-
Bürstenhalter Die Erfindung bezieht sich auf einen Brstenhalter für
eine elektrische Rotations- oder Drehmaschine, und zwar auf einen Bürstenhalter
vom Spiralfedern-Typ.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen derartigen 3ürstenhalter zu schaffen,
der leicht zusammengebaut und leicht montiert werden kann, und zwar wahlweise in
jeder gewünschten Richtung.
-
Üblicherweise ist eine elektrische Rotationsmaschine in einem Raum
montiert, der voll von Hilfsgeräten ist, insbesondere bei einem elektrisch getriebenen
Fahrzeug ist der Hauptantriebsmotor in einem sehr kleinen Raum
untergebracht.
Besonderer Bedeutung bei dieser Anordnung kommt dabei der Überwachung jedes Kollektors
zu, die periodisch überprüft und nachgearbeitet werden müssen. Dabei bestimmen die
Ausbildung des Bürstenhalters sowie die Richtung und die Anordnung seines Platzes
weitgehend die Wirksamkeit der Überwachung.
-
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst und die bei den
bekannten Bürstenhaltern auftretenden, im einzelnen im folgenden noch aufzuzeigenden
Mängel werden dadurch beseitigt, daß ein Bürstenhalter für elektrische Rotationsmaschinen
geschaffen wird, der ein Gehäuse mit einer Bürstenführung zur Aufnahme einer Bürste
aufweist, ferner Befestigungsmittel zur Befestigung des Halters an der Maschine
und mindestens einen einstückig ausgebildeten Federträger, der ferner Federelemente
besitzt, die als eine Einheit ausgebildet sind und aus einem Paar von Spiralfedern,
einem Federschaft und Federanschlägen bestehen, und noch Befestigungsmittel aufweist
zur lösbaren Befestigung der Federelemente an dem Federträger des Gehäuses, wobei
die Teile einzeln hergestellt sind und zum Bürstenhalter zusammengesetzt sind.
-
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung anhand
der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen üblichen
Bürstenhalter in Verbindung mit einer üblichen elektrischen Rotationsmaschine; Fig.
2 die Anordnung dieses Bürstenhalters an einer -elektrischen Rotationsmaschine;
Fig.
3 eine Draufsicht auf die Bürstenhalter nach einer Ausführungsform gemäß der Erfindung;
Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Bürstenhalter gemäß Fig. 3; Fig. 5 und 6 das
Gehäuse und das Federelement eines Bürstenhalters gemäß Fig. 4; Fig. 7 eine Draufsicht
auf die Teile der Federung gemäß Fig. 6; Fig. 8 und 9 einen Längsschnitt durch einen
Bürstenhalter nach einer weiteren Ausführungsform; Fig. 10 eine Draufsicht auf den
Bürstenhalter gemäß Fig. 10; Fig. 11 eine Draufsicht auf einen Bürstenhalter nach
einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung; Fig. 12 eine Frontansicht eines
Brstenhalters nach Fig. 11; Fig. 13 eine Draufsicht auf einen Bürstenhalter nach
Fig. 11 mit dem Anschlußglied auf der anderen Seite; Fig. 14 - 16 eine Draufsicht,
eine Frontansicht bzw.
-
eine Seitenansicht des Anschlußgliedes nach Fig. 13 und
Fig.
17 eine perspektivische Ansicht eines Anschlußgliedes nach einer weiteren Ausführungsform
gemäß der Erfindung.
-
Die Fig. 1 zeigt einen bisher üblichen Bürstenhalter 10, dessen Gehäuse
1 aus Bronze gegossen ist und der eine Bürstenführung lp zur Aufnahme der Bürste
2, ein Anschlußglied 11 und einen Bürstenverschiebungsteil lt besitzt.
-
Weiter iet das Gehäuse so ausgebildet, daß ein Federanschlag 5 und
ein Federbund 4 an ihm befestigt werden können. Ferner ist ein Befestigungsglied
(nicht gezeigt) am Gehäuse vorgesehen, um es elektrisch isoliert am Maschinenrahmen
befestigen zu können.
-
Bei der Herstellung des vorstehend beschriebenen Bürstenhalters werden
die Feder 3 und das Gehäuse 1 üblicherweise getrennt gefertigt. Das Gehäuse, das
die BUrstenfUhrung enthält, muß genauer gefertigt werden als die Feder.
