DE2004910A1

DE2004910A1 - Brush unit for electrical machines, preferably for machines with slip rings

Info

Publication number: DE2004910A1
Application number: DE19702004910
Authority: DE
Inventors: die Anmelder M sind
Original assignee: FILIPENKO I; GRADOW O; KILDESCHEW W; KONOWALOW B; SPIWAK B; TSCHIGIRINSKIJ A
Current assignee: FILIPENKO I; GRADOW O; KILDESCHEW W; KONOWALOW B; SPIWAK B; TSCHIGIRINSKIJ A
Priority date: 1970-02-04
Filing date: 1970-02-04
Publication date: 1971-08-19
Also published as: FR2080078A5; GB1305604A; US3628051A

Description

BÜRSTENEINHEIT FUR ELEKTRISCHE MASCHINEN, VORZUGSWEISE FÜR MASCHINEN BQIT SCHLEIFRINGEN Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Maschinen, insbesondere Bürsteneinheiten von elektrischen Maschinen, vorzugsweise Maschinen mit Schleifringen und kann z.B. BRUSH UNIT FOR ELECTRIC MACHINERY, PREFERRED FOR MACHINERY BQIT SLIP RINGS The present invention relates to electrical machines, in particular Brush units for electrical machines, preferably machines with slip rings and can e.g.

fEr Turbogeneratoren angewendet werden.Can be used for turbo generators.

Im Zusammenhang mit dem Anwachsen der Leistung von elektrischen Maschinen ist die Stillsetzung einer solchen Maschine selbst flir eine unbeträchtliche Zeit mit großen Verlusten verbunden. Deshalb gewinnt die Konstruktion der 3ürsteneinheiten, die das Auswechseln der 3Ursten ohne Stillsetzung der elektrischen Maschine zuläßt, z.Z. immer mehr an Bedeutung. In connection with the increase in the power of electrical machines is the shutdown of such a machine even for an insignificant amount of time associated with great losses. Therefore the construction of the 3 brush units wins, which allows the replacement of the 3 original components without shutting down the electrical machine, currently always more important.

Es sind BUrsteneinheiten bekannt, die das gefahrlose Auswechseln der Bürsten an einer laufenden elektrischen Maschine ohne die Anwendung von zusätzlichen Schutzmaßnahmen ermöglichen. There are brush units known that can be replaced safely of the brushes on a running electrical machine without the use of additional Enable protective measures.

So ist z.B. eine Bürsteneinheit fllr elektrische Maschinenbekannt, die eine Bürste mit einem daran bbfestigten Stab und einem Druckelement, einen Bürstenhalter, der an einer stromzuführenden Brücke der Maschine angebracht ist, und eine hebelartige isolierende Vorrichtung zum Auswechseln der Bürste bei laufender Maschine enthält (siehe AEGMitteilungen 56 (1966) Heft 3, Beitrag wNovaJa gonstrukzija Stchotkodershatela dla Turbogeneratorov" ("Neue Entwicklung flir die Erregerstrom-Übertragung mit Schleifringen und Kohlebürsten bei Turbogeneratoren"). For example, a brush unit for electrical machines is known, one brush with a rod attached to it and a pressure element, a brush holder, which is attached to a power supply bridge of the machine, and a lever-like one contains insulating device for changing the brush while the machine is running (see AEG Communications 56 (1966) issue 3, article wNovaJa gonstrukzija Stchotkodershatela dla Turbogeneratorov "(" New development for excitation current transmission with slip rings and carbon brushes for turbo generators ").

Jedoch ist die bekannte Bürsteneinheit sperrig und erfordert deshalb entweder die Vergrößerung der Abmessungen des Schleifringes oder die Verminderung der Anzahl von am Ring angeordneten Bürsten. Außerdem ermUglicht diese Bürsteneinheitkeine Überprüfung des Verschleißgrades der Bürste während des Betriebes. Bei der Abnahme des Bürste halters wird die Bürste nicht vorhergehend vom Schleifring abgedrückt, was zur unerwünschton Funkenbildung beim Anheben und Auswechseln der Bürste fuhren kann. However, the known brush unit is bulky and therefore requires either increasing the dimensions of the slip ring or reducing it the number of brushes arranged on the ring. In addition, this brush unit does not allow Check the degree of wear of the brush during operation. At the acceptance of the brush holder, the brush is not previously pressed off the slip ring, which lead to undesired sparking when lifting and changing the brush can.

