CH632106A5 - Drehbare stromabnehmervorrichtung. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine drehbare Stromabnehmervor- nabe 10 dadurch gesichert, dass der zugehörige Schuh 18 an richtung mit einer in einem umlaufenden Rotor angeordneten, seinen Stirnwänden zentrische Vorsprünge oder Zapfen 22 hat, ortsfesten Statornabe, die auf ihrem Umfang mindestens eine 55 die in die Nuten 14 ragen.

mittels Federn radial gegen die innere Mantelfläche des Rotors Wie Fig. 2 gut zeigt, wird jede Bürsteneinheit 16 durch mingedrückte Bürsteneinheit trägt, die ihrerseits in einer Vertie- destens eine zentrale Feder 24 radial nach aussen gedrückt. Um fung der Statornabe aufgenommen ist. die Vorsprünge oder Zapfen 22 in ihren entsprechenden Nuten

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine verbes- 14 zu halten, ist an jedem Ende der Statornabe 10 ein geeigne-serte Befestigung der Bürsten in derartigen Vorrichtungen. 60 ter Rückhalter 26 befestigt, der jeweils ein Teil aufweist, das die

Bei bekannten Stromabnehmern haben die Bürsten zentri- Nut 14 und den darin aufgenommenen Vorsprung oder Zapfen sehe Vorsprünge oder Zapfen an ihren Stirnseiten. Diese Vor- 22 übergreift und seine radiale Bewegungsmöglichkeit sprünge oder Zapfen sind in an der Statornabe vorgesehenen begrenzt.

Nuten aufgenommen, die es den Bürsten gestatten, sich radial Wie Fig. 2 ferner zeigt, ist ein um die Statornabe 10 umlau-

frei zu bewegen, während sie zugleich die Bürsten daran hin- 65 fender Rotor 30 vorgesehen, der mit den Bürsten 20 in Reibver-dern, mit dem Rotor umzulaufen. Eine solche Anordnung ist bindung steht. Um die erforderliche elektrische Energie von beispielsweise aus der US-PS 3 596 225 bekannt. den Bürsten 20 auf den Rotor 30 zu übertragen, ist es erforder-

Bei einer solchen Bürstenbefestigung hat die vom Rotor auf lieh, dass die Bürsten 20 mit der inneren Mantelfläche des

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Rotors 30 in Reibverbindung stehen. Dies hat jedoch zur Folge, dass auf jede Bürsteneinheit 16 Reibkräfte einwirken, die die Bürsteneinheit zu kippen suchen, so dass die Vorderkante der Bürste 20 stärker gegen den Rotor angedrückt wird als die rückwärtige Kante der Bürste. Insbesondere werden auch die in den Nuten 14 aufgenommenen Vorsprünge oder Zapfen 22 gegen die Flanschen 12 gedrückt und bilden für die Bürste eine Kippachse.

Wie Fig. 2 schematisch zeigt, wirkt die resultierende Schubkraft Fd allgemein tangential und kann in eine waagrechte und in eine lotrechte Komponente Fh und Fv zerlegt werden. Das Kippen der Bürsten bewirkt eine aus der lotrechten Schubkraftkomponente Fv und einem Hebelarm C gebildetes Drehmoment FVC. Anderseits wird die waagrechte Schubkraftkomponente Fh durch die Reaktion des Vorsprunges oder Zapfens 22 gegen den Flansch 12 aufgehoben. Das Ergebnis ist, dass die Vorderkante jeder Bürsteneinheit 16 sich bei dieser bekannten Anordnung stärker gegen die innere Mantelfläche des Rotors 30 anpresst, wodurch der Anpressdruck und damit auch der Verschleiss der Bürste nahe ihrer Vorderkante verstärkt und die Lebensdauer der Bürste herabgesetzt werden.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung wird dagegen die Lebensdauer der Bürste dadurch beträchtlich verlängert, dass einfach an der Stirnseite jedes Schuhes 18, die an der Vorderkante der betreffenden Bürsteneinheit 16 liegt, ein weiterer Zapfen 32 angeordnet wird. Dieser Zapfen 32 hat eine abgerundete Kante 34 und greift mit dieser an einer als zweites Sperrglied dienenden radialen Führungsfläche 36 an. Diese Führungsfläche 36 kann eine Fläche des zugeordneten Flansches 12 sein oder aus einem an diesem Flansch angebrachten Teil bestehen. Die Zuordnung des Zapfens 32 als erstem Sperrglied und der Führungsfläche 36 als zweitem Sperrglied muss jedenfalls so sein, dass die Zapfen 32 den einzigen Widerstand der Bürsteneinheiten 16 gegen eine Drehbewegung bewirken und die Zapfen 22 nicht an den Flanschen 12 angedrückt werden. So bildet die Berührung zwischen den abgerundeten Kanten 34 der Zapfen 32 und der Führungsfläche 36 die jeweilige Kippachse der Bürsteneinheiten 16.

