DE102017113911B4 - ground contact - Google Patents
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- H01R39/39—Brush holders wherein the brush is fixedly mounted in the holder
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Abstract
Erdungskontakt zur kontrollierten Lenkung von elektrischem Strom mit einem Bürstenhalter (2), wobei der Bürstenhalter (2) einen Deckel (7) an einer Oberseite einer Grundplatte (3) und wenigstens einen Bürstenschacht (4) zur Aufnahme einer Bürste (6) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Bürstenschacht (4) formschlüssig mit der Grundplatte (3) verbunden ist, wobei der Bürstenschacht (4) Klemmzungen (11) aufweist, über welche der Bürstenschacht (4) an der Grundplatte (3) klemmgehaltert ist, wobei die Klemmzungen (11) an ihren freien Enden (12) Haken (17) besitzen, welche hinter einen Rand einer Bürstenschachtaufnahme (5) in der Grundplatte (3) greifen, wobei sich der Rand an der Oberseite der Grundplatte (3) befindet.Earthing contact for the controlled routing of electric current with a brush holder (2), the brush holder (2) comprising a cover (7) on an upper side of a base plate (3) and at least one brush shaft (4) for accommodating a brush (6), characterized characterized in that the at least one brush box (4) is positively connected to the base plate (3), the brush box (4) having clamping tongues (11) via which the brush box (4) is clamped to the base plate (3), the Clamping tongues (11) have hooks (17) at their free ends (12) which grip behind an edge of a brush shaft receptacle (5) in the base plate (3), the edge being located on the upper side of the base plate (3).
Description
Die Erfindung betrifft einen Erdungskontakt zur kontrollierten Lenkung von elektrischem Strom gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The invention relates to a grounding contact for the controlled conduction of electric current according to the features of
Ein Erdungskontakt stellt eine niederohmige Brücke dar, die die kritischen Stellen eines Bauteils vor einer Beschädigung durch hohe Ströme schützt. In der Bahntechnik leiten Erdungskontakte Strom um kritische Stellen, wie z.B. Radlager herum.A ground contact provides a low-impedance bridge that protects the critical points of a component from damage from high currents. In railway technology, grounding contacts conduct electricity around critical points such as wheel bearings.
Aus der gattungsgemäßen
Es ist bekannt, bei Gleichstrommotoren, die Kohlen in Kohlenhaltern einzusetzen, die wiederum als einzelne Bauteile in die Gehäuse der Motoren aufgenommen werden. Hierzu kann in dem Motorgehäuse eine schlitzförmige Aufnahme angeordnet sein, in welche der Bürstenhalter von der Stirnseite des Motors her eingeschoben wird (
Die
Eine weitere Bauform eines Bürstenhalters offenbart die
Die Fertigung eines solchen Bürstenhalters ist unter anderem wegen der Innenkontur des Bürstenschachtes aufwändig. Der gegossene Bürstenschacht muss mit relativ hohem Zerspanungsvolumen geräumt werden. Die Werkzeuge sind kostenintensiv. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Bürstenschächte keiner Standardisierung unterliegen und somit die Abmaße der Bürstenschächte variieren können.The production of such a brush holder is complicated, among other things, because of the inner contour of the brush shaft. The cast brush shaft has to be broached with a relatively high machining volume. The tools are expensive. Another disadvantage is that the brush shafts are not subject to standardization and the dimensions of the brush shafts can therefore vary.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Erdungskontakt mit einem kompakten und robusten Bürstenhalter aufzuzeigen, der kostengünstig und einfach herstellbar sowie für eine Standardisierung geeignet ist.The invention is based on the object of demonstrating a grounding contact with a compact and robust brush holder which can be produced inexpensively and easily and is suitable for standardization.
Die Aufgabe wird durch einen Erdungskontakt mit einem Bürstenhalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by a grounding contact with a brush holder having the features of
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.
