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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Halter für eine Schleifringbürste sowie eine entsprechende Schleifringbürste. Schleifringbürsten werden in Schleifringanordnungen zur Übertragung elektrischer Signale zwischen gegeneinander drehbaren Teilen eingesetzt. Auf einer Schleifbahn aus elektrisch leitfähigem Material schleift wenigstens eine Schleifringbürste, aus einem ebenfalls elektrisch leitfähigen Material. Durch den galvanischen Kontakt zwischen Schleifbahn und Schleifringbürste kann elektrischer Strom übertragen werden.
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Stand der Technik
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In der
EP 0 662 736 A1 ist eine Multifiberbürste mit einer Vielzahl von Bürstendrähten offenbart, bei der die einzelnen Bürstendrähte in einer Hülse eingelötet sind. Mehrere dieser Hülsen sind in einem Träger eingelötet. Dadurch ergeben sich mehrere hintereinandergeschaltete elektrische Kontaktstellen in Form von Lötverbindungen. Diese resultieren in einem komplexen Aufbau und in einer hohen Störanfälligkeit.
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Die
US 3316519 A offenbart ebenfalls eine Multifiberbürste, bei der die einzelnen Drähte in einen Messingkörper eingelötet sind. Hier ist nur eine Lötstelle im Strompfad. Zudem wird durch das tiefe Eindringen der einzelnen Bürstendrähte in den Messingkörper und die relativ massive Lötstelle eine gute mechanische Entlastung erreicht. Nachteilig sind hier der komplexe Aufbau und der relativ hohe Aufwand des Messingkörpers. Zudem sind Parallelschaltungen mehrerer Bürsten nur durch externe Verdrahtung möglich.
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In der
EP 1 453 155 A2 ist eine Schleifringbürste offenbart, bei der einzelne Drähte auf der Oberfläche einer Leiterplatte verlötet sind. Hier ist eine einfache Parallelschaltung möglich. Nachteilig ist die hohe Störanfälligkeit durch die mechanisch belasteten Lötstellen. Zudem ist diese Anordnung nicht für den Einsatz von Multifiberbürsten geeignet, die gegenüber einzelnen Bürsten wesentlich bessere Übertragungseigenschaften aufweisen.
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In der
US 2093198 A wird als nächstliegender Stand der Technik eine Bürstenanordnung beschrieben, bei der jeweils mehrere Bürstendrähte in einer Haltevorrichtung mit Klemmfingern gehalten werden.
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In der
DE 694 14 687 T2 stecken Bürstendrähte in einer röhrenförmigen Fassung, die Teil eines Sockels ist, der durch einen Stift in einer Befestigungseinrichtung festgehalten wird.
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Die
US 2716684 A offenbart eine Schleifbürste mit mehreren Bürstendrähten, die durch eine Haltevorrichtung gehalten werden, wobei die Bürstendrähte angekrimmt sind.
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schleifringbürste sowie einen Halter für Schleifringbürsten zu gestalten, wobei einer oder auch mehrere Bürstendrähte in einer einzelnen Bürste einsetzbar sind, eine einfache Parallelschaltung mehrerer Bürsten möglich ist und eine erhöhte Zuverlässigkeit bei reduzierten Fertigungskosten erreicht wird.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Schleifringbürste weist wenigstens ein erstes Halteblech sowie ein darüber liegendes zweites Halteblech auf. Die beiden Haltebleche haben jeweils eine Ansatzfläche mit wenigstens einem Klemmfinger. Mindestens ein Klemmfinger des ersten Halteblechs liegt einem Klemmfinger des zweiten Halteblechs gegenüber und formt einen Hohlraum zur Halterung von wenigstens einem Bürstendraht. Bevorzugt liegen mehrere vorzugsweise parallel angeordnete Klemmfinger paarweise gegenüber und bilden somit mehrere Hohlräume. In einem Hohlraum kann ein einzelner Bürstendraht oder auch eine Vielzahl von Bürstendrähten, die dann beispielsweise eine Multifiberbürste bilden, gehalten werden. Zur Fixierung der Bürstendrähte umschließt eine Klemmhülse wenigstens einen Klemmfinger des ersten Halteblech sowie den dazu gegenüberliegenden Klemmfinger des zweiten Halteblech und wenigstens einen in den durch die Klemmfinger gebildeten Hohlraum eingeschlossenen Bürstendraht. Die Klemmhülse kann mit einem Crimpwerkzeug aufgecrimpt werden. Alternativ kann sie auch federnd ausgebildet sein, so dass sie durch ihre Federkraft die Klemmfinger zusammen drückt.
