AT514831B1

AT514831B1 - brush holder

Info

Publication number: AT514831B1
Application number: ATA50636/2013A
Authority: AT
Inventors: Veselka Frantisek
Original assignee: Veselka Frantisek
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2022-06-15
Also published as: AT514831A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bürstenhalterung für zumindest eine Bürste, die auf der Oberseite eines Kommutators oder Schleifringes einer elektrischen Maschine gleitet. Die Halterung besteht aus mehreren Sektoren, zumindest einem Sektor (1) für eine Bürste und mindestens einem Hilfssektor (2) für eine Hilfsbürste, wobei zumindest der Sektor (1) für die Bürste mit einer Öffnung (3) für eine Anpressfeder und die Stromversorgung versehen ist.The invention relates to a brush holder for at least one brush that slides on the top of a commutator or slip ring of an electrical machine. The holder consists of several sectors, at least one sector (1) for a brush and at least one auxiliary sector (2) for an auxiliary brush, with at least the sector (1) for the brush being provided with an opening (3) for a pressure spring and the power supply is.

Description

description

BÜRSTENHALTERUNG BRUSH HOLDER

BEREICH DER TECHNIK FIELD OF TECHNOLOGY

[0001] Die Erfindung betrifft eine Bürstenhalterung für zumindest eine Bürste, die auf der Oberseite eines Kommutators oder Schleifringes einer elektrischen Maschine gleitet. The invention relates to a brush holder for at least one brush that slides on top of a commutator or slip ring of an electrical machine.

BISHERIGER STAND DER TECHNIK PREVIOUS STATE OF THE TECHNOLOGY

[0002] Die JP 2013013266 A offenbart zwei getrennte Bürstenhalterungen, nämlich eine Bürstenhalterung für eine Hauptbürste und eine weitere, von dieser separate Bürstenhalterung für eine Hilfsbürste. Aus der CZ 25388 U1 ist eine Halterung für eine Hilfsbürste bekannt. Die DE 202011002349 U1 betrifft eine Bürste für eine Elektromaschine aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen, die in Bünden zusammengefasst sind. Die CN 201887303 U befasst sich mit einer speziellen Halterung für zwei Hauptbürsten. Diese Bürsten befinden sich in Bürstenboxen oder Bürstengehäusen, welche durch „Injection Molding“, also durch ein Spritzgussverfahren, mit der Halterung verbunden sind. Beim Spritzgießen bilden die Bürstenboxen „Mold Inserts“ und werden derart mit dem Bürstenhalter verbunden. Die JP 2011004582 A zeigt in einer Halterung befindliche, nebeneinander angeordnete Bürsten, nämlich eine Hauptbürste und eine Hilfsbürste, die voneinander durch einen „Isolating Layer“ getrennt sind. Die DE 20220776 U1 offenbart eine Kommutatorkontaktvorrichtung mit in Bürstenhaltern gelagerten Bürsten sowie mit Bürsten in Hilfsbürstenhaltern. JP 2013013266 A discloses two separate brush holders, namely a brush holder for a main brush and another brush holder separate from this for an auxiliary brush. A holder for an auxiliary brush is known from CZ 25388 U1. DE 202011002349 U1 relates to a brush for an electric machine made from carbon nanotubes that are combined in bundles. CN 201887303 U deals with a special holder for two main brushes. These brushes are located in brush boxes or brush housings, which are connected to the holder by "injection molding". In injection molding, the brush boxes form "mold inserts" and are connected to the brush holder in this way. JP 2011004582 A shows brushes arranged next to one another and located in a holder, namely a main brush and an auxiliary brush, which are separated from one another by an “isolating layer”. DE 20220776 U1 discloses a commutator contact device with brushes mounted in brush holders and with brushes in auxiliary brush holders.

[0003] Die bisher bekannten Kollektorvorrichtungen elektrischer Maschinen bestehen aus Bürsten, die in den Bürstenhalterungen befestigt sind, in denen sie mit einer Anpressfeder fixiert werden. Die Bürstenhalterung wird üblicherweise z.B. mit Hilfe einer Schraube und Mutter an dem Bolzen befestigt. Der Bolzen ist fest mit der Brille verbunden. Die Bürste wird in der Halterung nicht isoliert befestigt, so dass sie leitend direkt mit der Halterung der Bürste verbunden ist, bzw. es werden Bürsten mit einer Teflonplatte eingesetzt, die sich mindestens an einer Seite einer Bürste befindet. The previously known collector devices of electrical machines consist of brushes that are fixed in the brush holders in which they are fixed with a pressure spring. The brush holder is typically attached to the stud with, for example, a bolt and nut. The bolt is firmly connected to the glasses. The brush is fastened in the holder in an uninsulated manner, so that it is conductively connected directly to the brush holder, or brushes with a Teflon plate are used, which is located at least on one side of a brush.

[0004] Nachteilig ist bei diesen Anlagen aus der Sicht der Kommutationseigenschaften die Reduzierung der aktiven Bürstenfläche, wodurch die während der Kommutation verlaufenden Prozesse sowie die Bildung des gleitenden Kontaktes beeinträchtigt werden. Zusätzlich ist diese Modifizierung technologisch aufwendig und erhöht den Preis der Bürsten. Bei der Anwendung der Bürsten ohne jegliche Modifizierungen können sich so genannte Schatten bilden - lokal aufgeraute Bereiche, die den Verschleiß der Bürsten erheblich steigern, wodurch die Standhaftigkeit der gesamten Maschine reduziert wird. The disadvantage of these systems from the point of view of the commutation properties is the reduction of the active brush surface, which affects the processes taking place during the commutation and the formation of the sliding contact. In addition, this modification is technologically complex and increases the price of the brushes. When using the brushes without any modifications, so-called shadows can form - locally roughened areas, which significantly increase the wear of the brushes, thereby reducing the durability of the entire machine.

PRINZIP DER ERFINDUNG PRINCIPLE OF THE INVENTION

[0005] Die oben genannten Mängel werden im erheblichen Maße durch eine Bürstenhalterung nach dieser Erfindung eliminiert. Das Prinzip besteht in der Tatsache, dass die Halterung aus mehreren Sektoren besteht, zumindest einem Sektor für eine Bürste und mindestens einem Hilfssektor für eine Hilfsbürste, wobei zumindest der Sektor für die Bürste mit einer Öffnung für eine Anpressfeder und die Stromversorgung versehen ist. The above deficiencies are eliminated to a significant extent by a brush holder according to this invention. The principle consists in the fact that the support consists of several sectors, at least one sector for a brush and at least one auxiliary sector for an auxiliary brush, at least the sector for the brush being provided with an opening for a pressure spring and the power supply.

[0006] Der Sektor für die Hilfsbürste wird vorteilhaft mit einer konischen Fassung zur Befestigung der Hilfsbürste, der Stellschraube, des Armes und der Zug-/Druckfeder versehen. Der Arm kann fest sein und das Druckelement durch eine Zugfeder gebildet werden. Der Arm kann fest sein und das Druckelement durch die Schwerkraft und/oder durch einen vorgespannten Arm gebildet werden. Die Geometrie der Bürste ist bevorzugt geformt. Die Bürste oder zumindest ein Teil der Bürste ist in der bevorzugten Ausführung unter dem Winkel von 0-180° zu der Oberfläche des Kommutators oder Schleifrings geneigt. The sector for the auxiliary brush is advantageously provided with a conical socket for attaching the auxiliary brush, the adjusting screw, the arm and the tension/compression spring. The arm can be fixed and the pressure element can be formed by a tension spring. The arm can be fixed and the pressure element formed by gravity and/or by a biased arm. The geometry of the brush is preferably shaped. The brush or at least a part of the brush is inclined at the angle of 0-180° to the surface of the commutator or slip ring in the preferred embodiment.

[0007] Die Bürste ist in der Bürstenhalterung bevorzugt mit einem Anpresselement fixiert, das durch eine zylindrische Feder oder ein anderes Druckelement gebildet wird. The brush is preferably fixed in the brush holder with a pressing element, which is formed by a cylindrical spring or other pressure element.

[0008] Der Strom wird mit einer Kordel über die Metallteile und nicht über die eingestemmten Abgänge auf der Bürste geführt. The current is performed with a cord on the metal parts and not on the caulked outlets on the brush.

[0009] Der Bereich für die Hilfsbürste kann geteilt sein und die Hilfsbürste ist bevorzugt in gelartiger Ausführung, bzw. mit einer fasrigen Struktur. The area for the auxiliary brush can be divided and the auxiliary brush is preferably in the form of a gel or with a fibrous structure.

[0010] Die Erfindung betrifft die Kollektorvorrichtung einer elektrischen Maschine, bestehend aus Bürsten, die in den Bürstenhalterungen an die in der Brille befestigten Bolzen angeschlossen sind. Das Prinzip der Erfindung besteht in der Tatsache, dass zu der Halterung der Bürste die Halterung einer Hilfsbürste angeordnet ist, die von der Anpressvorrichtung auch der ursprünglichen Bürste fixiert wird. Die benötigte Dynamik dieses Systems wird von der zylindrischen Druck‚ Spiralfeder oder mehreren Federn gewährleistet. Im Falle von aus Teflon bestehenden Bürsten werden in der gegenwärtigen Praxis Standardhalterungen für Bürsten eingesetzt, in die die Bürste mit Füllung aus Teflon eingelegt wird. Diese wird zum Kommutator oder Schleifring mit einer Standardkraft, gleicher Kraft wie die Bürsten angedrückt, die Strom führen. Das Prinzip der technischen Lösung liegt in der Befestigung der Bürste in der Fassung alternativ auch mit einer separaten Feder. Die Bürste kann auch nur durch Spreizung befestigt werden, z.B. mit Hilfe einer Schraube oder einer anderen Fixierung. Die Druckkraft wird über eine Spiral-, zylindrische oder eine andere Feder realisiert. The invention relates to the collector device of an electric machine, consisting of brushes which are connected in the brush holders to the bolts fixed in the glasses. The principle of the invention consists in the fact that the holder of an auxiliary brush is arranged to the holder of the brush, which is also fixed by the pressing device of the original brush. The required dynamics of this system are ensured by the cylindrical pressure, spiral spring or several springs. In the case of Teflon brushes, current practice uses standard brush holders into which the Teflon filled brush is placed. This is pressed towards the commutator or slip ring with a standard force, equal force as the brushes carrying current. The principle of the technical solution lies in the attachment of the brush in the socket, alternatively with a separate spring. The brush can also be fixed only by spreading, e.g. with the help of a screw or other fixation. The compressive force is realized via a spiral, cylindrical or other spring.

[0011] In bevorzugter Ausführung wird die innere Geometrie der in Sektoren ausgebildeten Halterung der Bürste durch ein in geeigneter Form gebogenes Blech ausgebildet, insbesondere bei kleinen Maschinen, bzw. auch mit einer vorgegebenen Schräge und die Bürste wird mit einer Schraube/Anpressvorrichtung im oberen Bereich der Bürstenhalterung oder mit einer separaten Feder angepresst. In a preferred embodiment, the internal geometry of the sector formed in the holder of the brush is formed by a bent sheet metal in a suitable form, especially for small machines, or with a predetermined slope and the brush is with a screw / pressing device in the upper area the brush holder or pressed with a separate spring.

[0012] Das Prinzip dieser Konzeption besteht in der Tatsache, dass die Feder in diesem Falle von der stromführenden Bahn eliminiert wird. Hierdurch wird weder die Anpresskraft der Bürste, noch die Manipulation mit der Bürste beeinflusst. Im bedeutenden Maße steigt auch die Ausnutzung des Bereichs der Kollektorvorrichtung, der insbesondere bei kleinen Maschinen verfügbar ist. The principle of this design consists in the fact that the spring is eliminated from the current-carrying path in this case. This affects neither the contact pressure of the brush nor the manipulation with the brush. The utilization of the area of the collector device, which is available especially in small machines, also increases significantly.

[0013] Bei der genannten Lösung wird mindestens eine Bürste in einer Bürstenhalterung befestigt und mindestens eine Hilfsbürste zur der Bürstenhalterung hinzugefügt. In said solution, at least one brush is mounted in a brush holder and at least one auxiliary brush is added to the brush holder.

[0014] Vorteile der Lösung nach dieser Konzeption sind die einfache Produktion, ein niedriger Preis und eine bedeutende Verbesserung der Konstruktion der Halterung und ihrer Bedienung. Im bedeutenden Maße steigt auch die Ausnutzung des Bereichs der Kollektorvorrichtung. Ein wesentlicher Vorteil liegt ebenfalls in der einfachen Herstellung der Zugfeder, bzw. auch der Druckfeder, wodurch sich auch eine Reduzierung der gesamten Betriebskosten der Maschine ergibt. Advantages of the solution according to this conception are ease of production, low price and a significant improvement in the design of the holder and its service. The utilization of the area of the collector device also increases significantly. A significant advantage also lies in the simple production of the tension spring or the compression spring, which also results in a reduction in the overall operating costs of the machine.

[0015] Die Konzeption verbessert die Umweltbedingungen und senkt die Gesamtbetriebskosten. The design improves the environmental conditions and lowers the total cost of ownership.

[0016] Mit Vorteil können zur Steigerung des Wirkungsgrads der genannten Konstruktion eventuell auch andere führende Materialien angewandt, bzw. auch externe Materialien hinzugefügt werden, die mit Vorteil auf der Halterung der ursprünglichen Bürste installiert werden. Advantageously, to increase the efficiency of said construction, other leading materials may also be used, or even external materials may be added, which are advantageously installed on the support of the original brush.

ERKLÄRUNG DER FIGUREN IN DEN DARSTELLUNGEN EXPLANATION OF THE FIGURES IN THE ILLUSTRATIONS

[0017] Die Erfindung wird näher mittels konkreter Beispiele der Ausführung von Halterungen von Bürsten mit Hilfe der beigefügten Zeichnungen erklärt, wobei Fig. 1a eine Ausführung einer Halterung in einer Skizze und in Fig. 1b im Grundriss dargestellt ist. In Fig. 2 ist eine andere Ausführung einer Halterung im Grundriss dargestellt. Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführung der Halterung im Grundriss. In Fig. 4 ist ein Detail der Halterung dargestellt. In Fig. 5 ist die vierte Ausführung der Halterung im Grundriss dargestellt. In Fig. 6 ist die fünfte Ausführung der Halterung im Grundriss dargestellt. The invention is explained in more detail by means of concrete examples of the embodiment of holders of brushes with the aid of the accompanying drawings, in which Fig. 1a shows an embodiment of a holder in a sketch and in Fig. 1b in plan. In Fig. 2 another embodiment of a holder is shown in plan. Fig. 3 shows a third embodiment of the holder in plan. In Fig. 4 a detail of the holder is shown. In Fig. 5 the fourth embodiment of the holder is shown in plan. In Fig. 6 the fifth embodiment of the holder is shown in plan.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG EXEMPLARY EMBODIMENTS OF THE INVENTION

[0018] Die beispielhafte Halterung der Bürste wird durch mindestens einen Sektor 1 für eine Bürste und einen Hilfssektor 2 für eine Hilfsbürste gebildet, die mit Öffnungen 3 für eine Druckfeder und die Stromversorgung versehen werden. Der Sektor 2 für die Hilfsbürste ist mit einer konischen Fassung 4 zur Befestigung der Hilfsbürste, einer Stellschraube, eines Armes und einer Zug-/Druckfeder versehen. Der Arm ist fest und das Druckelement ist durch eine Zugfeder gebildet. Die Geometrie der Bürste ist geformt. Die Bürste ist unter einem Winkel von 0-180° zur Oberfläche des Kommutators oder Schleifrings geneigt. Die Bürste ist in der Halterung der Bürste mit einem Anpresselement fixiert und mit einer zylindrischen Feder oder einem anderen Druckelement versehen. Der Strom wird mit einer Kordel über die Metallteile und nicht über die eingestemmten Abgänge auf der Bürste geführt. The exemplary holder of the brush is formed by at least one sector 1 for a brush and an auxiliary sector 2 for an auxiliary brush, which are provided with openings 3 for a compression spring and the power supply. The sector 2 for the auxiliary brush is provided with a conical socket 4 for fixing the auxiliary brush, an adjusting screw, an arm and a tension/compression spring. The arm is fixed and the pressure element is formed by a tension spring. The geometry of the brush is shaped. The brush is inclined at an angle of 0-180° to the surface of the commutator or slip ring. The brush is fixed in the brush holder with a pressing element and provided with a cylindrical spring or other pressure element. The current is guided with a cord over the metal parts and not over the mortised outlets on the brush.

[0019] In einer weiteren Ausführung ist der Arm fest und das Druckelement durch die Schwerkraft und/oder einen vorgespannten Arm gebildet und zumindest ein Teil der Bürste wird in einem Winkel zwischen 0-180° zu der Oberfläche des Kommutators oder des Schleifrings geneigt. Der Bereich für die Hilfsbürste ist geteilt. Die Hilfsbürste ist gelartig, bzw. weist eine fasrige Struktur auf. In a further embodiment the arm is fixed and the pressure element is formed by gravity and/or a biased arm and at least part of the brush is inclined at an angle between 0-180° to the surface of the commutator or the slip ring. The area for the auxiliary brush is divided. The auxiliary brush is gel-like or has a fibrous structure.

[0020] Die Halterung der Bürste der elektrischen Maschine besteht aus mehreren Sektoren 1, 2, bzw. einer konischen Fassung 4 für die Bürsten, aus dem Arm, der Stellschraube und einer Zugfeder. Sie wird zum Bolzen in der Brille, bzw. zu einer integrierten Befestigung fixiert. The holder of the brush of the electric machine consists of several sectors 1, 2, or a conical version 4 for the brushes, from the arm, the screw and a tension spring. It is fixed to the bolt in the glasses or to an integrated attachment.

[0021] Die konkrete Bürste der Kollektorvorrichtung einer elektrischen Maschine besteht aus der Bürste, die in der Halterung der Bürste fest fixiert ist. Die in Sektoren ausgebildete Halterung der Bürste wird zum Bolzen angeschlossen, der in der Brille installiert ist. Sie kann vor und/oder hinter der ursprünglichen Halterung der Bürste positioniert werden. Die in Sektoren ausgebildete Halterung der Bürste kann von der Bürste isoliert sein und ist mit dem Bolzen mit Hilfe eines Verbindungsstiftes, bzw. mit Hilfe einer Schraube mit Mutter verbunden. Die Bürste ist stromführend mit der Halterung der Bürste und über einen Leiter mit der Stromversorgung verbunden. Der Leiter ist mit der Wand der Halterung der Bürste über einen Kondensator, Widerstand und Induktivität verbunden. Die Hilfsbürste befindet sich im Sektor für die Hilfsbürste und wird mit der Feder der ursprünglichen Bürste, bzw. durch eine separate Feder angepresst. The concrete brush of the collector device of an electric machine consists of the brush, which is firmly fixed in the holder of the brush. The brush holder, formed in sectors, is connected to the bolt installed in the glasses. It can be positioned in front of and/or behind the original brush holder. The brush holder, formed in sectors, can be isolated from the brush and is connected to the bolt by means of a connecting pin, or by means of a screw with a nut. The brush is live connected to the brush holder and connected to the power supply by a conductor. The conductor is connected to the wall of the brush holder through a capacitor, resistor and inductor. The auxiliary brush is located in the sector for the auxiliary brush and is pressed with the spring of the original brush or by a separate spring.

[0022] Bei allen oben genannten Ausführungen kann um die Halterung der Bürste eine Wicklung mit bedeutender kapazitiver Komponente der Reaktanz ausgebildet werden. MÖGLICHKEITEN FÜR INDUSTRIELLEN EINSATZ In all of the above embodiments, a winding with a significant capacitive component of the reactance can be formed around the holder of the brush. POSSIBILITIES FOR INDUSTRIAL USE

[0023] Die Kollektorvorrichtung nach dieser technischen Lösung wird insbesondere bei der Herstellung von elektrischen Maschinen angewandt, die mit Kommutator oder Kollektorringen versehen sind. The collector device according to this technical solution is used in particular in the manufacture of electrical machines that are provided with commutators or collector rings.

Claims

patent claims

1. Brush holder for at least one brush sliding on the top of a commutator or slip ring of an electrical machine, characterized in that it consists of several sectors, at least one sector (1) for a brush and at least one auxiliary sector (2) for an auxiliary brush , wherein at least the sector (1) for the brush is provided with an opening (3) for a pressure spring and the power supply.

2. Brush holder according to claim 1, characterized in that the sector (2) for the auxiliary brush is provided with a conical socket (4) for fastening the auxiliary brush, an adjusting screw, an Annes and a tension/compression spring.

3. Brush holder according to claim 1 or 2, characterized in that the arm is fixed and the pressure element is formed by a tension spring.

4. Brush holder according to claim 1 or 2, characterized in that the arm is fixed and the pressure element is formed by gravity and / or by the biased arm.

5. Brush holder according to one of claims 1 to 4, characterized in that the brush encloses an angle of 0 to 90° with the surface of the commutator or slip ring.

6. Brush holder according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least part of the brush encloses an angle of 0 to 90° with the surface of the commutator or slip ring.

7. Brush holder according to one of claims 1 to 6, characterized in that the brush is fixed in the brush holder by means of a pressure element.

8. Brush holder according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it is provided with a cylindrical spring or other pressure element.

9. Brush holder according to one of claims 1 to 8, characterized in that the current is guided via a cord over the metal parts of the brush holder.

10. Brush holder according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it has several auxiliary sectors for auxiliary brushes.

11. Brush holder according to one of claims 1 to 10, characterized in that the auxiliary brush is gel-like or has a fibrous structure.

4 sheets of drawings