Die Erfindung betrifft einen Erdungskontakt zur kontrollierten Lenkung von elektrischem Strom. Er umfasst einen Bürstenhalter mit einer Grundplatte und mit wenigstens einem Bürstenschacht zur Aufnahme einer Bürste. Der wenigstens eine Bürstenschacht ist mit der Grundplatte formschlüssig verbunden.The invention relates to a ground contact for the controlled conduction of electric current. It includes a brush holder with a base plate and with at least one brush shaft for accommodating a brush. The at least one brush shaft is positively connected to the base plate.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Erdungskontakts ist die modulare Bauweise bezüglich des Bürstenschachtes. Durch eine Aufteilung des Bürstenhalters in eine Grundplatte und einen davon getrennt zu fertigenden Bürstenschacht werden Kosten für die zerspanenden Bearbeitungsschritte reduziert. Die Grundplatte und der Bürstenschacht können getrennt voneinander durch Laser- und Wasserstrahlschneidverfahren hergestellt werden. Modell- und Werkzeugkosten für die Kokille beim Gussverfahren entfallen. Die Bearbeitung mit einem Laser- und Wasserstrahlverfahren führt zu einem geringeren Zerspanungsvolumen. Es muss nicht mehr der gesamte Bürstenschacht zerspanend geräumt werden. Durch das modulare Bauprinzip des Bürstenhalters können die Flexibilität des Fertigungsverfahrens verbessert und die Fertigungszeiten verringert werden. Erfindungsgemäß ist es durch das modulare Bauprinzip des Bürstenhalters möglich, den Bürstenschacht unabhängig von der Gestaltung der Grundplatte zu standardisieren und als Massenprodukt herzustellen.The advantage of the grounding contact according to the invention is the modular design with regard to the brush shaft. By dividing the brush holder into a base plate and a brush shaft to be manufactured separately, costs for the machining steps are reduced. The base plate and the brush shaft can be manufactured separately from each other using laser and water jet cutting processes. Model and tool costs for the mold in the casting process are eliminated. Machining with a laser and water jet process leads to a lower machining volume. It is no longer necessary to clear the entire brush shaft by machining. The modular construction principle of the brush holder improves the flexibility of the manufacturing process and reduces manufacturing times. According to the invention, the modular construction principle of the brush holder makes it possible to standardize the brush shaft independently of the design of the base plate and to manufacture it as a mass product.
Die Erfindung sieht vor, den Bürstenschacht als Standardkomponente für die jeweils gängigen Bürsten mit den Abmaßen 40 x 20 mm oder 32 x 12,5 mm auszuführen. Standardisierte Bürstenschächte mit anderen Abmaßen können bei der Erfindung ebenso zum Einsatz kommen. Bei den Bürsten handelt es sich bevorzugt um Metall-Graphitbürsten, die auch als Kohlebürsten bezeichnet werden. Die Bürsten können jedoch auch aus anderen Metallen oder Metalllegierungen mit hoher elektrischer Leitfähigkeit bestehen und z.B. Kupfer, Silber oder Molybdän enthalten.The invention provides for the brush shaft to be designed as a standard component for the current brushes with dimensions of 40×20 mm or 32×12.5 mm. Standardized brush shafts with other dimensions can also be used in the invention. Both Brushes are preferably metal-graphite brushes, which are also referred to as carbon brushes. However, the brushes can also consist of other metals or metal alloys with high electrical conductivity and contain, for example, copper, silver or molybdenum.
Der Erdungskontakt weist Kontaktmittel in Form von Litzen auf, die an die Grundplatte anschließbar sind und den elektrischen Strom an die Bürste leiten. Die Litzen sind flexibel und gestatten die Nachführung der Bürsten unter dem Einfluss einer Federkraft. Die Verbindung zwischen dem Grundplatte und den Litzen erfolgt über Rohrkabelschuhe an den Litzen, die darüber mit der Grundplatte elektrisch leitend verschraubbar sind.The grounding contact has contact means in the form of stranded wires which can be connected to the base plate and conduct the electric current to the brush. The strands are flexible and allow the brushes to be repositioned under the influence of a spring force. The connection between the base plate and the strands is made via tubular cable lugs on the strands, which can be screwed to the base plate in an electrically conductive manner.
Erfindungswesentlich ist die formschlüssige Verbindung zwischen Grundplatte und Bürstenschacht. Die Grundplatte weist zur Aufnahme des mindestens einen Bürstenschachts mindestens eine Bürstenschachtaufnahme auf. Durch die formschlüssige Verbindung von Grundplatte mit Bürstenschacht ist eine einfache Montage und bei Bedarf ein einfacher Austausch des Bürstenschachts möglich, z.B. wenn der Bürstenschacht beschädigt oder verschlissen sein sollte. Die formschlüssige Verbindung ist lösbar.The form-fitting connection between the base plate and the brush shaft is essential to the invention. The base plate has at least one brush shaft receptacle for receiving the at least one brush shaft. The form-fitting connection of the base plate with the brush shaft makes it easy to assemble and, if necessary, to replace the brush shaft, e.g. if the brush shaft is damaged or worn. The positive connection is detachable.
