DE1116799B

DE1116799B - Brush holders for electrical machines

Info

Publication number: DE1116799B
Application number: DES57640A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Karl Toefflinger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-03-29
Filing date: 1958-03-29
Publication date: 1961-11-09

Description

Bürstenhalter für elektrische Maschinen Unebenheiten der Lauffläche oder auch radiale Bewegungen des Kommutators üben auf die Bürste einer elektrischen Maschine während des Betriebes starke Beschleunigungskräfte aus, die schließlich sogar zum Bruch der Bürste und damit zu einer Verkürzung der Lebensdauer des Kommutators führen. Besonders bei Bahnmotoren sind die Bürsten infolge des überfahrens von Schienenstößen mitunter Schlagbeanspruchungen ausgesetzt, die etwa das 250fache der Erdbeschleunigung betragen können. Es ist daher erforderlich, die Masse des die Bürsten auf den Kommutator pressenden Druckhebels abzufedern. Da die Radialbewegungen der Bürste sehr klein sind - es handelt sich hierbei meist um Bruchteile eines Millimeters -, wird eine ausreichende Abfederung dadurch erreicht, daß zwischen Druckhebel und Bürste ein elastisches Material, beispielsweise Silikongummi, angeordnet wird. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß die Bürste mit Litzen ausgerüstet werden muß.Brush holder for electrical machines Unevenness of the running surface or even radial movements of the commutator exercise on the brush of an electric Machine from strong acceleration forces during operation, which eventually even break the brush and shorten the life of the commutator to lead. Especially in the case of rail engines, the brushes are a result of the rail joints being driven over sometimes exposed to impact loads that are about 250 times the acceleration due to gravity can be. It is therefore necessary to use the mass of the brushes on the commutator to cushion the pressing pressure lever. Because the radial movements of the brush are very small are - these are usually fractions of a millimeter - becomes a Sufficient cushioning is achieved by inserting between the pressure lever and the brush elastic material, for example silicone rubber, is arranged. Is disadvantageous in this case, however, that the brush must be equipped with braids.

Man zieht daher beispielsweise für große Bahnmotoren Bürstenhalter mit Gummivorfederung vor, für die Kohlen ohne Litzen verwendet werden können. Ein solcher Bürstenhalter ist in der Fig. 1 schematisch dargestellt. Der vom Druckhebel l ausgeübte Druck wird mit Hilfe des Druckstückes 2 auf die Kohlebürste 3 übertragen. Das Druckstück 2 ist im Druck-Nebel 1 über die Gummieinlage 4 elastisch gelagert; an seinem der Bürste zugekehrten Ende ist am Druckstück 2 die zylinderförmige Rolle 5 befestigt, die in einer Aussparung der Kohlebürste 3 geführt wird. Nachteilig ist bei dieser Anordnung, daß der vom Druckstück 2 infolge seiner Ausbildung und Lagerung auf die Kohlebürste 3 übertragene Druck neben der senkrechten Druckkomponente auch noch Querkomponenten aufweist, so daß die Rolle 5 des Druckstückes durch die Kohle mit Hilfe der vorgesehenen Aussparung geführt werden muß. Dies hat zur Folge, daß die Kohle an der dem Druckstück zugekehrten Seite ausbricht; außerdem wird hierdurch die Reibung der Kohle in der Bürstentasche erhöht, so daß die Bürste in ihrer freien Bewegung behindert ist. Weiterhin ist der in Fig. 1 dargestellte bekannte Bürstenhalter bei der betriebsmäßigen Wartung beispielsweise von Bahnmotoren insofern nachteilig, als beim infolge der sehr beengten Raumverhältnisse vom Bedienungspersonal meistens ohne Sicht durchgeführten Auswechseln der Bürsten das stark federnde Druckstück 2 mit der Rolle 5 statt in der Aussparung der Kohlebürste 3 mitunter auf den Rand des Führungskastens 6 oder auch neben diesem Kasten aufgesetzt wird.For this reason, brush holders with rubber springs are preferred, for example for large rail engines, for which coals without strands can be used. Such a brush holder is shown schematically in FIG. The pressure exerted by the pressure lever 1 is transmitted to the carbon brush 3 with the aid of the pressure piece 2. The pressure piece 2 is elastically supported in the pressure mist 1 via the rubber insert 4; At its end facing the brush, the cylindrical roller 5, which is guided in a recess in the carbon brush 3, is attached to the pressure piece 2. The disadvantage of this arrangement is that the pressure transferred from the pressure piece 2 to the carbon brush 3 as a result of its design and storage also has transverse components in addition to the vertical pressure component, so that the roller 5 of the pressure piece must be guided through the carbon with the aid of the recess provided. This has the consequence that the coal breaks out on the side facing the pressure piece; in addition, this increases the friction of the carbon in the brush pocket, so that the brush is prevented from moving freely. Furthermore, the known brush holder shown in Fig. 1 is disadvantageous in the operational maintenance of, for example, rail engines, as when the brushes are exchanged mostly without sight due to the very cramped space conditions, the highly resilient pressure piece 2 with the roller 5 instead of in the recess of the Carbon brush 3 is sometimes placed on the edge of the guide box 6 or next to this box.