Zu umständlich ist auch das Auswechseln der Bürste, weil man beim andrücken des Hebels den ganzen Burstenhalter in den Händen halten muß, was zu einem zufälligen Kontakt des Körpers des Bürstenhalters oder eines Bürstenrandes mit dem Schleifring fuhren kann. Replacing the brush is also too cumbersome, because you have to hold the whole brush holder in your hands when you press the lever, resulting in accidental contact of the body of the brush holder or a brush rim can drive with the slip ring.

Es ist ebenfalls eine Vorrichtung für die Bursteneinheit bekannt, die das Anheben und Festhalten der Bürste in der angehobenen Stellung während des Austausches der Bürste ermöglicht. Eine derartige Vorrichtung ist auch zu sperrig und gewährleistet keinen genligenden Gefahrschutz und Schnelligkeit beim Auswechseln der Bürste. There is also known a device for the brush unit, the lifting and holding of the brush in the raised position during the Exchange of the brush allows. Such a device is also too bulky and does not guarantee adequate protection against hazards and speed when replacing the brush.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung der obengenannten Nachteile Der Erfindung ist die Aufgabe zugrunde gelegt, eine Bürsteneinheit für elektrische aschinef z.B, für einen Turbogenerator, zu schaffen, die es beim Auswechseln der Bürste ermöglicht , die Bürsteneinheit von der stromzuführenden Brücke mit vorhergehend fixierter Trennung der Bürste von den . Elementen des Läufers gefahrlos anzuheben, die Vorrichtung für das Auswechseln der Bürsten zuverlässig in bezug auf den Bürstenhalter zu fixieren und den Verschleiß der Bürsten zuverlässig zu kontrollieren. The present invention aims to eliminate the above Disadvantages The invention is based on the object of a brush unit for electric aschinef e.g. for a turbo generator, to create it when changing the brush enables the brush unit to be preceded by the power supply bridge fixed separation of the brush from the. To lift elements of the runner safely, the device for changing the brushes is reliable in relation to the brush holder to fix and reliably control the wear of the brushes.

Dies wird dadurch erreicht, daß in der BUrsteneinheit der elektrischen Maschine, die eine Bürste mit einem daran befestigten Stab, welcher eine Führung für das an diesem Stab angeordnete federnde die Bürste an die Kontaktelemente des Läufers der Maschine andrückende Element darstellt, eine mit dem Stab zusammenwirkende Vorrichtung zum Anheben und Festhalten der Bürste in der angehobenen Stellung, einen an der stromzuführenden Brücke der Maschine angeordneten Bürstenhalter und eine das Auswechseln der Bürste ermöglichende isolierende Vorrichtung enthält, orfindungsgemäß die das Auswechseln der Bürste ermöglichende isolierende Vorrichtung als eine Buchse ausgeführt ist, die am Bürstenhalter angebrscht und an einem Ende an der stromzuführonden Brücke so befestigt ist, daß ein in die Brücke hineinragender Teil des Bürstenhalters von der Buchse an die Brücke anedrückt wird, und die Vorrichtung für das Anheben der BUrste am Stab abgefedert angeordnet und frei durch das andere gegenüber liegende Buchsenende geführt ist, wobei die Buchse an der Stirnseite dieses Endes eine Fläche aufweist, die eine Fixierung der angegebenen Vorrichtung beim Auswechseln der Bürste ermöglicht; wodurch die gleichzeitige Abnahme der Buchse und des Bürstenhalters von der Brücke gewährleistet wird. This is achieved in that in the brush unit of the electrical Machine that has a brush with an attached rod that has a guide for the resilient arranged on this rod, the brush to the contact elements of Runner of the machine represents pressing element, a cooperating with the rod Device for lifting and holding the brush in the raised position, one arranged on the power supply bridge of the machine brush holder and a contains the replacement of the brush enabling insulating device, according to the invention the insulating device enabling the brush to be replaced as a bushing is executed, which is attached to the brush holder and at one end to the power supply probes Bridge is attached so that a protruding into the bridge part of the brush holder is pressed by the socket on the bridge, and the device for lifting the brush on the rod sprung arranged and free by the other opposite Bushing end is guided, the bushing on the face of this end a surface having a fixation of the specified device when replacing the brush enables; whereby the simultaneous removal of the bushing and the brush holder guaranteed by the bridge.