Die tragende Grundplatte ist bevorzugt eine flache Platte aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere Metall. Der Bürstenschacht weist Klemmzungen auf, über welche der Bürstenschacht an der Grundplatte klemmgehaltert ist. Die Klemmzungen besitzen an ihren freien Enden Haken, welche hinter einen Rand der Bürstenschachtaufnahme in der Grundplatte greifen. Die Klemmzungen sind auf wenigstens drei Seiten des Bürstenschachts angeordnet. Da die Bürsten im Wesentlichen rechteckig sind, besitzt auch der Bürstenschacht einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Ideal ist eine diametrale Anordnung von Klemmzungen. Auch eine Anordnung von drei Klemmzungen ermöglicht eine hinreichende Fixierung des Bürstenschachts. Eine formschlüssige Verbindung mit Klemmzungen hat den Vorteil, dass eine Verbindung zwischen der Grundplatte und dem Bürstenschacht ohne weitere Befestigungsmittel, wie z.B. Schrauben, Stifte oder Niete möglich ist und der Einsatz von Werkzeugen dadurch entfällt. Das erleichtert die Montage. Die Klemmkraft der Klemmzungen ist so groß gewählt, dass diese nicht durch zusätzliche Sicherungsmittel gegen Zurückfedern gesichert werden müssen.The supporting base plate is preferably a flat plate made of an electrically conductive material, in particular metal. The brush box has clamping tongues, via which the brush box is clamped to the base plate. The clamping tongues have hooks at their free ends, which grip behind an edge of the brush shaft receptacle in the base plate. The clamping tongues are arranged on at least three sides of the brush shaft. Since the brushes are essentially rectangular, the brush shaft also has an essentially rectangular cross-section. A diametrical arrangement of clamping tongues is ideal. An arrangement of three clamping tongues also enables the brush shaft to be adequately fixed. A form-fitting connection with clamping tongues has the advantage that a connection between the base plate and the brush shaft is possible without additional fastening means, such as screws, pins or rivets, and the use of tools is therefore no longer necessary. This makes assembly easier. The clamping force of the clamping tongues is chosen to be so large that they do not have to be secured against springing back by additional securing means.
Der Bürstenschacht besitzt bevorzugt eine Stützfläche zur unterseitigen Abstützung an der Grundplatte. Die Stützfläche befindet sich bevorzugt benachbart den feststehenden Enden der Klemmzungen. Dadurch ist der Bürstenschacht in senkrechter Richtung zur Grundplatte klemmend gehalten.The brush shaft preferably has a support surface for support on the base plate on the underside. The support surface is preferably located adjacent the fixed ends of the clamping tongues. As a result, the brush shaft is clamped in the direction perpendicular to the base plate.
Der Bürstenschacht durchsetzt die Bürstenschachtaufnahme vollständig. Die Klemmzungen bzw. Haken überragen die Grundplatte. Durch eine Kombination aus formschlüssiger und klemmender Verbindung, ist der Bürstenschacht sicher fixiert und es wird eine korrekte Führung der Bürste gewährleistet.The brush shaft completely penetrates the brush shaft mount. The clamping tongues or hooks protrude beyond the base plate. Through a combination of form-fitting and clamping connection, the brush shaft is securely fixed and correct guidance of the brush is guaranteed.
Die Grundplatte kann für mehrere Bürsten eine entsprechende Anzahl von Bürstenschachtaufnahmen aufweisen. Dadurch können größere Ströme übertragen werden. Die Betriebssicherheit wird ebenfalls erhöht. In bevorzugter Weise weist die Grundplatte drei Bürstenschachtaufnahmen auf. Die einzelnen Bürstenschächte können dabei bevorzugt separat gefertigt. Es ist auch möglich, mehrere Bürstenschächte als ein gemeinsames Bauteil zu fertigen, das dann mit der Grundplatte verbunden wird.The base plate can have a corresponding number of brush shaft receptacles for several brushes. This allows larger currents to be transmitted. Operational safety is also increased. The base plate preferably has three brush shaft receptacles. The individual brush shafts can preferably be manufactured separately. It is also possible to manufacture several brush shafts as a common component, which is then connected to the base plate.
Um in Längsrichtung des Bürstenschachts eine Federkraft auf die Bürste im Bürstenschacht auszuüben, ist ein Federelement vorgesehen, das bevorzugt als Rollbandfeder ausgebildet ist. Das Federelement hat die Aufgabe eine Federkraft auf die Bürste auszuüben, so dass die Bürste ständig zur Stromübertragung an einem Schleifkörper anliegt. Bevorzugt ist das Federelement im Bürstenschacht befestigt. Hierzu wird ein Federhalter in dem Bürstenschacht montiert, sodass die Haltekraft für das Federelement von dem Bürstenschacht selbst aufgenommen wird. Es werden keine Kräfte in die Grundplatte eingeleitet. Der Bürstenschacht einschließlich des Federhalters und des Federelements bilden eine eigenständige Baugruppe, die zur Kopplung mit der Grundplatte vorgesehen ist.In order to exert a spring force on the brush in the brush shaft in the longitudinal direction of the brush shaft, a spring element is provided, which is preferably designed as a coil spring. The task of the spring element is to exert a spring force on the brush, so that the brush is constantly in contact with a grinding body for the purpose of current transmission. The spring element is preferably fastened in the brush shaft. For this purpose, a spring holder is mounted in the brush shaft so that the holding force for the spring element is absorbed by the brush shaft itself. No forces are introduced into the base plate. The brush shaft including the spring holder and the spring element form an independent assembly that is intended for coupling to the base plate.
