DE102005063170B4

DE102005063170B4 - Verfahren zum Bestücken einer Kohlebürste mit Abschalteinrichtung

Info

Publication number: DE102005063170B4
Application number: DE102005063170A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Georg Tontsch; Joachim Simon; Edmund Kübler
Original assignee: Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
Current assignee: Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
Priority date: 2005-12-30
Filing date: 2005-12-30
Publication date: 2011-12-08
Anticipated expiration: 2025-12-31
Also published as: BRPI0605668A; CZ305974B6; CN1992451B; HU0600944D0; RU2006147210A; DE102005063170A1; CN1992451A; CZ2006832A3; RU2375796C2; MX2007000221A; HUP0600944A2; HU226987B1; RO123574B1

Abstract

Verfahren zum Bestücken einer Kohlebürste (10) mit einer Abschalteinrichtung umfassend ein Abschaltelement (18) wie Bolzenelement mit auf dieses einwirkendem Federelement (20), wobei die Abschalteinrichtung in eine entlang der Längsachse der Kohlebürste verlaufendes von zur Lauffläche der Kohlebürste gegenüberliegender Stirnfläche (14) ausgehende Ausnehmung (16) wie Sackloch eingebracht und das Federelement zwischen dem Abschaltelement und einem die Ausnehmung öffnungsseitig verschließenden plättchenförmigen Abdeckelement (22, 40, 44) gespannt wird, das mit der Kohlebürste stoffschlüssig verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement mit dem Abdeckelement außerhalb der Kohlebürste zur Bildung einer Einheit verbunden und im ungespannten Zustand in die Ausnehmung eingebracht wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestücken einer Kohlebürste mit einer Abschalteinrichtung umfassend ein Abschaltelement wie Bolzenelement mit auf dieses einwirkendem Federelement, wobei die Abschalteinrichtung in eine entlang Längsachse der Kohlebürste verlaufendes von zur Lauffläche der Kohlebürste gegenüberliegender Stirnfläche ausgehende Ausnehmung wie Sackloch eingebracht und das Federelement zwischen dem Abschaltelement und einem die Ausnehmung öffnungsseitig verschließenden plättchenförmigen Abdeckelement gespannt wird, das mit der Kohlebürste stoffschlüssig verbunden wird.
Der DE 2801839 A oder der DE 8019751 U sind gattungsgemäße Kohlebürsten mit Abschalteinrichtungen zu entnehmen. Dabei umfasst jede Abschalteinrichtung aus einem in einem Sackloch der jeweiligen Kohlebürste angeordneten Abhebebolzen, auf den ein Federelement einwirkt, das zwischen dem Abhebebolzen und einem Abdeckelement gespannt wird, über das das Sackloch verschlossen wird.
Die Abschalteinrichtung besteht üblicherweise aus einem Bolzen, auf den eine als Schraubenfeder ausgebildete Feder einwirkt, die ihrerseits zwischen dem Bolzen und dem plättchenförmigen Abdeckelement gespannt wird. Zum Montieren der Abschalteinrichtung werden zunächst das Bolzenelement und sodann das Federelement in das Sackloch eingesetzt.
Anschließend wird das Federelement mittels des Abdeckelementes in das Sackloch hineingedrückt und das Abdeckelement mit der Kohlebürste verklebt. Eine entsprechende Montage ist aufwändig und damit zeitintensiv.
Nach der DE 1 763 744 A wird eine Kohlebürste mit Abschaltvorrichtung vorgeschlagen, bei der Abschaltelement und Federelement eine Einheit bilden. Hierbei handelt es sich insbesondere um einen federnden Kunststoffkörper oder um einen Gummikörper. Entsprechende Abschalteinrichtungen haben sich jedoch in der Praxis nicht bewährt.
Es ist auch bekannt, in einem Gehäuse eine Abschalteinrichtung einzubringen, das seinerseits in einem Sackloch befestigt wird ( DE 74 04 456 U ).
Die DE 23 55 725 A bezieht sich auf einen Abschaltkontakt, der als separates Bauteil ausgebildet ist. Das Bauteil besteht dabei aus einer Druckfeder, einem Isolierstück und einem Abschlussstück, um die Druckfeder zwischen diesem und dem Isolierstück festzulegen und zu spannen. Das Bauteil wird in ein Sackloch eingebracht, das außenseitig mit Kitt verschlossen wird.
Eine sogenannte Abschaltbürste ist in dem DE 75 26 736 U beschrieben. In die Abschaltbürste ist eine Abschalteinheit bestehend aus Führungshülse, Druckfeder und Abhebebolzen einsetzbar, die abschnittsweise über der Kohlebürste vorsteht.
In der WO 03/043142 A wird eine Kohlebürste mit einer Abschalteinrichtung beschrieben, die ein Abschaltorgan mit vorgespannter Feder umfasst, die von einer aus elektrisch isolierendem Material bestehenden Umhüllung umgeben ist. Die Einheit wird in ein Sackloch eingestampft.
Nach der DE 614 404 C kann eine Kohlebürste über einen Isolierbolzen von einem Kommutator abgehoben werden. Auf den Isolierbolzen wirkt eine Feder ein, die von einem Blechstreifen gesichert ist, der in der Kohlebürste festgeklemmt ist.
Bei einer Kohlebürste nach der US 2,813,208 A wird nach einer Ausführungsform ein von einer Feder beaufschlagtes zylindrisches Element als Abheborgan eingesetzt. Die Feder selbst stützt sich gegen die Bodenwandung einer die Kohlebürste aufnehmenden Führung ab.
Ein Abschaltnippel für eine Kohlebürste nach der DE 1 009 286 B wird von einer Druckfeder beaufschlagt, die gegen einen die Kohlebürste rückseitig verschließenden Bügel abstützbar ist. Der Bügel weist dabei einen sich in Richtung der den Abschaltnippel aufnehmenden Sackbohrung erstreckenden Vorsprung auf, um das Federelement auszurichten.
Das DE 1 679 529 U bezieht sich auf eine abschaltbare Kohlebürste. Hierzu ist ein in einem Sackloch angeordneter Abschaltnippel vorgesehen, auf den eine Schraubenfeder einwirkt, die ihrerseits gegen eine Platte abstützbar ist, die das Sackloch außenseitig verschließt. Montagemäßig werden zunächst die Abschaltfeder und der Abschaltnippel in das Sackloch eingebracht, um sodann dieses mittels der Platte zu verschließen.
Gegenstand der DD 261 884 A ist eine Abschahkohlebürste mit Federelement, das abgewinkelt ist und das bei unzulässiger Abnutzung der Kohlebürste diese von einem Kommutator abhebt.
Bei den vorbekannten Abschalteinrichtungen werden diese entweder nach dem Einbringen in ein Sackloch anschließend außenseitig durch Verschließen des Sacklochs gesichert oder stehen abschnittsweise rückseitig über der Kohlebürste vor, wodurch eine unerwünschte Einbauhöhe zu berücksichtigen ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass eine montagemäßige Vereinfachung erfolgt, so dass insbesondere in automatischen Produktionsprozessen ein einwandfreies Einsetzen und Sichern der Abschalteinrichtung in der Kohlebürste ermöglicht wird.
Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass das Federelement mit dem Abdeckelement außerhalb der Kohlebürste zur Bildung einer Einheit verbunden und im ungespannten Zustand in die Ausnehmung eingebracht wird.
Abweichend vom vorbekannten Stand der Technik müssen Abschaltelement und Feder nicht gesondert in ein Sackloch einer Kohlebürste eingebracht und sodann das Sackloch durch ein plättchenförmiges Abdeckelement verschlossen werden, sondern Feder und Abdeckelement bilden eine Einheit, so dass beim Verschließen des Sackloches die Feder ordnungsgemäß positioniert und vorgespannt wird. Somit wird die Anzahl der Elemente, mit der die Kohlebürste bestückt wird, reduziert. Gleichzeitig ist eine ordnungsgemäße Ausrichtung des Federelementes zu dem Abschaltelement sichergestellt.
In Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Abschaltelement, das Federelement sowie das Abdeckelement als vormontierte Einheit in die Abschaltvorrichtung eingebracht werden.
Das Federelement kann mit dem Abdeckelement verbunden werden. So kann von kohlebürstenseitig verlaufender Fläche des Abdeckelementes ein Vorsprung ausgehen, an dem das Federelement fixiert wird. Auch eine schwalbenschwanzförmige Ausnahme kann an der kahlebürstenseitig verlaufenden Fläche des Abdeckelementes ausgebildet sein, in die das Federelement, bei dem es sich vorzugsweise um eine Schraubenfeder handelt, eingebracht wird. Auch kann das Federelement mit der Abdeckung stoffschlüssig verbunden werden.
Nach Weiterbildungen ist vorgesehen, dass von kohlebürstenseitig verlaufender Fläche des Abdeckelementes ein oder mehrere Vorsprünge ausgehen, zwischen denen das Federelement festgeklemmt wird.
Das Abdeckelement kann außenseitig bündig zu der der Lauffläche gegenüberliegenden Stirnfläche der Kohlebürste verlaufen. Ein Aufsetzen des Abdeckelementes auf die Stirnfläche ist gleichfalls möglich, so dass Bereiche der kohlebürstenseitig verlaufenden Fläche des plättchenförmigen Abdeckelementes auf der Stirnfläche aufliegen und mit dieser zum Beispiel verklebt wird.
Es besteht auch die Möglichkeit, dass das Abdeckelement sich über gesamte oder nahezu gesamte zu der Lauffläche gegenüberliegender Stirnfläche erstreckt und eine Durchbrechung wie Bohrung aufweist, die von der von der Kohlebürste ausgehenden Litze durchsetzt ist.
Das Abdeckelement selbst kann durch Kleben mit der Kohlebürste verbunden werden. Dabei kann das Abdeckelement insbesondere aus einem elektrisch isolierendem Material wie Kunststoff bestehen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert:
Es zeigen:
1 eine erste Ausführungsform einer Kohlebürste,
2 eine zweite Ausführungsform einer Kohlebürste,
3 eine dritte Ausführungsform einer Kohlebürste,
4 in auseinander gezogener Darstellung eine Abschalteinrichtung,
5 eine erste vormontierte Einheit aus Abschaltbolzen, Federelement und Abdeckelement und
6 eine zweite vormontierte Einheit aus Abschaltbolzen, Federelement und Abdeckelement.
In den 1 bis 3 sind Prinzipdarstellungen von Kohlebürsten 10 dargestellt, in denen Abschalteinrichtungen eingesetzt sind, über die die Kohlebürste 10 dann von einem Kontaktelement wie Kollektor abgehoben wird, wenn die Kohlebürste 10 unzulässig verschlissen ist. Entsprechende Abschalteinrichtungen sind hinreichend bekannt und werden umfassend eingesetzt. Bei der nachstehenden Beschreibung werden daher nur die wesentlichen Elemente erläutert, wobei für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
