Einrichtung für die Stromzuleitung zu ynehrschichtigen Bürsten elektrischer Maschinen. Bürsten für bewegliche, elektrische Kon- taktvorrichtungen,wie Schleifringe, Kommu- tatoren usw., können bekanntlich zur Ver minderung der Funkenbildung aus mehreren :Schichten bestehen. Der Arbeitsstrom wird den Bürsten im allgemeinen über eine Auf- 5tecl@lza.ppe oder über ein Druchstüch zuge führt.
Bisher war es nur bekannt, den Ar beitsstrom mehreren Schichten über eine Be ineinsame Kappe oder ein gemeinsames Druckstück zuzuführen, wobei die Zuleitung zur Bürste und die Verbindung der Schich- teii am Bürstenkopf ohne zusätzlichen )Vi- clerstand erfolgte.
Erfindungsgemäss ist jede Bürstenschicht von den übrigen Schichten derselben Bürste getrennt über einen Vorwiderstand ange schlossen.
Die Fig. 1 zeigt als Beispiel eine aus vier Schichten bestehende Bürste. Die Schichten a bis d sind voneinander isoliert. Sie können gegeneinander verschiebbar, aber auch fest miteinander verbunden sein, zum Beispiel durch ein geeignetes Klebemittel oder durch isolierte Bolzen. Die Schichten können aus Kohle, aus Metall, aus einem Gemisch von Graphit und Metall oder aus einem Gemisch von Kohle- und Metallpulver mit einem hitzebeständigen Klebemittel bestehen. Sie können. ferner verschiedene mechanische und clelztrisch#3 Eigenschaften haben und gegen die Haltemaschen isoliert sein.
Nach Fig. 1 wird der Arbeitsstrom den Bürstenschichten getrennt zugeführt, und zwar über die voneinander isolierten Leitun gen e bis h.. Der Anschluss der Leitungen an die Bürstenschichten erfolgt in bekannter Weise. In Reihe mit den Zuleitungen e bis h befinden sich zusätzliche Widerstände i bis in, die im Punkt 3a zusammengeschaltet sind. Hier erfolgt der Hauptanschluss der Bürste. Durch die Einschaltung der Vorrwiderstä_nde <I>i</I> bis in, wird erreicht, da.ss sich der Arbeits strom auf die Bürstenschichten gleichmässig verteilt.
Die sonst übliche Stromzusammen- drängung an einer Bürstenkante, die ihre Ur sache in geringerem Übergangswiderstand infolge verstärkter Ionisation an dieser Stelle hat, wird vermieden, da die Übergangswider stände zwischen den Bürstenschichten und dem Schleifring oder Stromwender im Ver gleich zur Grösse der Vorwiderstände i bis in keine wesentliche Rolle spielen. Die gleich mässigere Stromverteilung bringt den Vor teil mit sich, dass die Bürste stärker belastet oder dass bei gegebenem Strom die Bürsten lauffläche und damit auch die Schleifring- oder Kommutatorbreite verkleinert werden kann.
Für Kommutatormaschinen kann der Bür- stenanschluss nach Fig. 1 so ausgeführt sein, dass die mit den äussern Bürstenschichten ver bundenen Vonviderstände i und m grösser sind als die innern Vorwiderstände <I>k,</I> und<I>1.</I> Damit lässt sich erreichen, dass sämtliche Bürstenschichten nicht allein gleiche Arbeits ströme, sondern auch gleiche Kurzschluss ströme führen, während bei sonst üblichen Konstruktionen die Aussenschichten höher be lastet sind.
Infolge der besseren Stromvertei lung vermindern sich das Kommutierungs- feuer und die Bürstenabnutzung. Da ferner durch. die Vorwriderstände <I>i</I> bis in die Kurz schlussströme herabgesetzt werden, kann man auch bei Kommutatormaschinen mit hoher Lamellenspannung an Stelle von Kohle für die Bürstenschichten<I>a</I> bis<I>d</I> Metallkohle oder sogar Metall verwenden und damit die Bürste höher belasten.
Die Widerstände<I>i</I> bis in können an der Bürstenspindel fest angebracht sein, während die Zuleitungen e bis lz bewegliche Litzen mit geringem Widerstand sind. Ferner kön nen aber auch die beweglichen Zuleitungs litzen e bis 1t aus Widerstandsmaterial be stehen, so dass diese mit den Widerständen i bis 7n zusammenfallen.
An Stelle besonderer Widerstände für jede Bürste lassen sich auch nach Fig. 2 für mehrere parallel geschaltete Bürsten gemein same @ÄTiderstände benutzen. Die Vorwider- stä.nde sind stets mit den der Laufrichtung nach gleichen Bürstenschichten verbunden, zum Beispiel der Widerstand i mit _den Schichten a jeder Bürste.
Die über einen-ge- meinsamen Satz von Vorwiderstä nden ge speisten Biirsteii können sowohl einer einzi gen Bürstenspindel zugehören, als auch auf mehrere, parallel geschaltete Bürstenspindeln verteilt sein.