Es ist nicht zu erforderlich, dass der Bürstenschacht elektrisch leitend ausgeführt ist. Die Bürsten sind über die Litzen Strom führend mit der Grundplatte verbunden. Der Bürstenschacht kann daher aus elektrisch nicht leitendem Material bestehen, insbesondere aus einem Kunststoff. Dies hat den Vorteil, dass der gesamte Erdungskontakt leichter und auch günstiger in seiner Herstellung ist. Der Bürstenschacht ist insbesondere als Spritzgussbauteil kostengünstig herstellbar. Ein weiterer Vorteil besteht in den guten Gleiteigenschaften von einigen Kunststoffen, was wiederum optimal für eine Führung der Bürste innerhalb des Bürstenschachts ist.It is not necessary for the brush shaft to be electrically conductive. The brushes are connected to the base plate via the stranded wires. The brush shaft can therefore consist of electrically non-conductive material, in particular a plastic. This has the advantage that the entire grounding contact is lighter and also cheaper to manufacture. The brush shaft can be produced inexpensively, in particular as an injection-molded component. Another advantage is the good sliding properties of some plastics, which in turn is ideal for guiding the brush inside the brush shaft.
Um den Erdungskontakt vor mechanische Beanspruchungen, wie z.B. Steinschlag zu schützen, weist der Erdungskontakt einen Deckel auf, der die Bürste mit elektrischen Anschlüssen, Kontakten und Litzen schützt. Der Deckel ist dabei an der Grundplatte kraft- und/oder formschlüssig beispielsweise mittels Schrauben befestigbar.In order to protect the grounding contact from mechanical stress, such as stone chipping, the grounding contact has a cover that protects the brush with electrical connections, contacts and stranded wires. The lid is on the Base plate non-positively and / or positively fastened, for example by means of screws.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Seitenansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten Bürstenhalters; -
2 eine Aufsicht eines Bürstenhalters gemäß1 ; -
3 und4 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Erdungskontakts mit Deckel; -
5 eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Erdungskontakt ohne Deckel; -
6 einen Axialschnitt eines erfindungsgemäßen Erdungskontakt gemäß5 mit Deckel; -
7 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Erdungskontakts gemäß5 mit Deckel; -
8 eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Erdungskontakt mit mehreren Bürstenschächten und Bürsten und -
9 eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Erdungskontakt gemäß8 .
-
1 a side view of a brush holder known from the prior art; -
2 a top view of a brush holder according to FIG1 ; -
3 and4 a perspective view of a ground contact according to the invention with cover; -
5 a top view of a ground contact according to the invention without a cover; -
6 according to an axial section of a ground contact according to theinvention 5 with lid; -
7 a sectional view of a grounding contact according to the invention according to FIG5 with lid; -
8th a top view of a ground contact according to the invention with several brush shafts and brushes and -
9 a sectional view through a grounding contact according to the invention8th .
Die
Die
Die Unterseite der Grundplatte 3 ist die der Oberseite gegenüberliegende Seite der Grundplatte 3. Die Begriffe Oberseite und Unterseite bzw. oben und unten sind nicht einschränkend für die Einbaulage des Erdungskontaktes 1.The bottom of the
Der Bürstenschacht 4 weist zur unterseitigen Abstützung der Grundplatte 3 eine Stützfläche 13 auf. Sie besteht im Wesentlichen aus einem Vorsprung bzw. eine Aussparung in dem Bürstenschacht 4, die zusammen mit dem Haken 17 der Klemmzunge 11 eine formschlüssige Verbindung zur Aufnahme für die Grundplatte 3 darstellt (
Die
Die
Bezugszeichenlistereference list
- 11
- Erdungskontaktground contact
- 22
- Bürstenhalterbrush holder
- 33
- Grundplattebase plate
- 44
- Bürstenschachtbrush shaft
- 55
- Bürstenschachtaufnahmebrush shaft holder
- 66
- Bürstebrush
- 77
- Deckellid
- 88th
- Kontaktmittelcontact means
- 99
- Kabelschuhcable lug
- 1010
- Rohrkabelschuhtubular cable lug
- 1111
- Klemmzungenclamping tongues
- 1212
- freies Ende zu 11free end to 11
- 1313
- Stützfläche zu 4support surface to 4
- 1414
- Federhalterpen holder
- 1515
- Federelementspring element
- 1616
- Unterplattesub-plate
- 1717
- Hakenhook
- 1818
- Bauteilcomponent
- 1919
- Halterungbracket
- Ff
- Federkraftspring force
Claims (8)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |