DD261884A1

DD261884A1 - ABRING COAL BRUSH WITH SPRING ELEMENT

Info

Publication number: DD261884A1
Application number: DD28824986A
Authority: DD
Inventors: Friedrich Cunow
Original assignee: Friedrich Cunow
Priority date: 1986-02-26
Filing date: 1986-02-26
Publication date: 1988-11-09

Abstract

Die Abschaltkohlebuerste findet Anwendung bei elektrischen Maschinen mit Kollektor oder Schleifringen. Sie bewirkt eine selbsttaetige Abschaltung. Das einteilige Federelement ist in die Kohlebuerste integriert, durch seine Anordnung wird die Vorspannung festgelegt. Durch Erreichen der Bruchgrenze wird die Federspannung frei und hebt die Kohlebuerste vom Kollektor oder Schleifring ab. Hierzu eine Zeichnung. Fig. 1The shut-off carbon brush applies to electric machines with collector or slip rings. It causes a self-shutdown. The one-piece spring element is integrated into the carbon brush, by its arrangement, the bias is set. By reaching the breaking point, the spring tension becomes free and lifts the carbon brush off the collector or slip ring. For this a drawing. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Zur Übertragung des elektrischen Stromes auf umlaufende Kommutatoren und Schleifringe werden allgemein Kohlebürsten verwendet. Bei ihrer vollständigen Abnutzung kann die Kohlebürsten-Andruckfeder Schäden verursachen, zu deren Verhinderung Abschaltkohlebürsten eingesetzt werden, die den Stromkreis selbsttätig unterbrechen.Carbon brushes are commonly used to transfer the electrical current to rotary commutators and slip rings. When fully worn, the carbon brush pressure spring can cause damage that is prevented by the use of carbon brushes that automatically break the circuit.

Characteristic of the known technical solutions

Es sind technische Lösungen bekannt, die sich alle auf die Grundlagenpatente RP 580792 RP 615404 RP 621 596Technical solutions are known, all of which are based on the basic patents RP 580792 RP 615404 RP 621 596

stützen. Ihnen ist gemeinsam die Verwendung einer unter Vorspannung stehenden Spiral-Druckfeder, die einen Nippel aus elektrisch nicht leitendem Werkstoff bei Abnutzung der Kohlebürste aus dieser heraustreibt, wodurch sich die Kohlebürste vom Kollektor abhebt und damit den Stromkreis unterbricht. Ferner ist durch DE 847307 eine Lösung bekannt geworden, bei der in einem trapezförmigen Ausschnitt in der Elektrokohle, dessen verjüngter Teil in Richtung zum Kollektor liegt, als Kraftspeicher eine Spiral-Druckfeder mit einem Nippel aus elektrisch nicht leitendem Werkstoff untergebracht ist. An der Schmalseite des Trapezes sind Bruchkanten ausgebildet, die bei entsprechender Abnutzung der Kohlebürste zum Heraustrennen eines Stückes Elektrokohle führen sollen, auf dem der Nippel aufliegt, um zu verhindern, daß er direkt auf dem Kollektor schleift.. Bekannt ist mit DE 1763744 auch eine Lösung, bei der in eine in die Stirnseite der Kohlebürste eingebrachte Bohrung ein Einzelkörper aus Gummi oder Kunststoff eingeführt ist, der unter Druckspannung gesetzt wird und bei erfolgter Abnutzung die Kohlebürste vom Kollektor abheben soll.support. They share the use of a biased spiral compression spring, which expels a nipple of electrically non-conductive material in wear of the carbon brush from this, causing the carbon brush lifts off the collector and thus interrupts the circuit. Furthermore, DE 847307 a solution has become known in which in a trapezoidal cutout in the electric charcoal, the tapered part is located in the direction of the collector, as a force storage a spiral compression spring is housed with a nipple of electrically non-conductive material. On the narrow side of the trapezoid breakage edges are formed, which should lead to the cutting out of a piece of electric charcoal with appropriate wear of the carbon brush, on which the nipple rests to prevent it dragging directly on the collector .. Known is DE 1763744 also a solution in which in a introduced into the end face of the carbon brush bore a single body made of rubber or plastic is introduced, which is placed under compressive stress and should wear off the carbon brush to lift off the collector.