Die Anbringung der Widerstände i. bis in, ist beliebig. Sie können innerhalb der Ma schine, aber auch ausserhalb untergebracht sein, wobei in letzterem Falle die Zugäng lichkeit und '\#-'@irmeabführung günstiger ist. Für die Vorwiderstände lässt sich zweck mässig ein Material verwenden, dessen Wi derstand mit steigendem Strom wächst. Da mit wird erreicht, dass sich der Arbeitsstrom bei plötzlicher Überlastung zugehöriger Bür stenschichten selbsttätig stärker auf die übrigen Schichten verteilt.
Ferner lässt .sich zur Unterdrückung von Kurzschlussströmen hoher Frequenz ein Material verwenden, des s en N Viderstand mit steigender Frequenz wächst. Bei Wechselstrom-Kommutatormaschinen treten bekanntlich besonders beim Anfahren hohe Kurzschlussströme auf. da der Wende pol bei niedrigen Drehzahlen nicht genügend wirkt. Bei diesem Betriebszustand sind daher hohe Vorwiderstände <I>i</I> bis 7tt. vorteilhaft.
Mit steigender Maschinendrehzahl nehmen die Kurzschlussströme ab, und die Vorwider- stände können verkleinert werden, besonders auch mit Rücksicht auf die unerwünschten Verluste in den Vorwiderständen i bis in. durch die Arbeitsströme. Um diesen Anspriz- chen genügen zu können, sind die Vorwider- stände nach Fig. 2 regelbar ausgeführt. Die Regelung dieser Vorwiderstände kann auch in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl erfolgen.
Device for the power supply to multi-layer brushes of electrical machines. As is known, brushes for movable electrical contact devices such as slip rings, commutators, etc., can consist of several layers to reduce spark formation. The working current is generally supplied to the brushes via an Auf- 5tecl@lza.ppe or via a Druchstüch.
Up until now it was only known to supply the working current to several layers via a single cap or a common pressure piece, the supply line to the brush and the connection of the layers on the brush head taking place without additional resistance.
According to the invention, each brush layer is connected separately from the other layers of the same brush via a series resistor.
Fig. 1 shows an example of a four-layer brush. Layers a to d are isolated from one another. They can be displaced against one another, but they can also be firmly connected to one another, for example using a suitable adhesive or insulated bolts. The layers can consist of carbon, metal, a mixture of graphite and metal, or a mixture of carbon and metal powder with a heat-resistant adhesive. You can. furthermore have different mechanical and clelztrisch # 3 properties and be isolated from the retaining meshes.
According to FIG. 1, the working current is fed to the brush layers separately, specifically via the lines e to h, which are isolated from one another. The lines are connected to the brush layers in a known manner. In series with the leads e to h there are additional resistors i to in, which are connected together in point 3a. The main connection of the brush is made here. By switching on the series resistors <I> i </I> to in, it is achieved that the working current is evenly distributed over the brush layers.
The usual crowding of current at a brush edge, which is caused by lower contact resistance as a result of increased ionization at this point, is avoided because the contact resistance between the brush layers and the slip ring or commutator compared to the size of the series resistors i to in do not play an essential role. The more even current distribution has the advantage that the brush is more heavily loaded or that with a given current, the brush running surface and thus the width of the slip ring or commutator can be reduced.
For commutator machines, the brush connection according to FIG. 1 can be designed such that the supply resistances i and m connected to the outer brush layers are greater than the internal series resistances <I> k, </I> and <I> 1. </ I> This ensures that all brush layers not only carry the same working currents, but also the same short-circuit currents, while the outer layers are subject to higher loads in otherwise common designs.
As a result of the better current distribution, the commutation fire and brush wear are reduced. Since further through. the series resistances <I> i </I> can be reduced down to the short-circuit currents, one can also use commutator machines with high lamellar voltage instead of carbon for the brush layers <I> a </I> to <I> d </I> Use metal charcoal or even metal and thus put more stress on the brush.
The resistors <I> i </I> to in can be permanently attached to the brush spindle, while the supply lines e to lz are flexible strands with low resistance. Furthermore, however, the movable lead wires e to 1t can also be made of resistance material so that they coincide with the resistors i to 7n.
Instead of special resistors for each brush, it is also possible, according to FIG. 2, to use common resistors for several brushes connected in parallel. The series resistors are always connected to the brush layers that are the same in the direction of travel, for example the resistor i with the layers a of each brush.
The brush parts fed via a common set of series resistors can both belong to a single brush spindle and also be distributed over several brush spindles connected in parallel.
The attachment of the resistors i. up in, is arbitrary. They can be housed inside the machine, but also outside, whereby in the latter case the accessibility and '\ # -' @ company removal is more favorable. For the series resistors, it is useful to use a material whose resistance increases with increasing current. This ensures that the working current is automatically distributed more strongly to the other layers in the event of a sudden overload of the associated brush.
Furthermore, to suppress short-circuit currents of high frequency, a material can be used whose N resistance increases with increasing frequency. In AC commutator machines, it is known that high short-circuit currents occur, especially when starting up. because the turning pole does not work sufficiently at low speeds. In this operating state, there are therefore high series resistances <I> i </I> to 7tt. advantageous.
With increasing machine speed, the short-circuit currents decrease, and the series resistances can be reduced, especially with regard to the undesired losses in the series resistors i to in. Due to the working currents. In order to be able to meet these requirements, the series resistors according to FIG. 2 are designed to be adjustable. These series resistors can also be regulated as a function of the machine speed.