ist Zweokmäßigerweiseam Bürstenhalter eine Fläche für die Fixierung der Vorrlchtunk für das Anheben der Bürste in der Arbeitsstellung derselben ausgefahrt, und zwischen dem in die Brücke hineinragenden Teil des Bürstenhalters und der ihn andrückenden Buchse ein federndes Element einzusetzen. Dadurch wird das selbsttätige Lösen der Buchse in bezug auf den Bürstenhalter während des Betriebes der Maschine verhindert und die zuverlässige Kontaktgabe zwischen der stromzuführenden Brücke und dem Bürstenhalter bei fixierter Einstellung der Vorrichtung für das Anheben der Bursts in der Arbeitsstellung gewährleistet. there is a fixation area on the brush holder the device for lifting the brush in the working position of the same extended, and between that part of the brush holder protruding into the bridge and that of it insert a resilient element into the pressing bushing. This becomes the automatic Loosening of the bushing with respect to the brush holder during operation of the machine prevented and reliable contact between the current-carrying Bridge and the brush holder with fixed setting of the device for lifting the bursts guaranteed in the working position.

Es ist ebenfalls vorteilhaft, am Ende des an der Bürste befestigten Stabes ein Element anzuIringen, das mit dem Verschleiß der BUrste zusammen mit dem Stab sinkt, wodurch es den Verschleißgrad der Bürste anzeigt und beim Erreichen der unzulässigen Abnutzung der Bursts an die Vorrichtung für das Anheben der Bürste stoßt und das weitere Sinken der Bürste verhindert Die Bürsteneinheit nach der vorliegenden Erfindung ist eine erfolgreiche Lösung der gestellten Aufgaben und zeichnet sich durch einfache Ausführung, geringen Raumbedarf und Zuverlässigkeit im Betrieb aus. It is also advantageous at the end of the attached to the brush Rod to attach an element that with the wear of the brush together with the The rod sinks, which means that it shows the degree of wear of the brush and when it is reached excessive wear of the bursts on the device for lifting the brush butts and prevents further sinking of the brush. The brush unit according to the present one Invention is a successful solution to the task at hand and stands out through simple design, small space requirements and reliability in operation.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden ein bevorzugtes ^ Ausführungebeispiel der 3ürsteneinheit nach der Erfindung anhand der beigelegten Zeichnungen beschritten. Es zeigen Fig. 1 Gesamtansicht der Bürsteneinheit im Schnitt, Fig. 2 Bürsteneinheit nach Fig. 1, Draufsicht; Fig. 3 schematische Darstellung derselben Bürsteneinheit, in dem sich die Vorrichtung für das Anheben der Bürsten in der Arbeitsstellung bei neuer * Bürste befindet, Fig. 4 schematische Darstellung derselben Bürsteneinheit bei dem größten Verschleiß der Bürste; Fig. 5 schematische Darstellung derselben Bürsteneinheit in dem die Vorrichtung für das Anheben der Bürsten angehoben und an der oberen Fläche der Buchse fixiert ist, Fig. 6 schematische Darstellung derselben BUrsteneinheit bei ihrer Abnahme von der stromzuführenden Brücke. For a more detailed explanation of the invention, a preferred one is given below ^ Execution example of the 3 brush unit according to the invention based on the enclosed Drawings trodden. 1 shows a general view of the brush unit in section, FIG. 2 the brush unit according to FIG. 1, top view; 3 shows a schematic representation of the same Brush unit in which the device for lifting the brushes is in the working position when the brush is new, FIG. 4 shows a schematic representation of the same brush unit at the greatest wear of the brush; 5 shows a schematic representation of the same brush unit in which the device for lifting the brush is raised and attached to the upper surface the socket is fixed, FIG. 6 shows a schematic representation of the same brush unit when they are removed from the current-carrying bridge.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, enthalt die Bürsteneinheit einen Bürstenhalter 1, dessen unterer Teil einen reohtwinkligen Körper 2 mit einem zylindrischen Flansch 3 darstellt. As can be seen from Fig. 1, the brush unit includes a brush holder 1, the lower part of which has a right-angled body 2 with a cylindrical flange 3 represents.

Innerhalb des Körpers 2 und des Flansches 3 Riht es eine Offnung, in der die Borste 4 mit daran Eher den Gummidämpfer 5 befestigtes Stab 6 angeordnet ist.There is an opening inside the body 2 and the flange 3, in which the bristle 4 with the rubber damper 5 attached to the rod 6 is arranged is.