Die in der Praxis angewendeten Abschaltkohlebürsten haben Schrauben-Druckfedern mit Plastnippeln, die auf der Stirnseite in die Elektrokohle eingebracht sind. Ein Problem hierbei ist die Erzeugung und Aufrechterhaltung der genügend großen Vorspannung, damit eine plötzliche Abschaltung erfolgen kann. Hierzu wurden mehrere Patente erteilt. Schrauben-Druckfedern haben die technische Eigenschaft, daß sich bei ihnen nur ein Teil der aus dem Werkstoff gegebenen möglichen Beanspruchung ausnutzen läßt.The used in practice Abschaltkohlebürsten have screw springs with plastic nipples, which are placed on the front side in the electric charcoal. A problem here is the generation and maintenance of the sufficiently large bias, so that a sudden shutdown can take place. Several patents have been granted for this purpose. Screw compression springs have the technical property that only a part of the potential stress from the material can be exploited in them.

Bei der in einem Ausbruch untergebrachten Spiral-Druckfeder mit Nippel und vorbereiteten Bruchkanten würde nur dann eine plötzliche Abschaltung erreicht werden, wenn der Bürstenhalter in seinem unteren, dem Kollektor zugewendeten Teil, eine elektrische Isolation hätte, wie das im RP 503793 angegeben wurde.With the nipple coil spring and prepared breaklines placed in an eruption, a sudden shutdown would only be achieved if the brush holder had electrical insulation in its lower part facing the collector, as stated in RP 503793.

Bei der Lösung mit federndem Einzelkörper aus Gummi oder Kunststoff besteht das Problem der Aufrechterhaltung der Elastizität bei den in der Kohlebürste herrschenden Temperaturen über einen langen Zeitraum.In the solution with resilient single body made of rubber or plastic, the problem of maintaining the elasticity at the temperatures prevailing in the carbon brush over a long period of time.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine konstruktive Lösung für eine Abschaltkohlebürste vorzuschlagen, die durch ein einfaches Konstruktionselement Werkstoff einspart, die Kraftspeicherung ohne zusätzliche Maßnahmen, auch bei Beschleunigungsbeanspruchungen bei Schlagbohr-Vorgängen, aufrecht erhält und das automatisierungsfreundlich geschaltet ist. Diese Lösung soll auch bei Kohlebürsten mit relativ geringem Querschnitt anwendbar sein.The aim of the invention is to propose a constructive solution for a Abschaltkohlebürste that saves material by a simple design element, the energy storage without additional measures, even with acceleration stresses in percussion operations, upright and is switched to automation. This solution should also be applicable to carbon brushes with a relatively small cross-section.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abschaltbürste unter Verwendung eines einfachen Federelementes zu schaffen.The invention has for its object to provide a shut-off brush using a simple spring element.

Features of the invention

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein abgewinkeltes Federelement, das an einer Seite einen verdickten Überzug aus elektrisch nicht leitendem Werkstoff hat, in zwei in die Kohlebürste eingebrachte Bohrungen unterschiedlichen Querschnitts, die an einer Seite miteinander verbunden sind, so eingeführt wird, daß das Federelement dadurch unter Vorspannung kommt. Der größere, dem Kollektor am nächsten liegende Durchbruch, hat die Querschnittsform eines gestreckten Halbkreises, dessen kürzere Seite durchgängig mit einer innen im Durchbruch ausgebildeten Wölbung versehen ist, die mindestens die Breite des doppelten Radius hat und die höher ist als die Höhe des Kreisabschnittes, dessen Sehnenlänge der Länge derauf dem Kollektor radial aufliegenden Kohlebürste entspricht. Die zum Kollektor hin gerichteten Kanten der Wölbung im Durchbruch sollen spitzwinklig sein, sie können auch schräg nach außen ausgestellt sein.According to the invention, the object is achieved in that an angled spring element having a thickened coating of electrically non-conductive material on one side, in two introduced into the carbon brush holes of different cross-section, which are interconnected on one side, is introduced so that the Spring element is thereby biased. The larger, closest to the collector breakthrough, has the cross-sectional shape of a stretched semicircle, the shorter side is provided throughout with an inside formed in the breakthrough curvature, which has at least the width of twice the radius and which is higher than the height of the circular section whose Chord length corresponds to the length of the brush lying radially on the collector. The edges of the curvature directed towards the collector in the opening should be acute-angled, they may also be exposed obliquely to the outside.