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Anstelle eines einzelnen Bürstendrahtes oder einer Mehrzahl von Bürstendrähten kann auch eine vorgefertigte Multifiberbürste, bei der die Enden der Bürstendrähte durch eine Hülse zusammen gefasst sind, durch die Klemmfinger gehalten werden. Unter dem Begriff einer Multifiberbürste wird hier eine Mehrdrahtbürste mit mehreren Bürstendrähten im Allgemeinen verstanden. Sie wird auch als Büschelbürste bezeichnet.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Klemmfinger des ersten Halteblechs so ausgelegt, dass sie um den wenigstens einen Bürstendraht gecrimpt werden können. Bei dieser Ausgestaltung kann auf das zweite Halteblech verzichtet werden, da die Bürstendrähte bereits durch das erste Halteblech alleine gehalten werden.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Schleifringbürsten gegenüber dem Stand der Technik ist der besonders einfache mechanische Aufbau. So basiert eine Schleifringbürste im Wesentlichen auf zwei als einfache Stanzteile herstellbaren Halteblechen. Die Montage von Bürstendrähten ist einfach und ohne Löten möglich. Dadurch werden die Nachteile des Lötens wie eine Verformung oder auch eine Veränderung der Federeigenschaften der Bürstendrähte durch die hohen Löttemperaturen vermieden. Durch die Halterung der Bürstendrähte zwischen den Klemmfingern und die Fixierung mit Klemmhülsen ergibt sich eine mechanisch stabile Fixierung, die auch unter Langzeitbelastungen mit hohen Schwingungsamplituden einen dauerhaft zuverlässigen Kontakt darstellt. Die bekannten Probleme mit mechanisch belasteten Lötstellen, bei denen sich durch die mechanische Beanspruchung die Kristallstruktur des Lotes verändert und die dann aufbrechen, treten hier nicht auf. Grundsätzlich ist es auch möglich, einzelne Bürstendrähte einer Bürste auszutauschen, wenn diese beispielsweise verschlissen sind. Diese könnten nach dem Abziehen der Hülse aus den Klemmfingern herausgezogen werden.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Schleifringbürste
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2 zeigt die Komponenten einer erfindungsgemäßen Schleifringbürste
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3 zeigt eine Klemmhülse
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schleifringbürste
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5 zeigt eine Multifiberbürste
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6 zeigt einen Bürstenblock
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In 1 ist eine erfindungsgemäße Schleifringbürste dargestellt. Dieselbe Schleifringbürste ist in 2 in einem Zustand vor dem Zusammenbau dargestellt. Ein erstes Halteblech 10 sowie ein zweites Halteblech 20 sind so geformt, dass sie ineinander geschoben werden können oder zumindest in einem gewissen Bereich aneinander anliegen. Das erste Halteblech 10 hat eine Ansatzfläche 11 mit ersten Klemmfingern 12, 13, 14, 15. Weiterhin hat das zweite Halteblech 20 eine Ansatzfläche 21 mit zweiten Klemmfingern 22, 23, 24, 25. Werden die beiden Halteblech nun wie dargestellt, ineinandergeschoben, so liegen die Klemmfinger des ersten Halteblechs 10 und des zweiten Halteblechs 20 paarweise gegenüber 12, 22; 13, 23; 14, 24; 15, 25 und bilden jeweils einen Hohlraum zur Aufnahme von Bürstendrähten 32, 33, 34, 35. Bevorzugt sind die Klemmfinger so ausgeformt, dass sie an den einzusetzenden Bürstendrähte anliegen bzw. diese möglichst eng umschließen. Daher sind sie besonders bevorzugt halbrund ausgeformt um eine Öffnung mit kreisförmigem Querschnitt für die Bürstendrähte zu erhalten. Die Haltebleche sind besonders einfach und kostengünstig als Stanzteile fertigbar. Besonders bevorzugt bestehen sie aus Kupfer oder einer Kupferlegierung wie beispielsweise