Um eine Abschalteinrichtung einzusetzen, geht von der der Lauffläche 12 der Kohlebürste 10 gegenüberliegenden rückseitigen Stirnfläche 14 ein Sackloch 16 aus, in dem ein Abschaltbolzen oder -nippel 18 und eine Schraubenfeder 20 eingebracht werden. Das Sackloch 16 wird sodann von einem plättchenförmigen Abdeckelement 22 verschlossen, über das die Schraubenfeder 20 zwischen dem Bolzenelement 18 und der innen liegenden Fläche 24 des Abdeckelementes 22 gespannt wird. Des Weiteren geht nach den Ausführungsbeispielen der 1 und 3 von der rückseitigen Stirnfläche 14 eine Anschlusslitze 26 aus, die innerhalb der Kohlebürste 10 entlang deren Längsachse verlaufen kann. Die Litze 26 durchsetzt nach der 1 die rückseitige Stirnfläche 14 außerhalb des Abdeckelementes 22.
Wird nun die Kohlebürste 10 in einem Umfang verschlissen, dass der Boden des Sacklochs 16 abgerieben wird, so wird der Bolzen 18 über die Schraubenfeder 20 aus der Kohlebürste 10 herausgedrückt und somit diese von einem Kollektor oder einem anderen Strom übertragenden Element abgehoben, auf dem die Lauffläche 12 zuvor abgestützt war.
Das Abdeckelement 22 ist plättchenförmig ausgebildet und besteht aus elektrisch isolierendem Material wie Kunststoff. Die rückseitige Stirnfläche 14 der Kohlebürste 10 weist eine der Umfangsgeometrie des Abdeckelementes 22 entsprechende Aussparung 28 derart auf, dass die Außenseite 30 des Abdeckelementes 22 bündig in die rückseitige Stirnfläche 14 übergeht.
Entsprechend der erfindungsgemäßen Lehre bilden die Schraubenfeder 20 und das Abdeckelement 22 eine vormontierte Einheit. Hierzu kann entsprechend der 4 und 5 von der kohlebürstenseitig verlaufenden Innenfläche 24 des Abdeckelementes 22 ein nippelartiger Vorsprung 32 ausgehen, auf das die Schraubenfeder 20 klemmend aufgesetzt wird. Bei der Montage wird sodann zunächst der Abschaltbolzen 18 in das Sackloch 16 eingebracht, um sodann das Sackloch 16 über das Abdeckelement 22 zu verschließen. Dabei wird gleichzeitig die mit dem Abdeckelement 22 verbundene Schraubenfeder 20 in das Sackloch 16 eingesetzt. Das Abdeckelement 22 wird sodann vorzugsweise mit der Kohlebürste 10 verklebt.
Werden bevorzugterweise das Bolzenelement 18 und die von dem Abdeckelement 22 ausgehende Schraubenfeder 20 in zwei Arbeitsschritten in das Sackloch 16 der Kohlebürste eingesetzt, so besteht auch die Möglichkeit, dass der Abschaltbolzen 18 mit der Schraubenfeder 20 z. B. klemmend verbunden ist, wie die 4 und 5 verdeutlichen sollen. Hierzu kann von dem Abschaltbolzen 18 ein in das Lumen der Schraubenfeder 20 hineinragender kegelstumpfförmiger Abschnitt 34 ausgehen, um den Abschaltbolzen 18 klemmend mit der Schraubenfeder 20 zu verbinden.
Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 6 gehen von der Innenfläche 24 des Abdeckelementes 22 stegförmige Vorsprünge 36, 38 aus, zwischen denen die Schraubenfeder 20 festgeklemmt wird. Dabei kann auch ein ringförmig verlaufender Vorsprung mit einem lichten Innenquerschnitt vorgesehen sein, der an dem Außendurchmesser der Schraubenfeder 20 angepasst ist, um diese klemmend aufzunehmen.
Auch gemäß dem Ausführungsbeispiel der 6 ist das Bolzenelement 18 mit der Schraubenfeder 20 verbunden. Dabei besteht die Möglichkeit, dass nicht nur eine klemmende Verbindung zwischen dem Bolzenelement 18 und der Schraubenfeder 20 erfolgt. Vielmehr kann die Schraubenfeder auch mit dem Bolzenelement 18 verklebt oder in dieses eingelassen sein.
Ist nach dem Ausführungsbeispiel der 1 das Abdeckelement 22 in einem Ausschnitt 28 der Kohlebürste 10 eingesetzt, damit die freien Außenseiten fluchtend zu den entsprechenden Flächen der Kohlebürste 10 verlaufen, so besteht nach dem Ausführungsbeispiel der 2 die Möglichkeit, dass die Schraubenfeder 20 von einem Abdeckelement 40 ausgeht, das auf dar Stirnfläche 14 der Kohlebürste 10 aufgesetzt ist. Ferner ist die Kohlebürste 10 entlang einer oberen Kante 12 abgeschrägt (Bereich 42), der von der Litze 26 durchsetzt ist. Somit verläuft die Litze 26 nicht entlang der Längsachse der Kohlebürste 10, sondern schräg zu dieser.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach der 3 ist ein Abdeckelement 44 ebenfalls auf der Stirnfläche 16 der Kohlebürste 10 befestigt. Das Abdeckelement 44 weist eine Durchbrechung wie Bohrung 46 auf, die von der Litze 26 durchsetzt ist, die ihrerseits wiederum entlang Längsachse der Kohlebürste 10 verläuft.
Unabhängig davon, wie das Abdeckelement 22, 40, 44 ausgebildet bzw. mit der Kohlebürste 10 verbunden bzw. in diese eingelassen ist, bildet das Abdeckelement 22, 40, 44 mit der Schraubenfeder 20 oder einem gleichwirkenden Federelement eine vormontierte Einheit, wobei wahlweise entweder vor der Montage der Abschaltbolzen 18 in die Sackbohrung 16 eingebracht und sodann die aus der Schraubenfeder 20 und dem Abdeckelement 22, 40, 44 bestehende Einheit montiert wird oder aber Abschaltbolzen 18, Schraubenfeder 20 und Abdeckelement 22, 40, 44 bilden eine Einheit, die ihrerseits mit der Kohlebürste 10 verbunden wird, indem der Abschaltbolzen 18 mit der Schraubenfeder 20 in das Sackloch 16 eingebracht und sodann das Abdeckelement 22, 40, 44 in geeigneter Weise mit der Kohlebürste 10, d. h. dem Kohlebürstenkörper verbunden wird.