Mit der Abnutzung der Kohlebürste nähert sich der Durchbruch mit dem Federelement dem Kollektor und beim Erreichen der Bruchzone wird durch die Kraft des gespannten Federelementes die Kohleschicht ausgebrochen und die Kohlebürste gegen die Bürstenandruckfedervom Kollektor abgehoben, wodurch der Stromkreis sofort unterbrochen und die elektrische Maschine abgeschaltet wird. Der isolierte Schenkel des Federelementes liegt dabei auf dem Kollektor auf, der andere Schenkel wird in der kleineren Bohrung festgehalten und geführt.With the wear of the carbon brush, the breakthrough with the spring element approaches the collector and upon reaching the rupture zone, the carbon layer is broken by the force of the tensioned spring element and the carbon brush lifted against the Bürstenandruckfedervolder, causing the circuit is immediately interrupted and the electric machine is turned off. The isolated leg of the spring element rests on the collector, the other leg is held and guided in the smaller bore.

embodiment

Die erfindungsgemäße Anwendung des Federelementes soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The application of the spring element according to the invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Es zeigenShow it

Fig. 1: eine Schnittdarstellung einer Kohlebürste mit FederelementFig. 1: a sectional view of a carbon brush with spring element

Fig.2: eine Seitenansicht einer Kohlebürste mit Durchbruch und Federelement2 shows a side view of a carbon brush with breakthrough and spring element

Fig.3: eine Seitenansicht einer Kohlebürste mit modifiziertem Durchbruch3 shows a side view of a carbon brush with modified breakthrough

Fig. 4: die Draufsicht von einer Ausführungsform des Schenkels des Federelements für die BohrungFig. 4: the top view of an embodiment of the leg of the spring element for the bore

Fig.5: die Draufsicht von einer 2. Ausführungsform des Schenkels des Federelementes für die Bohrung5 shows the plan view of a second embodiment of the leg of the spring element for the bore

Fig. 6: Die Seitenansicht von einer 3. Ausführungsform des Schenkels des Federelementes für die BohrungFig. 6: The side view of a third embodiment of the leg of the spring element for the bore

' Die Kohlebürste 1 nach Fig. 1 und 2 ist mit einer kleineren Bohrung 2 und mit einer zu einem Durchbruch erweiterten Bohrung 3 versehen, die miteinander auf einer Seite verbunden sind. Der Durchbruch 3 hat den nach Fig.2 oder Fig.3 dargestellten Querschnitt. Das abgewinkelte Federelement mit dem verdickten Überzug aus elektrisch nicht leitendem Werkstoff 4 ist unter Vorspannung in die Bohrung 2 und den Durchbruch 3 eingeführt und liegt auf der Wölbung 5 auf, die in spitzwinklige Bruchkanten 6 oder in ausgestellte Bruchkanten 7 nach Fig; 3 ausläuft.The carbon brush 1 according to FIGS. 1 and 2 is provided with a smaller bore 2 and with an opening 3 widened to a breakthrough, which are connected to each other on one side. The opening 3 has the cross section shown in FIG. 2 or FIG. The angled spring element with the thickened coating of electrically non-conductive material 4 is introduced under bias in the bore 2 and the opening 3 and rests on the buckle 5, which in acute-angled breaklines 6 or in issued breaking edges 7 of FIG. 3 expires.