Es ist weiterhin bekannt, den in der Fig. 1 dargestellten bekannten Bürstenhalter derart am Druckhebel anzuordnen, daß das Druckstück nicht mehr die in der Fig. 1 dargestellte abgebogene Form aufweist, sondern als gerade Platte ausgebildet ist. Da auch bei dieser Anordnung die Gummieinlagen in der gleichen Form, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist, ausgebildet sind, kann das auf die Kohlebürste drükkende untere Ende des Druckstückes starke Querbewegungen ausführen, so daß es erforderlich ist, das Druckstück ebenfalls durch die an sich bereits hoch beanspruchte Kohle mit Hilfe einer Aussparung zu führen.It is also known, the known one shown in FIG Brush holder to be arranged on the pressure lever so that the pressure piece no longer the Has a bent shape shown in Fig. 1, but designed as a straight plate is. Because even with this arrangement the rubber inserts are in the same shape as it is shown in Fig. 1, are formed, can press on the carbon brush lower end of the pressure piece perform strong transverse movements, so that it is necessary is, the pressure piece is also due to the coal, which is already highly stressed to guide with the help of a recess.

Ferner ist bereits ein Bürstenhalter bekannt, bei dem durch entsprechende Führung des Druckstückes auf die Bürste lediglich ein in Längsrichtung gerichteter Druck ausgeübt wird. Das Druckstück ist zu diesem Zweck gegenüber der es führenden Halterung mit Hilfe einer kleinen Zusatzfeder abgefedert. Diese Anordnung hat sich aber nicht durchsetzen können, da die das Druckstück abfedernde Zusatzfeder infolge des geringen für sie zur Verfügung stehenden Raumes nicht so stark ausgebildet werden kann, daß ein Zusammenpressen der kleinen Zusatzfeder durch die am Druckhebel angreifende Hauptfeder vermieden wird.Furthermore, a brush holder is already known in which by appropriate Guide the pressure piece on the brush only a longitudinal direction Pressure is applied. For this purpose, the pressure piece is opposite to the leading one Bracket cushioned with the help of a small additional spring. This arrangement has become but can not enforce, as the additional spring cushioning the pressure piece as a result the small space available for them are not so strongly trained can that a compression of the small additional spring acting on the pressure lever Main spring is avoided.

Durch die Erfindung werden die erwähnten Nachteile vermieden. Die Erfindung sieht vor, das Druckstück in Längsrichtung der Bürste am Druckhebel über unmittelbar oder fast unmittelbar an den auf die Bürste drückenden Teil des Druckstückes angrenzende Gummieinlagen zu lagern, die bei der Auf-und Abwärtsbewegung der Bürste auf Schub und bei Querbewegungen auf Druck beansprucht werden. Wesentlich ist also, daß das Druckstück infolge der bis nahezu an die Bürste heruntergezogenen Gummieinlagen praktisch nur äußerst geringe Querbewegungen ausführen kann, da die das Druckstück führenden Gummieinlagen bei solchen Querbewegungen auf Druck beansprucht werden. Es wird also erreicht, daß das Druckstück im wesentlichen nur Bewegungen in Längsrichtung der Bürste ausführen kann, also nichtder Führung durch die Bürste bedarf, wie es bei dem in der Fig. 1 dargestellten Bürstenhalter der Fall ist. Da die Schlagbeanspruchungen, die durch die federnde Lagerung des Druckstückes aufgefangen werden, nur Ausschläge in der Größenordnung von Bruchteilen eines Millimeters zur Folge haben, wird durch die Lagerung Hilfe der unmittelbar oder fast unmittelbar an den auf die Bürste drückenden Teil des Druckstückes angrenzenden Gummieinlagen gemäß der Erfindung eine ausreichende Abfederung dieser Schlagbeanspruchungen erreicht.The disadvantages mentioned are avoided by the invention. the Invention provides the pressure piece in the longitudinal direction of the brush on the pressure lever directly or almost directly on the part of the pressure piece pressing on the brush adjacent rubber pads to support the up and down movement of the brush are subjected to thrust and, in the case of transverse movements, to pressure. It is therefore essential that the pressure piece as a result of the rubber inserts pulled down almost to the brush practically can only perform extremely small transverse movements, since the leading the pressure piece Rubber inserts are subjected to pressure during such transverse movements. So it will achieved that the pressure piece only movements in the longitudinal direction of the substantially Can perform brush, so not need the guidance by the brush, as it is with the brush holder shown in Fig. 1 is the case. Since the impact stresses, which are absorbed by the resilient mounting of the pressure piece, only deflections on the order of fractions of a millimeter will result through the storage help the immediate or almost immediate to the one pressing on the brush Part of the pressure piece adjacent rubber inserts according to the invention a sufficient Achieved cushioning of these impact loads.

Die Erfindung sei an Hand des in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Die Fig. 3 gibt dabei den Schnitt A-B des in Fig. 2 dargestellten Bürstenhalters wieder. Soweit Teile mit denen der Fig. 1 übereinstimmen, sind die gleichen Bezugszeichen verwendet.The invention is based on the embodiment shown in FIGS explained. FIG. 3 shows the section A-B of the brush holder shown in FIG again. Insofar as parts correspond to those in FIG. 1, the same reference numerals are used used.

Das Druckstück 2 besteht aus der unmittelbar auf die Kohlebürste 3 drückenden zylinderförmigen Rolle 5 und der an der Rolle 5 befestigten schmalen Platte 7. Auf beide Flachseiten dieser Platte 7 sind die Gummiplatten 8 aufvulkanisiert, deren Außenseiten fest mit den parallel zur Bürstenlängsrichtung angeordneten Wänden des Haltestückes 9 verbunden sind.The pressure piece 2 consists of the directly on the carbon brush 3 pressing cylindrical roller 5 and the narrow one attached to the roller 5 Plate 7. The rubber plates 8 are vulcanized onto both flat sides of this plate 7, their outer sides fixed to the walls arranged parallel to the longitudinal direction of the brush of the holding piece 9 are connected.

Durch diese federnde Führung des Druckstückes 2 wird erreicht, daß der von ihm auf die Kohlebürste 3 ausgeübte Druck praktisch nur in Längsrichtung der Bürste gerichtet ist. Die durch Auf- und Abwärtsbewegungen der Bürste nur auf Schub beanspruchten Gummiplatten 8, für die vorteilhafterweise Silikongummi verwendet wird, können hinsichtlich ihrer Federwirkung ausreichend stark bemessen werden, so daß sie eine befriedigende Abfederung der auf die Bürste einwirkenden Schlagbeanspruchungen gewährleisten. Da die Gummiplatten 8 bei Querbewegungen der Bürste 3 auf Druck beansprucht werden, ergibt sich eine gute Führung des Druckstückes 2.By this resilient guidance of the pressure piece 2 it is achieved that the pressure exerted by it on the carbon brush 3 practically only in the longitudinal direction the brush is directed. Made by up and down movements of the brush only Shear stressed rubber plates 8, for which silicone rubber is advantageously used can be dimensioned sufficiently strong in terms of their spring action, so that they have a satisfactory cushioning of the impact stresses acting on the brush guarantee. Since the rubber plates 8 are subjected to pressure when the brush 3 moves transversely good guidance of the pressure piece 2 results.

Zwecks guter Führung des Druckstückes 2 grenzen die auf die beiden Flachseiten der Platte 7 aufvulkanisierten Gummiplatten 8 auf der der Bürste 3 zugekehrten Seite unmittelbar bzw. lediglich unter Freilassung eines sehr schmalen Zwischenraumes an die Rolle 5 an. Die der Stromführung dienenden Litzen 10 können unmittelbar am Druckstück 2 befestigt werden. Zu diesem Zweck ist beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 und 3 die Platte 7 an ihren beiden Schmalseiten mit- den Anschlußösen 11 ausgerüstet, die zur Aufnahme .der Litzen 10 dienen.For the purpose of good guidance of the pressure piece 2, the rubber plates 8 vulcanized onto the two flat sides of the plate 7 directly adjoin the roller 5 on the side facing the brush 3 or only leave a very narrow gap. The strands 10 used to conduct current can be attached directly to the pressure piece 2. For this purpose, the plate 7 in the embodiment of FIGS.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Brush holder for electrical machines, its Pressure piece lying directly on the brush via rubber inserts opposite the pressure lever is cushioned, characterized in that the pressure piece (2) in Longitudinal direction of the brush (3) on the pressure lever (1) over immediately or almost immediately rubber inserts adjoining the part of the pressure piece (2) that presses on the brush (3) (8) is mounted, which during the upward and downward movement of the brush (3) on thrust and are subjected to pressure during transverse movements. z. Brush holder according to claim 1, characterized in that the pressure piece consists of a directly on the carbon brush (3) pressing roller (5) and a narrow plate attached to the roller (5) (7) consists on both sides directly or almost immediately to the role (5) Adjacent rubber sheets (8) are applied, the outer sides of which are firmly attached to the Walls of a holding piece (9) arranged parallel to the longitudinal direction of the brush are connected are. 3. Brush holder according to claim 2, characterized in that the holding piece is attached to the pressure lever (1) so that it can be easily replaced. 4. Brush holder according to claim 1, characterized in that the strands (10) used for power supply are directly are attached to the pressure piece (2). 5. Brush holder according to claim 2 and 4, characterized characterized in that the plate (7) of the pressure piece (2) with connection lugs (11) for Recording of the strands (10) is provided. Publications considered: German Utility model nos. 1734 700, 1758 201; Austrian Patent No. 187 586; French patent specification No. 934 595.