Claims

Verfahren zum Bestücken einer Kohlebürste (10) mit einer Abschalteinrichtung umfassend ein Abschaltelement (18) wie Bolzenelement mit auf dieses einwirkendem Federelement (20), wobei die Abschalteinrichtung in eine entlang der Längsachse der Kohlebürste verlaufendes von zur Lauffläche der Kohlebürste gegenüberliegender Stirnfläche (14) ausgehende Ausnehmung (16) wie Sackloch eingebracht und das Federelement zwischen dem Abschaltelement und einem die Ausnehmung öffnungsseitig verschließenden plättchenförmigen Abdeckelement (22, 40, 44) gespannt wird, das mit der Kohlebürste stoffschlüssig verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement mit dem Abdeckelement außerhalb der Kohlebürste zur Bildung einer Einheit verbunden und im ungespannten Zustand in die Ausnehmung eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement, das Abdeckelement und das Abschaltelement als vormontierte Einheit in die Ausnehmung eingebracht werden.
Verfahren nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement in Form einer Schraubenfeder mit dem Abdeckelement verrastet wird.
Verfahren nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement das Abschaltelement klemmend aufnimmt.
Verfahren nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement einen von dem Abschaltelement ausgehenden Vorsprung (34) klemmend aufnimmt.
Verfahren nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement mit dem Abschaltelement stoffschlüssig verbunden wird.
Verfahren nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement an einem Vorsprung (32) des Abdeckelementes fixiert wird.
Verfahren nach zumindest einem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement in einer Ausnehmung des Abdeckelementes fixiert wird.
Verfahren nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement durch Kleben mit der Kohlebürste verbunden wird.