Messing oder Bronze. Zur festen Befestigung der Bürstendrähte zwischen den Klemmfingern sind Klemmhülsen 36, 37, 38, 39 vorgesehen. Durch die Klemmhülsen kann auch die Position des ersten Halteblechs in Bezug auf das Zweite Halteblech festgelegt werden. In der 2 ist die Klemmhülse 36 noch nicht auf die entsprechenden Klemmfinger aufgeschoben, während die anderen Klemmhülsen 37, 38 und 39 bereits auf ihren Klemmfingern platziert sind. Zur Befestigung der Schleifringbürste und zur elektrischen Kontaktierung ist ein Bolzen 42 durch eine erste Befestigungsbohrung 16 sowie eine gegenüberliegende zweite Befestigungsbohrung 17 des U-förmig gebogenen ersten Halteblechs 10 und eine erste Befestigungsbohrung 26 sowie eine gegenüberliegende zweite Befestigungsbohrung 27 des U-förmig gebogenen zweiten Halteblechs 20 vorgesehen. Optional wird durch den Bolzen auch die Position des ersten Halteblechs in Bezug auf das zweite Halteblech festgelegt. Er kann mit einer Mutter 43 gesichert werden. Gleichzeitig kann durch diese noch ein Kabelschuh 40, welcher beispielsweise mit einem Kabel 41 verbunden ist oder ein Anschlussstecker mit der Schleifringbürste verbunden werden. Die Haltebleche sind in diesem Ausführungsbeispiel U-förmig gebogen, was eine besonders einfache Fixierung der Haltebleche zueinander sowie eine einfache Montage der Schleifringbürsten ermöglicht. Grundsätzlich können die Haltebleche aber auch in jeder beliebigen anderen Form, beispielsweise auch eben sein. Wesentlich für die Erfindung ist die Ausgestaltung der Klemmfinger.
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Die 3 zeigt eine Klemmhülse 36. Diese hat bevorzugt einen Längsschlitz, wodurch sie in ihrem Durchmesser gedehnt werden kann. Bevorzugt hat sie weiterhin einen Kragen 51, der ein aufstecken der Klemmhülse auf die Klemmfinger erleichtert.
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In 4 ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Hierbei wird nur ein erstes Halteblech 60 verwendet, wobei die Bürstendrähte 32, 33, 34 und 35 durch die mit der Ansatzfläche 61 des ersten Halteblechs 60 verbundenen Crimpfinger 62, 63, 64, 65 fest gecrimpt werden.
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Die 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Multifiberbürste 70, auch Büschelbürste genannt. Diese Bürste umfasst mehrere einzelne Bürstendrähte 72, die von einer Hülse 71 an einem Ende umschlossen werden. Bevorzugt ist die Hülse auf die einzelnen Drähte aufgecrimpt. Alternativ kann sich auch gelötet sein. Durch die Klemmfinger können die einzelnen Bürstendrähte 72 selbst oder auch die Hülse 71 gehalten werden.
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In 6 ist ein vollständig aufgebauter Bürstenblock mit 5 erfindungsgemäßen Schleifringbürsten 81, 82, 83, 84, 85 dargestellt, die an einen vorzugsweise isolierten Träger 80 montiert sind. Zur Stromzuführung sind die Anschlusskabel 91, 92, 93, 94, 95 vorgesehen. Sollten mehrere Schleifringbürsten parallel geschaltet werden, so kann dies besonders einfach durch einen elektrisch leitenden Träger erfolgen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- erstes Halteblech
- 11
- erste Ansatzfläche
- 12–15
- erste Klemmfinger
- 16
- erste Befestigungsbohrung
- 17
- zweite Befestigungsbohrung
- 20
- zweites Halteblech
- 21
- zweite Ansatzfläche
- 22–25
- zweite Klemmfinger
- 26
- erste Befestigungsbohrung
- 27
- zweite Befestigungsbohrung
- 32–35
- Bürstendrähte
- 36–39
- Klemmhülsen
- 40
- Kabelschuh
- 41
- Anschlusskabel
- 42
- Bolzen
- 43
- Mutter
- 50
- Klemmschlitz
- 51
- Kragen
- 60
- Halteblech
- 61
- Ansatzfläche
- 62–65
- Crimpfinger
- 70
- Multifiberbürste
- 71
- Hülse
- 72
- Bürstendrähte
- 80
- Träger
- 81–85
- Bürsten
- 91–95
- Anschlusskabel
