CH251511A - Elektrische Maschine mit Bürstenhaltern. - Google Patents

Description

  Elektrische Maschine mit     Bürstenhaltern.       Bei elektrischen Maschinen, bei welchen  die Stromabnahme     mittels    Bürsten erfolgt,  ist es bekanntlich sehr wichtig, dass der Bür  stendruck konstant bleiben soll, und um dies  zu erreichen, sind bereits schon viele Massnah  men getroffen worden, die mehr oder weni  ger erfolgreich sind.

   Bei der     Anwendung    von  Gleichstrommaschinen     mitBürsten    für kleine  Spannungen und sehr hohe Ströme,     wie    ,sie       beispielsweise    für die Elektrolyse in Frage  kommen, treten aber nun fast     immer    Schwie  rigkeiten auf wegen     ungleicher        .Stromvertei-          hing,    die zu unzulässig grossem Bürstenver  schleiss, starker     Rillung    und auch oft     Kom-          mutierungsschwierigkeiten    führt.

       Eine        Koh-          lenbürstenqualität    für     Hochstrommaschinen,     die nicht zu ungleicher Stromverteilung  neigt, gibt es bis jetzt noch nicht. Der Nach  teil der Kohle, mit zunehmender Erwärmung  ihren Widerstand zu verkleinern, kann teil  weise durch     Kupferzusatz    verringert werden,  aber dem     Kupferzusatz    sind jedoch Grenzen  gesetzt, so dass auf     diese    Weise eine genü  gend steile     Stromspannungscharakteristik    für  eine selbstregulierende     Stromverteilung    nicht  erreicht werden kann.  



  Der Zweck der vorliegenden Erfindung  ist nunmehr, die erwähnte selbstregulierende  Stromverteilung bei den Bürsten von elektri  schen Maschinen zu erreichen. Gemäss der  Erfindung ist die elektrische Maschine mit  Bürstenhaltern derart, dass wenigstens zwei  Bürsten unter     Zwischenschaltung    je eines       Bimetallelementes    durch mindestens eine An-         pressfeder    auf die     Kollektorlauffläche    ge  presst werden, wobei diese Anordnung derart  gebaut ist,

   dass bei einer Stromüberlastung  der einen Bürste die dadurch verursachte       Durchbiegung    des     zugehörigen        Bimetallele-          mentes    den     Anpressdruck    der überlasteten  Bürste vermindert und gleichzeitig den     An-          pressdruck    der andern     Bürste    erhöht.  



  An Hand der Zeichnung sind einige Aus  führungsbeispiele der Erfindung näher er  läutert, und zwar zeigen die     Fig.l    und 2  einen Bürstenhalter in Seiten-     bezw.    Stirn  ansicht, wo die beiden Bürsten als Teilbür  sten eines Bürstenpaares in der Umfangs  richtung der Maschine     hintereinander    liegen,  während bei dem in     Fig.    3 und 4 ebenfalls  in Seiten-     bezw.    .Stirnansicht dargestellten       Ausführungsbeispiel    die beiden Teilbürsten       eines        Bürstenpaares    in axialer Richtung hin  tereinander liegen.  



       In    den     F'ig.    1 und 2 bedeutet 1 den Bür  stenhalter mit dem Führungskasten 2, in dem  die     beiden    Teilbürsten 3 eines Bürstenpaares  geführt sind. Der     Anpressdruck    wird mittels  einer     Anpressfeder    4 erzeugt und über den  Druckhebel 5 und die     Bimetallelemente    6  auf die Bürsten 3 übertragen. Die Strom  führung zu den     Bürsten    erfolgt über die Bi  metallelemente 6, die am Druckhebel 5 iso  liert befestigt. und zweckmässig als Federn  ausgebildet sind.

   Ausserdem sind die Bürsten  3 über     ein    flexibles Kabel 7 mit den ent  sprechenden     Bimetallelementen    6 elektrisch  verbunden.      Bei einer gleichmässigen Stromverteilung  über die beiden Teilbürsten 3 bleibt der     An-          pressdruck    auf diesen beiden ungefähr gleich.  Sobald jedoch die     Strombelastung    der einen  oder andern Teilbürsten 3 zu gross wird, wird  auch das betreffende     Bimetallelement    6  durchbiegen     und    der Druck teilweise oder  ganz von der zweiten     Teilbürste    übernom  men.

   Dadurch fällt der Spannungsabfall an  der stärker     angep:ressten        Teilbürste,    und diese  wird zur grösseren     Stromaufnahme    gezwun  gen. Nun beginnt das Spiel von neuem in  umgekehrter Richtung und wiederholt sich,  solange die     Strombelastung    einen für das Bi  metall unzulässigen Wert überschreitet. Auf  diese Weise     wird    eine selbstregulierende  Stromverteilung erreicht, und der Betrieb  gestaltet sich genau gleich, als ob die Be  lastung dauernd schwanken wird; das heisst  die Bürsten werden abwechslungsweise immer  wieder entlastet, und dies wirkt sich bei  ihrem Verhalten sehr     günstig    aus, da bei  konstanter Belastung- bekanntlich die Bür  sten sich rasch abnützen.

   Ferner besitzt diese  Anordnung noch den Vorteil, dass der     Kom-          mutierungsprozess    direkt beeinflusst wird, da  durch, dass die effektive Bürstenbreite sich  ändert. Die     Bürstenlauffläche    wechselt  dauernd ihre Struktur, - und damit wird eine  unerwünschte Zonenbildung vermieden.  



       In,        Fig.    3     bezw.    4 ist ein weiteres Aus  führungsbeispiel veranschaulicht, welches  sieh vom     bereits    beschriebenen nur durch die  axiale Anordnung der Teilbürsten unter  scheidet. Die Einzelteile der Anordnung sind  wieder durch     dieselben    Bezugszeichen ge  kennzeichnet. In diesem Fall besteht das Bi  metallelement 6, welches den     Anpressdruck     vom Druckhebel 5 auf die beiden Teilbür  sten 3 überträgt, aus je zwei     Bimetallstrei-          fen,    die auch gleichzeitig zur     Stromführung     dienen.

   Die Wirkungsweise dieser Anord  nung ist genau die gleiche wie diejenige der       Fig.    1 und 2.  



  Da die bei Stromüberlastung     eintretende          Wechselwirkung        zwischen    einem Teilbürsten  paar unter Umständen zu lange anhalten  oder auf dieses Bürstenpaar beschränkt blei-         ben    könnte, was zu einer übermässig raschen  Abnützung derselben führen würde, ist es  zweckmässig, benachbarte     Bürsten    desselben  Bürstenstiftes in die Druckregulierung ein  zubeziehen. Dies wird dadurch erreicht, dass  die Druckhebel mehrerer Bürstenhalter eines  Bürstenstiftes mittels einer Lasche 8 starr       miteinander    verbunden werden, so dass bei  Belastungsänderungen eine gegenseitige  Druckbeeinflussung stattfindet.

   Durch diese  mechanische Verbindung von mehreren Teil  bürstenpaaren wird gleichzeitig eine selbst  tätige Druckregulierung bei ungleicher Ab  nützung der Teilbürsten erreicht, da, wenn  aus irgendeinem Grund die Abnützung eines       Bürstenpaares    zunimmt, der Druck auf das  selbe ab- und bei den andern gekuppelten       Bürsten    zunimmt. Es ist vorteilhaft, z. B. je  drei Bürstenpaare eines Bürstenstiftes mit  einander zu verbinden, wobei eine Aus  wechslung der Bürsten, wo es notwendig ist,  ohne     Betriebsunterbruch    erfolgen kann.

    Selbstverständlich ist es auch ohne weiteres  möglich, sämtliche Bürstenpaare eines Bür  stenstiftes     zusammenzufassen.    Wenn meh  rere     Bürstenpaare    miteinander     gekuppelt    sind,  kann der     Anpressdruck    für sämtliche Bürsten  einer     Gruppe    mittels einer gemeinsamen     An-          pressfeder    erzeugt werden.  



  Bei den beschriebenen Ausführungsbei  spielen sind die Bürsten in je zwei Teilbür  sten gleichen     Querschnittes    unterteilt. Die  Erfindung kann aber ebensogut bei nicht  unterteilten Bürsten zur Anwendung kom  men, unter der Voraussetzung natürlich, dass  die Druckhebel mindestens zweier Bürsten  eines Bürstenstiftes starr miteinander gekup  pelt     sind.    Auch in diesem Fall kann jede  Bürste mit seiner eigenen Druckfeder ver  sehen sein, oder es können mehrere Bürsten  mit einer gemeinsamen Feder ausgerüstet  sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Elektrische Maschine mit Bürstenhaltern, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Bürsten unter Zwischenschaltung je eines Bi metallelementes durch mindestens eine An- pressfeder auf die Kollektorlauffläche ge- presst werden, wobei diese Anordnung derart gebaut ist,

   dass bei einer Stromüberlastung der einen Bürste die dadurch verursachte Durchbiegung des zugehörigen Bimetallele- mentes den Anpressdruck der überlasteten Bürste vermindert und gleichzeitig den An- pressdruck der andern Bürste erhöht. UNTE.RANSPRüCHE 1.

   Maschine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das: Bimetallele- rnent zwischen dem Druckhebel des BürEten- halters und der Bürste angeordnet ist. 2. Maschine nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass jede Bürste mit einer Anpressfeder versehen ist und die Druckhebel mindestens zweier Bürsten eines Bürstenstiftes starr miteinander verbunden sind. 3.

   Maschine nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass mehrere Bürsten eines Bürstenstiftes mit einer gemeinsamen Anpressfeder versehen sind. 4. Maschine nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass sämtliche Bürsten eines Bürstenstiftes mit einer gemeinsamen Anpressfeder versehen sind. 5. Maschine nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass beiden Bürsten ein gemeinsamer Druckhebel und eine ge meinsame Anpressfeder zugeordnet sind. 6.

   Maschine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Bimetallele- mente als; Federn ausgebildet sind. 7. Maschine nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass die beiden Bür sten als Teilbürsten eines Bürstenpaares axial hintereinander liegen. B. Maschine nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass beide Bürsten als Teilbürsten eines Bürstenpaares in der Um fangsrichtung der Maschine hintereinander liegen.

   9. Maschine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass ein Bimetallele- ment vom Druckhebel der zum Element ge hörigen Bürste elektrisch isoliert ist und als Stromzuführung zu der Bürste dient. 10. Maschine nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet, dass das. Bimetallele- ment durch ein flexibles Kabel mit der Bürste elektrisch verbunden ist.