Im oberen Teil weist der Bürstenhalter 1 eine Flache 7 mit einer Bohrung auf, durch welche das andere Sunde des Stabes 6 frei durchgelassen ist. Am Stab 6 ist zwischen dem Gummidämpfer 5 und der Fläche 7 eine Feder 8 angeordnet, welche das Andrücken der Bürste 4 an die Kontakt elemente 9 des Läufers sicherstellt. ;n dem Bürstenhalter 1 ist eine aus Isolierserkstoff als eine Buchse 10 ausgeführte Vorrichtung angebracht, die das Auswechseln der Bürste bei laufender Maschiene ermöglicht. Die Buchse 10 ist an einem Ende in die stromzuführende Brücke 11 eingeschraubt und drückt den Körper 2 des Bürstenhalters 1 zuverlässig an die stromzufllhrende Brücke 11 Uber ein federndes Element 12 an. Durch das andere Ende der Buchse 10 gleitet eine Vorrichtung 1 für das Anheben der Bürste 4 und ihre Fixierung in der angehobenen Lage, wobei die Form des Querschnittes der Vorrichtung 13 der des Querschnittes der Öffnung in der Buchse 10 entsSrechen muB, durch welche diese Vorrichtung (Fig, 2) hindurchgeht. Die Vorrichtung 13 ist ebenfalls aus einem Isolierstoff gefertigt und am Stab 6 abgefedert (mit Feder 14) angebracht. In the upper part of the brush holder 1 has a surface 7 with a Hole through which the other end of the rod 6 is freely passed. A spring 8 is arranged on the rod 6 between the rubber damper 5 and the surface 7, which ensures that the brush 4 is pressed against the contact elements 9 of the rotor. ; In the brush holder 1, a bushing 10 is made of insulating material Device attached that allows the brush to be changed while the machine is running. The socket 10 is screwed into the power supply bridge 11 at one end and presses the body 2 of the brush holder 1 reliably against the bridge to be energized 11 via a resilient element 12. The other end of the socket 10 slides a device 1 for lifting the brush 4 and its fixation in the raised position, the shape of the cross section of the device 13 of the the cross-section of the opening in the socket 10 must correspond through which this Device (Fig, 2) passes through it. The device 13 is also made of an insulating material manufactured and sprung on the rod 6 (with spring 14) attached.

An demselben Ende des Stabes 6 ist ein aus Isolierstoff ausefli-rtAnzeiger 15 starr angebracht. In Fig. 1 ist auch ein flexibler Ketalleiter 16 für die Verbindung der Bürste 4 mit dem Bürstenhalter 1, in der Buchse 10 ausgeführte Kühlluftbohrungex irr und eine Nut 18 am Körper 2 des Bürstenhalters 1 für die vorgegebene Einstellung der Bürste 4 in bezug auf die stromzufuhrende Brücke 11 dargestellt. At the same end of the rod 6 is an indicator made of insulating material 15 rigidly attached. Also in Fig. 1 is a flexible ketal conductor 16 for connection the brush 4 with the brush holder 1, in the socket 10 executed cooling air holes ex irr and a groove 18 on the body 2 of the brush holder 1 for the predetermined setting of the brush 4 in relation to the current-supplying bridge 11.

Im Arbeitszustand ist die beschriebene Bürsteneinheit mit Hilfe der Buchse 10 mit der stromzuführenden Brücke 11 (Fig. 3) starr verbunden. Die Vorrichtung 13 für das Anheben der Bürste ist an der Fläche 7 des Bürstenhalters 1 fixiert angebracht, wodurch das selbsttätige Lösen der Buchse 10 in bezug auf den Bürstenhalter 1 verhindert wird. Dabei gewährleistet das federnde Element 12 einen zuverlässigen elektrischen Kontakt zwischen der stromzuführenden Brücke 11 und dem Körper 2 des Disrstenhalters Die Bürste 4 ist durch Feder 8 an die Kontaktfläche 9 des Läufers gedrückt, und der Anzeiger 15 bcrfindet sich beim guten Zustand der Bürste 4 in der oteren Grenzstellung, dh. er ragt merklich in bezug auf die obere Stirnfläche der Vorrichtung 13 hervor. Mit dem fortschreitenden Verschleiß der Bürste während der Arbeit der Maschine sinkt der Stab 6 zusammen mit der Bürste 4 und dem Anzeiger 15, wie es auf Fig. 4 gezeigt ist. Ist der kritische Verschleißzustand der Bürste erreicht, 30 stößt der Anzeiger 15 an den unteren Anschlag der Vorrichtung 13 und begrenzt das weitere unzulässige Absinken des Stabes 6 mit der Bürste 4. Auf diese Weise kann man an der Lage des Anzeigers 15 leicht den Abnutz ngsgrad der Bürste überprüfen. In the working state, the brush unit described is with the help of the Socket 10 rigidly connected to the bridge 11 to be supplied with current (FIG. 3). The device 13 for lifting the brush is fixedly attached to the surface 7 of the brush holder 1, whereby the automatic loosening of the bush 10 with respect to the brush holder 1 prevents will. The resilient element 12 ensures a reliable electrical Contact between the bridge 11 to be supplied with power and the body 2 of the container holder The brush 4 is pressed against the contact surface 9 of the rotor by the spring 8, and The indicator 15 is in the good condition of the brush 4 in the other limit position, ie. it protrudes noticeably with respect to the upper end face of the device 13. With the advancing Brush wear while working of the machine, the rod 6 goes down together with the brush 4 and the indicator 15, like it is shown on FIG. Once the brush has reached the critical state of wear, 30, the indicator 15 strikes the lower stop of the device 13 and is limited the further impermissible lowering of the rod 6 with the brush 4. In this way one can easily check the degree of wear of the brush at the position of the indicator 15.