-
Weiter ist die Form des Gehäuses sehr kompliziert, da es eine Reihe
von Aufgaben zu erfüllen' hat. Damit benötigt also das Gehäuse eine Menge Zeit bei
der Herstellung, die Feder muß sorgfältig eingesetzt werden, um die gewUnschte Andrückkraft
zu erreichen, und die Feder muß nach der Montage nachjustiert werden. Dies bereitet
erhebliche Schwierigkeiten bei der Vereinheitlichung.
-
Auegehend von dieser Ausbildung muß also das Gehäuse erheblich geändert
werden, wenn der Bürstenhalter selbst und insbesondere die Feder verbessert werden
sollen.
-
Fig. 2 zeigt einen Hauptantriebsmotor für ein elektrisch angetriebenes
Fahrzeug, der einen Kollektor CM und
Btirstenhalter 10A, 10B, 10C
und 10D besitzt, in einer Ansicht, welche die relative Stellung zwischen dem Motor
11 und den übrigen Teilen des Wagens aufzeigt.
-
In der.Nähe des Außenrahmens Y des Motors sind die Antriebswelle
S und die Hilfseinrichtungen untergebracht.
-
Daher ist die Wartung oder Überwachung des Kollektors bzw. der Bürsten
üblicherweise nur über ein Fenster Yw m8glich, das über bzw. in der Nähe des Kollektorteils
im Außenrahmen Y angebracht ist. Der Hauptantriebamotor selbst ist nur über ein
Falltor im Fahrzeugboden F oder durch einen Schacht im Boden L zu erreichen. Folglich
sind die Bürstenhalter 10A, 10B, 10C und 10D so angebracht, daß ihre Federn den
Fenstern Yw gegenüberliegen und die Federn der Halter 10A und 10D denen der Halter
10B und 10C gegendberliegen, wie das aus Fig. 2 zu ersehen ist.
-
Für diesen Fall werden zwei Arten von Gehäusen benötigt, die in verschiedenen
Richtungen befestigt werden können, so daß auch zwei Arten von Gußformen nötig sind,
um die Gehäuse mit ihren komplizierten Formen gießen zu können. Dies ist ein weiterer
Nachteil.
-
Durch die Erfindung werden diese Schwierigkeiten verwunden. Der Erfindungsgedanke
läßt sich nicht nur bei Gehäusen aus Bronze, sondern auch bei Gehäusen aus Kunststoff
verwirklichen. Die nachfolgende Beschreibung ist im wesentlichen auf die Ausführung
des Gehäuses aus Kunststoff ausgerichtet, da dieses die meisten Vorteile bringt.
-
Fig. 4 zeigt eine Frontansicht des montierten Bürstenhalters 50 gemäß
der Erfindung und Fig. 3 die en*-sprechende Draufsicht.
-
Die Fig. 5 und 6 zeigen das Gehäuse 51 und die Federteile 70des Bürstenhalters
50 im demontierten Zustand, und die Fig. 7 stellt eine Draufsicht auf die Federteile
70 dar.
-
Aus diesen Figuren ist zu ersehen, daß der erste Vorteil des Bürstenhaltere
nach der Erfindung darin besteht, daß das Gehäuse 51 und die Federteile 70 getrennt
hergestellt und zur Bildung des Bürstenführung 51p für die Aufnahme der Bürste 52;
einen Federträger 51f und Befestigungselemente 51a zur Befestigung des Gehäuses
am Motorgehäüse. Diese Teile sind einstückig gegossen oder gepreßt aus einem Kunstharz
wie Epoxyd-Harz oder Polyester-Harz. Die Federelemente 70 enthalten eine Federbasis
57, die ihrerseits einen Federanschlag 55, ein Anschlußteil 571 und einen Bürstenverschiebungsteil
57t aufweisen und einstückig ausgebildet sind. Ferner geharen zu ihnen zwei Spiralfedern
53 und 53', von denen jede einen Federbund und einen-Haken 56 besitzt. Die Federbasen
75 und die Federn 53 und 53' sind mittels Beilagscheiben 58 und Stiften 59 und 60
zu einer Einheit miteinander verbunden. Die Federteile 70 sind mittels Schrauben
61 und 62 mit dem Federträger 51f des Gehäuses verbunden. Das eine Ende im Mittelpunkt
der Spiralfeder 53 ist am Schaft 54 befestigt, während das freie Ende der Feder
53 auf die Bürste 52 drückt. Wenn die Bürste entfernt oder eine neue eingesetzt
wird, wird das freie Ende der Feder im Uhrzeigersinn gedrückt und der Haken 56 in
den
Anschlag 55 eingehängt (Fig. 6). Bei dieser Ausbildung ist die Form des Gehäuses
sehr einfach und darüber hinaus können Gehäuse und Federteile getrennt hergestellt
werden, so daß sich der gesamte Herstellungsprozeß vereinfacht. Der Druck,mit dem
das freie Ende der Feder 53 auf die Bürste 52 drückt, kann eingestellt werden, bevor
die Federelemente 70 im Gehäuse 51 montiert werden. Es müssen die Federelemente
70 lediglich durch Bolzen mit dem Federträger 51f des Gehäuses 51 verbunden werden.