Der in die Bohrung 2 einzuführende Schenkel des abgewinkelten Federelementes 4 kann nach Fig.4 als gewellte Feder, nach Fig. 5 aIs gebogene Feder mit Kralle oder nach Fig. 6'aIs abgewinkelte Kralle gestaltet sein. Damit wird ein besonders fester Sitz in der Bohrung erreicht, wie er insbesondere bei Schlagbohr-Vorgängen erforderlich ist.The inserted into the bore 2 leg of the angled spring element 4 may be designed as Fig. 4 as a corrugated spring, as shown in FIG. 5 as a bent spring with claw or 6'aIs angled claw. Thus, a particularly tight fit is achieved in the bore, as required in particular Schlagborhr operations.

Mit der beschriebenen Anordnung wird erreicht, daß die für das Abheben erforderliche Vorspannung des Federelementes ohne zusätzliche Mittel oder Maßnahmen aufrecht erhalten wird. Das abgewinkelte Federelement ist materialsparend. Mit der beschriebenen Gestaltung und der geringen Eigenmasse in Verbindung mit der ständig vorhandenen Federkraft ist die Abschaltkohlebürste auch für den Einsatz in elektrischen Maschinen geeignet, in denen die Kohlebürsten starken Beschleunigungen unterworfen sind.With the described arrangement it is achieved that the required for the lifting bias of the spring element is maintained without additional means or measures. The angled spring element saves material. With the described design and the low intrinsic mass in conjunction with the permanently existing spring force Abschaltkohlebürste is also suitable for use in electrical machines in which the carbon brushes are subjected to strong accelerations.

Claims

1. Abschaltkohlebürste with spring element which is connected to a non-conductive material, which is arranged with bias in a breakthrough of the carbon brush and whose recess has broken edges as predetermined breaking point, characterized in that an angled spring element (4) is used, one leg with a Thick coating is provided from electrically non-conductive material, which is introduced with the free leg in a bore (2) and with the isolated leg in a known breakthrough (3) under tension, the bore (2) and the breakthrough ( 3) are interconnected on the introduction side and the opening (3) is in the collector or slip ring facing side of the carbon brush (1).

2. Abschaltkohlebürste according to claim 1, characterized in that for the spring element (4) used spring steel is preferably designed with a round or rectangular profile.

3. Abschaltkohlebürste according to claim 1 and 2, characterized in that in the bore (2) inserted part of the spring element (4) is carried out corrugated.

4. Abschaltkohlebürste according to claim 1 and 2, characterized in that in the bore (2) inserted part of the spring element (4) is bent at the end to the opposite direction and provided with a crank or claw.

5. Abschaltkohlebürste according to claim 1 and 2, characterized in that in the bore (2) inserted part of the spring element (4) is executed with a buckling.

6. Abschaltkohlebürste according to claim 1 to 5, characterized in that in the bore (2) introduced part of the spring element (4) is additionally glued.

7. Abschaltkohlebürste according to claim 1, characterized in that provided for the thickened coating of electrically non-conductive material leg of the spring element (4) is provided to increase the adhesion of the coating with thickening or notching or cranking.

8. Abschaltkohlebürste according to claim 1 and 7, characterized in that the coating of electrically non-conductive material is pressed against the leg of the spring element (4).

9. Abschaltkohlebürste according to claim 1 and 7, characterized in that the coating of electrically non-conductive material to the leg of the spring element (4) is cast or applied by dipping. /

10. Abschaltkohlebürste according to claim 1 and 7, characterized in that the coating of electrically non-conductive material is adhered to the leg of the spring element (4).

11. Abschaltkohlebürste according to claim 1, characterized in that the opening (3) has the shape of an elongated semicircle, the collector towards the narrow side to a curvature (5) is designed, which has at least twice the width of the radius of the semicircle and the is higher than the height of the circular section, whose chord length corresponds to the length of the collector brush on the radially superposed carbon brush (1) and terminates in acute-angled breaklines (6).

12. Abschaltkohlebürste according to claim 1 and 11, characterized in that the collector directed towards the edges (7) of the curvature (5) are issued obliquely outwards.

13. Abschaltkohlebürste according to claim 1 to 12, characterized in that the described arrangement is incorporated repeatedly in carbon brushes.