Kraft-Weg-Charakteristik einer Rollbandfeder in der erwähnten Anordnung ist in Fig. 1 wiedergegeben, wobei f die Federkraft und s den Federweg bedeuten. An der Kennlinie lassen sich zwei Abschnitte unterscheiden, nämlich das Anlaufgebiet a mit ansteigendem Kraftverlauf, und das Arbeitsgebiet b, in welchem die Federkraft f vom Weg s praktisch unabhängig ist. Das Anlaufgebiet a entspricht dem Beginn der Aufbiegung des Federendes unter dem Einfluss einer äusseren Kraft. Die Kraft steigt so lange an, bis das Federende gerade gestreckt ist.
An- schliessend - im Arbeitsgebiet b-bleibt die Kraft konstant, weil sich die geometrische Form des Übergangsbogens von der Spirale in die Gerade praktisch nicht mehr ändert.
Infolge des sehr beschränkten Raumes, der im Bürstenhalter für die Feder zur Verfügung steht, lässt es sich nun praktisch nicht vermeiden, dass die bekannte, oben beschriebene Ausführung der Feder mit Ösenaufhängung am Hebel zum grossen Teil schon im Anlaufgebiet arbeiten muss. Die Folge ist ein über die Abnützungslänge der Bürste sehr ungleicher Bürstendruck.
Die Erfindung bezweckt nun eine solche Ausbildung des Bürstenhalters, dass die Rollbandfeder ausschliesslich im Arbeitsgebiet b mit konstanter Andrückkraft wirksam ist. Der erfindungsgemässe Bürstenhalter ist gekennzeichnet durch einen am Druckhebel fest oder drehbar befestigten Zylinder oder Zylinderteil, über den das am Druckhebel angreifende Federende gelegt ist, wobei der Radius des Zylinders oder Zylinderteiles mindestens annähernd gleich dem Radius des Federkernes ist.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den weiteren Figuren der Zeichnung veranschaulicht.
Fig. 2 zeigt eine Ausführung mit drehbar gelagertem, vollständigem Zylinder, und Fig. 3 stellt eine Ausführung mit fest angeordnetem Zylinderabschnitt dar.
Der Bürstenhalter nach Fig. 2 weist einen feststehenden Teil 1 mit der Führung 2 für die verschiebbare Bürste 3 auf. Der Druckhebel 4 ist am einen Ende mittels des Stiftes 5 am Teil 1 schwenkbar befestigt, mit dem andern Ende 6 liegt er auf der Bürste 3 auf. Am feststehenden Teil 1 ist ferner der Federkern 7 drehbar gelagert, um welchen sich die Spirale 8 der Rollbandfeder windet. Das am Druckhebel angreifende Ende 10 der Rollbandfeder ist über einen zwischen zwei Lappen 12 des Druckhebels drehbar gelagerten Zylinder 11 gelegt. Der Radius des Zylinders 11 entspricht vorzugsweise etwa demjenigen des Federkernes 7 oder der Windungen der Spirale 8.
Die beschriebene Anordnung hat eine andere Ausbildung des Übergangsbogens 9 des Federendes zur Folge als bei der bekannten Ösenbefestigung. Es bildet sich nämlich im Übergangsbogen von Anfang an
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ein praktisch geradliniger Teil aus, und bei der Schwenkbewegung des Druckhebels 4 ändert sich praktisch nur die Länge dieses geradlinigen Teiles, nicht aber die Form der Ausgangsbögen am Federende, weshalb die Andrückkraft des Druckhebels unabhängig von seiner Schwenklage praktisch konstant ist.
Da der Zylinder 11 am Druckhebel 4 drehbar gelagert ist, kann er ebenfalls als Federkern wirken, indem er in einer oder mehreren Windungen einen Teil der Länge der Rollbandfeder aufnimmt.
Bei der Ausführung des Bürstenhalters nach Fig. 3 trägt wiederum der feststehende Teil 21 die Gleitführung 22 für die Bürste 23, und mittels des Stiftes 25 ist der Druckhebel 24 angelenkt, wobei das freie Ende 26 des Hebels auf die Bürste 23 drückt. Der drehbar am Teil 21 befestigte Federkern 27 trägt die Spirale 28 der Rollbandfeder.
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bar gelagerter Zylinder für die Auflage des Federendes vorgesehen ist. Es braucht vielmehr lediglich ein möglichst grosser Teil des gekrümmten Federendes auf einer Zylinderfläche aufzuliegen. Die Ausführung nach Fig. 3 weist demgemäss ein zylindrisch gebogenes, feststehendes Blech 31 auf, welches zwischen den Lappen 33 des Druckhebels 24 beispielsweise eingenietet ist. Über dieses Blech ist das Federende 30 gelegt und an ihm mittels einer Niete 32 befestigt.
Auch bei dieser Anordnung bildet sich im aufgeboge- nen Übergangsteil 29 des Federendes ein längerer oder kürzerer, gerade gestreckter Abschnitt aus, währenddem sich im übrigen die geometrische Form des Federendes über die Abnützungslänge der Bürste nicht ändert, weshalb die Andrückkraft des Druckhebels konstant bleibt.
Dank der durch die Erfindung erzielten Konstanz der Andrückkraft über den Federweg können relativ lange Bürsten eingesetzt werden, die auch entsprechend selten ausgewechselt werden müssen, während bisher mit Rücksicht auf die Unterschiede der Andrückkraft im neuen und im abgenützten Zustand der Bürste deren Länge begrenzt war, was häufige Betriebsunterbrechungen zwecks Auswechslung der Bürsten bedingte.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Bürstenhalter mit Rollbandfeder und Druckhebel, gekennzeichnet durch einen am Druckhebel fest oder drehbar befestigten Zylinder oder Zylinderteil, über den das am Druckhebel angreifende Federende gelegt ist, wobei der Radius des Zylinders oder Zylinderteiles mindestens annähernd gleich dem Radius des Federkemes ist.