Zur Auswechselung der abgenutzten Bürste wird die Vorrichtung 13 bis zum Austritt aus der Buchse 10 herausgezogen, um einen Winkel gedreht und an der Fläche 19 der Buchse 10 fixiert, wie das auf Fig. 5 gezeigt ist, Dadurch wird die Bürste 4 in der gehobenen fixierten Lage festgehalten und gleichzeitig die Buchse 10 zum Abschrauben freigegeben. Danach wird die Buchse 10 von der stromzuführenden Brücke Ii manuell abgeschraubt und die ganze Bürsteneinheit, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, komplett abgenommen. Bei einer solchen Abnahme der Bürsteneinheit ist das unbeasichtigte Berühren des Bürstenhalterkörpers oder des Bürstenrandes mit dem Läufer ausgeschlossen.To replace the worn brush, the device 13 to pulled out of the socket 10 to exit, rotated through an angle and attached to the Surface 19 of the socket 10 fixed, as shown in Fig. 5, This is the Brush 4 held in the raised fixed position and at the same time the socket 10 released for unscrewing. Thereafter, the socket 10 is from the power supply Bridge Ii unscrewed manually and the whole brush unit, as shown in Fig. 6 is completely removed. Such a removal of the brush unit is unauthorized Touching the brush holder body or the brush edge with the runner excluded.

Nach dem Auswechseln der abgenutzten Bürste wird die Bür steneinheit in umgekehrter Reihenfolge eingesetzt und an der stromzuftihrenden Brücke befestigt.After replacing the worn brush, the Bür steneinheit inserted in reverse order and attached to the power supply bridge.

Claims

PATENT CLAIMS

1. Brush unit for electrical machines, preferably for machines with slip rings that have a brush with an attached rod, which is a Guide for the resilient brush arranged on this rod on the contact elements the runner of the machine is pressing element, a cooperating with the rod Device for lifting and holding the brush in the raised position, one arranged on the power supply bridge of the machine brush holder and a includes insulating means enabling the brush to be replaced, d a d u r c h e k e k e n n n e i c h n e t that the changing of the brush (4) during of the operation enable de device is designed as a socket (10) which attached to the brush holder (1) and at one end to the power supply bridge (11) is attached in such a way that a part (2) of the brush holder protruding into the bridge (11) (1) is pressed against the bridge through the bushing (10), and the device (13) for lifting the brush on the rod (6) arranged in a spring-loaded manner and freely through the other opposite socket end is guided, the socket (10) on the end face this end has a surface (19) which fixes the specified device (13) on this when Auswe eln the brush (4) made possible, whereby the simultaneous acceptance the socket (10) and the brush holder (1) is guaranteed by the bridge.

2. Brush unit according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the brush holder (1) on the one opposite the brush (4) End has another surface (7) on which the device (13) for lifting the brush (4) is fixed in the working state, whereby the automatic loosening of the Bushing (10) with respect to the brush holder (1) during operation of the machine is prevented, there is between the body protruding into the bridge (11) (2) of the brush holder (1) and the bushing (10) which presses on it, a resilient element (12) to create reliable contact between the current-carrying bridge (11) and the bladder holder (1) when fixing the device (13) in the work position arranged.

3, brush unit according to claim 1 and 2, d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that at the end of the rod (6) attached to the brush (4) Element (15) is attached, which with the wear of the brush (4) along with the rod (6) sinks, whereby it shows the degree of wear of the brush (4) and when Reaching inadmissible wear of the brush (4) on the brush lifting device (13) strikes and thus prevents further sinking of the brush (4).

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