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Durch die Hinzufügung dieser Sperrglieder an jeder Bürsteneinheit nahe der vorderen Bürstenkante und durch geeignete Federkraft wird somit ein gleichförmiger Anpressdruck zwischen Bürste 20 und Rotor 30 erzielt.

Der von den Zapfen 32 und den Führungsflächen 36 ausgeübte Zwang hebt das bisherige Drehzentrum und damit das oben erwähnte Drehmoment FVC auf, das den ungleichförmigen Anpressdruck der Bürste verursachte. Die Feder 24 erzeugt weiterhin die nach aussen wirkende radiale Druckkraft. Da die Feder jedoch mit Abstand von der Zwanglaufstelle der Bürste angeordnet ist, drückt sie nun die Bürste 20 gleichförmig gegen die zugehörige Innenmantelfläche des Rotors 30.

Obgleich es erwünscht sein kann, die Feder 24 wie bisher mittig an der Bürsteneinheit 16 anzuordnen, kann es auch vorteilhaft sein, sie an einer anderen Stelle vorzusehen. So zeigt Fig. 5, dass die Feder 24 in Umfangsrichtung verschoben nun nahe der rückwärtigen Kante der Bürste 20 exzentrisch an der Bürsteneinheit 16 angreift. Da die Zwanglaufstelle an der Bürste nahe ihrer Vorderkante liegt, bewirkt diese abgewandelte Federanordnung eine noch gleichförmigere Anpressung der Bürste gegen den Rotor.

Fig. 6 zeigt eine weitere Abwandlung der Anordnung der Bürsteneinheit 16. Anstelle einer Einzelfeder oder einer Reihe von Einzelfedern 24 sind hier zwei Federn 40,42 vorgesehen. Diese Federn 40,42 sind exzentrisch zur Mitte der Bürsteneinheit 16 angeordnet, wobei die Feder 40 an der Vorderkante und die Feder 42 an der rückwärtigen Kante der Bürsteneinheit 16 angreift. Obgleich die Federn 40,42 die gleiche Federstärke haben können, ist es vorteilhafter, wenn die Federstärke der rückwärtigen Feder 42 grösser ist als diejenige der vorderen Feder 40. Auf diese Weise kann jedes Bestreben, die Vorderkante der Bürsteneinheit 16 durch die Reibungskraft gegen den Rotor 30 zu drücken, durch den Unterschied der Federkräfte der Federn 40,42 ausgeglichen werden.

Obgleich hier nur einzelne Federn 40,42 erwähnt sind, gilt dies abhängig von der axialen Abmessung der Bürsteneinheit 16 auch für Reihen mit mehr als jeweils einer Feder 40 bzw. 42.

1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

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1. Drehbare Stromabnehmervorrichtung mit einer in einem bungskraft das Bestreben, die Bürste um ihre Mitte so zu kip-umlaufenden Rotor angeordneten ortsfesten Statornabe, die pen, dass im Bereich der Vorderkante der Bürste ein den auf ihrem Umfang mindestens eine mittels Federn radial gegen Durchschnittsdruck übersteigender Anpressdruck gegen den die innere Mantelfläche des Rotors gedrückte Bürsteneinheit s Rotor vorliegt, während dieser am rückwärtigen Ende der Bür-trägt, die ihrerseits in einer Vertiefung der Statornabe aufge- ste geringer ist als der Durchschnittsdruck. Hieraus ergibt sich nommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass neben der in Dreh- ein unerwünschter einseitiger Bürstenverschleiss, so dass die richtung vorderen Kante jeder Bürsteneinheit (16) ein erstes Bürsten häufiger als üblicherweise vorgesehen ausgetauscht Sperrglied (32) angeordnet ist, das mit einem zweiten, an der werden müssen.

Statornabe ( 10) angeordneten Sperrglied (36) zusammenwir- ' o Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Bür-kend eine Radialbewegung der Vorderkante der Bürstenein- stenbefestigung so vorzusehen, dass die Bürsten einem mög-heit ( 16) behindert. liehst gleichförmigen Anpressdruck gegen den Rotor und

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, damit auch einem gleichförmigen Verschleiss ausgesetzt sind, dass das erste Sperrglied (32) aus an den Stirnseiten der Bür- Die Erfindung wird darin gesehen, dass neben der in Dreh-steneinheit (16) befindlichen Vorsprüngen oder Zapfen (32) und is richtung vorderen Kante jeder Bürsteneinheit ein erstes Sperr-das zweite Sperrglied (36) aus an der Statornabe ( 10) angeord- glied angeordnet ist, das mit einem zweiten, an der Statornabe neten radialen Führungsflächen (36) bestehen, an denen das angeordneten Sperrglied zusammenwirkend eine Radialbewe-erste Sperrglied (32) in Umfangsrichtung angreift. gung der Vorderkante der Bürsteneinheit behindert.

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PATENTANSPRÜCHE den Bereich der Vorderkante der Bürste einwirkende Rei-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- Einzelheiten besonderer Ausführungsarten ergeben sich zeichnet, dass das erste und zweite Sperrglied (32,36) gleitbar 20 aus den abhängigen Patentansprüchen.

aufeinander abgestützt sind. Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung an

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch Ausführungsbeispielen näher erläutert, und zwar zeigen: gekennzeichnet, dass die auf dem zweiten Sperrglied (36) abge- Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Statornabe eines stützten Kanten (34) des ersten Sperrgliedes (32) abgerundet umlaufenden Stromabnehmers mit in bekannter Weise daran sind. 25 befestigten Bürsten,

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch Fig. 2 einen teilweisen, vergrösserten Querschnitt durch die gekennzeichnet, dass j ede Bürsteneinheit ( 16) einen die Bürste Statornabe der Fig. 1,

(20) tragenden Schuh (18) aufweist und dass das erste Sperr- Fig. 3 eine Stirnansicht eines Teiles einer Statornabe der glied (32) am Schuh ( 18) befestigt ist. Fig. 1 mit einer Bürstenbefestigung nach der Erfindung,

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch 30 Fig. 4 eine schematische Stirnansicht der Bürstenbefesti-gekennzeichnet, dass die Federn (24) mittig an jeder Bürsten- gung nach Fig. 3,

einheit (16) angreifen. Fig. 5 eine schematische Stirnansicht einer abgewandelten

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch Bürstenbefestigung und gekennzeichnet, dass die Federn (24) in Richtung zum rückwär- Fig. 6 eine schematische Stirnansicht einer weiteren tigen Ende der Büsteneinheit (16) versetzt angeordnet sind. 35 Abwandlung einer Bürstenbefestigung.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch Fig. 1 zeigt im einzelnen eine Statornabe 10 einer umlaufen-gekennzeichnet, dass jeweils zwei radial wirkende Federn (40/, den Stromabnehmervorrichtung. Um diese Statornabe kann 42) mit Abstand voneinander und exzentrisch zur Mitte der ein nicht dargestellter Rotor umlaufen. Die Statornabe 10 jeweiligen Bürsteneinheit (16) auf dem Umfang der Statornabe besitzt an ihren Stirnenden radiale Flanschen 12, die so ausge-(10) angeordnet sind, wobei die eine (40) nahe der Vorderkante 40 bildet sind, dass sie eine Vielzahl von über ihren Umfang ver-und die andere (42) nahe der rückwärtigen Kante der Bürsten- teilten Nuten 14 aufweisen. Mit jedem Satz Nuten fluchtet eine einheit ( 16) vorgesehen sind. Bürsteneinheit 16. Jede Bürsteneinheit 16 hat einen Schuh 18,

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, an dessen Aussenseite eine Bürste 20 befestigt ist. Die Verbin-dass die Federstärke der nahe der rückwärtigen Kante der Bür- dung zwischen Schuh und Bürste erfolgt zweckmässig mit steneinheit (16) angreifenden Feder (42) grösser ist als die 45 einem elektrisch hochleitfähigen Lötmittel. Verschlissene Bür-Federstärke der an der vorderen Kante der Bürsteneinheit (16) sten werden einfach dadurch ersetzt, dass sie so stark erhitzt angreifenden Feder (40). werden, dass das Lötmittel schmilzt und eine neue Bürste 20 am

Schuh 18 angelötet werden kann. Die Schuhe 18 bestehen vorzugsweise aus Kupfer, während die Bürsten 20 aus Silbergra- 50 phit bestehen, wenngleich auch andere Metalle und Legierungen verwendbar sind.

Jede Bürsteneinheit 16 wird gegen Drehung um die Stator-