-
Damit ist der Verbindungsprozeß schon beendet. Dieser ist damit erleichtert,
und der Bürstenhalter kann in geeigneter Weise durch das einfache Auswechseln der
Federelemente gegen die eines anderen Typs verändert werden.
-
Das Gehäuse eines Bürstenträgers, dessen Bürstenführung abgenützt
oder sonst beschädigt ist, kann also in einfscher Weise ausgewechselt werden.
-
Ein weiterer Vorteil des Gegenstandes der Erfindung ist dann, daß
die Richtung für den Bürstenhalter bei der Montage am Motor frei gewählt werden
kann. Die Fig. 8 bis 10 zeigen ein Ausflihrungsbeispiel, das diesen Vorteil aufzeigt.
Das Gehäuse 151 besteht aus einem Bürstenführungsteil 151p zur Aufnahme der Bürste
152 und einem Befestigungselement zur Befestigung am Motor (nicht gezeigt).
-
Es ist symmetrisch zu diesem Befestigungsmittel 151a ausgebildet,
so daß die Federelemente 170 und die AnschluB-glieder 1571 durch Schrauben 161 und
162 lösbar an den Befestigungsmitteln 151a sowohl rechts als auch links befestigbar
sind, Je nach der Richtung, in der der BUrstenhalter angebracht werden soll.
-
Aus Fig. 10 ist zu ersehen, daß die Bolzen, mit denen
die
Federelemente am Gehäuse befestigt sind, in der Mitte zwischen den Federn 153 und
153' angeordnet sind. Damit ist die Lage nicht festgelegt, so daß diese wie aus
Fig.
-
10 zu ersehen nach Belieben gewählt werden kann. Sie kann z. B. so
gewählt werden, daß sie symmetrisch liegt in Richtung der Federbreite in bezug auf
den vorerwähnten Mittelteil, so daß die Federelemente 70 zweckmäßig am Boden des
Gehäuses befestigt werden können.
-
Béi dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 11 bis 13 werden die Federelemente
und die Anschlußglieder getrennt hergestellt. Die Federelemente sind dabei auf der
einen und die Anschlußglieder auf der anderen Seite des Gehäuses angeordnet. Die
beiden Teile sind dabei austauschbar befestigt. Das Bürstenhaltergehäuse 251 besitzt
einen Bürstenführungsteil 251p zur Aufnahme der Bürste 252 und ein Befestigungsmittel
251a, die eine elektrische Isolation ermöglichen. Das Bürstenführungsteil 251p und
die Befestigungsmittel 251a sind einstückig aus Kunstharz wie Epoxyd-Harz oder Polyester-Harz
hergestellt. Die Befestigungsmittel 251a weisen eine Bohrung mit einem Innengewinde
auf, die als Mutterschraube in Verbindung mit einer Preßschraube zur Befestigung
des Halters am Motorgehäuse dient (nicht gezeigt). Gegenüberliegend und symmetrisch
zu den Befestigungsmitteln 251a sind Hohlzylinder 251b aus Metall mit einem Innengewinde
eingebettet (Fig.
-
11), die zur Befestigung der Federelemente 260 und der Anschlußglieder
270 aus Metall am Bürstenhaltergehäuse dienen. Die Federelemente 260 bestehen aus
einem Federträger 263, einem Federschaft 262, der am Träger 263 befestigt ist, aus
einem Paar von Spiralfedern 261 und 261', deren eines Ende am Schaft 263 befestigt
ist und deren anderes Ende gegen die Bürste 252 drückt, befestigt zwischen
Beilagscheiben
262 und gehalten durch Stifte 266 am Schaft 262, und einem Paar von Federanschlägen
264 am Federträger 263. Die Federelemente 260 der eben beschriebenen Art sind lösbar
durch Schrauben 280 Je auf den sich gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses befestigt.
-
Ein Ableitungs- oder Herausführungsanschlußglied 270, das getrennt
aus Metall gefertigt ist) hat auf der einen Seite einen Biirstenanschluß 270t und
auf der anderen Seite einen Ableitungsanschluß 2701 und kann auf einer der beiden
gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 251 durch Schrauben 281 befestigt werden.
Daher können die Federelemente 260 und'die Anschlußglieder 270 entweder auf der
linken bzw. der rechten Seite des Gehäuses befestigt werden, wie das aus Fig. 11
zu ersehen ist, oder auf der rechten bzw. der linken Seite gemäß Fig. 13 befestigt
werden.
-
Wenn das Anschlußglied nicht symmetrisch zu seinem Befestigungsteil
angebracht ist, kann dieses Glied nicht an der rechten oder der linken Seite des
Gehäuses angebracht werden. Aber jede normale elektrische Rotationsmaschine weist
eine Mehrzahl von Magnetpolen auf, und bei einer Gleichstrommaschine ist eine Mehrzahl
von BUrstenhaltern entsprechend der Zahl der Magnetpole vorgesehen.
-
Wenn die Anschlußglieder, wie in den Fig. 14 bis 16 gezeigt, bei C
in zwei symmetrische Teile geteilt sind und so gleichwertig auf der linken oder
der rechten Seite angebracht werden können, sind diese Teile rationell für eine
Massenproduktion ausgebildet.
-
Die Bürstenhalter 250A oder 250B nach diesen AusfUhrungsbeispielen
bestehen
aus dem Gehäuse 2rist, den Federelementen z6o und den metallischen Anschlußgliedern
270, wobei diese Glieder 270 und die Federelemente 260 jeweils an den gegenüberliegenden
Seiten des Gehäuses 251a befestigt sind. Die Federelemente 260 und die Anschlußglieder
können also in bezug aufeinander entweder links bzw.
-
rechts oder rechts bzw. links am Gehäuse angeordnet sein, und zwar
durch Austausch der Glieder mit dem Gegenelement oder ohne Austausch der Glieder.
-
Wenn dann das Anschlußglied aus einem Bürstenführungsteil 372 und
einem Anschlußteil 371 gebildet wird, die getrennt ausgebildet sind, wie das in
der Fig. t7 gezeigt ist, kann es unter Verwendung der gleichen Teile an beiden Seiten
des Gehäuses angebracht werden. Der Anschlußteil 372 hat eine vorstehende Kante
375, die auf der Kante 376 des einen Endteils des Anschlußgliedes 371 aufliegt.
-
Die beiden Endteile des Teils 371 sind mittels Schrauben 373 auf einer
Seite des Gehäuses befestigt. Um das Anschlußglied auf der anderen Seite des Gehäuses
befestigen zu können, ist es lediglich notwendig, die vorstehende Kante 375 des
Anschlußteils 372-auf der anderen Kante 377 des Endteils des Anschlußgliedes 37t
zu befestigen.
-
Wie vorstehend beschrieben, ist die Ausgestaltung des Gehäuses des
Bürstenhalters vereinfacht, und der gleiche Halter kann wahlweise in den beiden
entgegengesetzten Richtungen lediglich durch die Art seines Zusammenbaues verwendet
werden. Eine Metallform für den Guß in Kunststoff ist teuer, und es ist unökonomisch,
zwei Arten solcher Metallformen vorzusehen. Gemäß der Erfindung ist aber nur eine
einzige Form von einfacher Ausbildung notwendig,
so daß der Aufwand
für eine Metall form auf einen tragbaren Umfang reduziert ist.
-
Weiter liegt der Vorteil für die Ausbildung gemäß der Erfindung in
der Tatsache, daß die Vereinheitlichung und die Massenherstellung erleichtert sind.
-
Die Beschreibung des Gegenstandes der Erfindung wurde bisher auf
den Fall beschränkt, daß das Gehäuse des Bürstenhalters aus einem Kunstharz hergestellt
wird. Der Erfindungsgedanke ist aber auch für den Fall anwendbar, daß das Gehäuse
aus Bronze gefertigt wird. Auch in diesem Fall bleibt die vorgesehene Ausbildung
unverändert mit der Ausnahme, daß eine Isolation zum Befestigungsmittel zugefügt
wird. Der Bürstenanschluß und der Ableitungsanschluß können mit dem Gehäuse aus
einem Stück bestehen, wenn das Gehäusematerial elektrisch leitend ist, oder sie
können getrennt geformt und dann zusammengefügt sein.