DE3048844A1

DE3048844A1 - Kohlebuerste

Info

Publication number: DE3048844A1
Application number: DE19803048844
Authority: DE
Inventors: Peter 7022 Leinfelden-Echterdingen Jordan; Hermann Möhring; Rolf 7000 Stuttgart Wahler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-12-23
Filing date: 1980-12-23
Publication date: 1982-07-15

Description

Kohlebürste Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Kohlebürste nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind schon Kohlebürsten bekannt, bei der die Anschlußlitze in einer Aufnahmebohrung in der Bürste eingelötet oder mit einem Pulver eingestampft ist. Diese Verbindung der Anschlußlitze ist unelastisch. Bei stark beschleunigten Bewegungen, wie sie etwa bei Schwingungen auftreten, kann die Litzenverbindung zerstört werden. Die Anschlußlitze kann mit der Lötstelle herausgeschlagen, das Stampfpulver losgerüttelt werden oder das Kabel kann an der Einspannstelle brechen. Es ist auch bekannt, daß durch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Bürstenmaterial und Verbindungsmaterial Bürsten zerbrechen. Dies wird noch dadurch begünstigt, daß durch die ständigen Temperaturwechsel in dem spröden Bürstenwerkstoff - z.B.
Kohle - Risse entstehen. Als Folge von diesen Schadensfällen kann die elektrische Maschine schwer beschädigt werden, in allen Fallen ist sie aber für die erforderliche Reparaturzeit nicht einsatzfähig.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Kohlebürste mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die Elastizitat des leitenden Kunststoffes die auftretenden Schwingungen gedämpft bzw. ein Teil der Schwingungsarbeit vernichtet wird. Weiter werden die unterschiedlichen Warmeausdehnungskoeffizienten durch die Elastizität des Kunststoffes ausgeglichen.
Schließlich kann die Aufnahmebohrung mit kleinerem Durchmesser als bei bekannten Kontaktierungsverfahren ausgeführt und damit eine bessere mechanische Stabilität erreicht werden, bzw. kleinere Bürstenquerschnitte auch noch kontaktiert werden. Außerdem kann ein dauerhaft stabiler- Übergangswiderstand erzeugt werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung der im Rauptanspruch angegebenen Lehre möglich.
Zeichnung Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erlautert. Es zeigen Figur 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel und Figur 3 und 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kohlebürste in jeweils zwei Ansichten.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele In Figur 1 und 2 ist eine Kohlebürste 1 dargestellt, die im wesentlichen die Form eines rechteckigen Quaders hat.
Die in der Zeichnung untere Stirnseite 2 der Kohlebürste ist hohlzylindrisch ausgebildet und liegt an der Oberfläche eines ihr gegenüberliegend angeordneten Kollektors 3 eines im übrigen in der Zeichnung nicht dargestellten Elektromotors an. An der oberen Stirnseite 4, welche der hohlzylindrisch ausgebildeten Stirnseite 2 der Kohlebürste gegenüberliegt, ist eine Anschlußlitze, über die der Kohlebürste 1 ein Strom zugeführt wird, angeordnet.
Die Anschlußlitze 5 hat ein freigelegtes metallisches Ende 6, welches in eine Aufnahmebohrung 7 eingeführt ist.
Der zwischen der Wandung der Aufnahmebohrung 7 und der Anschlußlitze 5 verbleibende Raum ist mit einem elektrisch leitenden Kunststoff gefüllt. Auf diese Weise ist die Anschlußlitze 5 elektrisch leitend mit der Kohlebürste 1 verbunden.
Bei dem elektrisch leitenden Kunststoff handelt es sich vorzugsweise um einen thermoplastischen Kunststoff, in dem fein verteilte Partikel eines vorzugsweise anorganischen Leiterwerkstoffs enthalten sind. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel, welches in den Figuren 1 und 2 beschrieben ist, ist der.thermoplastische Kunststoff von der Mündung der Aufnahmebohrung 7, durch die sich die Anschlußlitze 5 erstreckt, in flüssigem Zustand eingespritzt worden. Nach dem Erstarren des Kunststoffs ist so eine elektrisch leitende, elastische Verbindung zwischen der Litze 5 und der Kohlebürste 1 geschaffen worden.
Die Kohlebürste 1 ist in einer in der Zeichnung nur strichpunktiert angedeuteten, in herkömmlicher Art und Weise aufgebauten Bürstenführung 8 gefÜhrt.
Durch die Elastizität des leitenden Kunststoffes werden im Betrieb des Elektromotors - bei dem es sich natürlich insoweit auch um eine andere elektrische Maschine handeln kann - auftretende Schwingungen gedämpft. Außerdem werden unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten etwa zwischen dem Werkstoff der Anschlußlitze 5 und dem Werkstoff der Kohlebürste 1 ausgeglichen. Außerdem kann der Durchmesser der Aufnahmebohrung 7 gegenüber dem Durchmesser von Aufnahmebohrungen bekannter Befestigungsarten, z.B. durch Löten, wesentlich geringer gehalten werden, so daß die Kohlebürste sich durch eine größere mechanische Stabilität auszeichnet. Ein weiterer vorteilhafter Effekt ist, daß der Kunststoff die Bildung von Korrosionsschichten auf den Drähten der Litze innerhalb der Aufnahmebohrung 7 sicher verhindert, weil deren Oberfläche vor einer etwa vorhandenen aggressiven Atmosphäre geschützt ist. Wenn sich mit der Zeit der Übergangswiderstand - durch Haarrisse im Kunststoff oder teilweise Lösen der Verbindung zur Bohrungswandung oder zur Litze - erhöht, wird ein geeigneter Kunststoff an den Stellen der örtlich größten Erwärmung plastisch und schmilzt schließlich auf. Dadurch wird aber die Verbindung wieder intensiver und leitender und die Erwärmung geht zurück, so daß ständig eine einwandfreie Verbindung gewährleistet ist. Außerdem wird durch die Schwingungsdämpfung des Kunststoffes auch die Anschlußlitze entlastet, so daß es nicht zu einem Schwingungsbruch kommen kann.
Das in den Figuren 3 und 4 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel einer Kohlebürste 11 unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß der Kunststoff, der den Raum zwischen der Anschlußlitze 15 und der Wandung der Aufnahmebohrung 17 ausfüllt, durch eine seitlich in die Aufnahmebohrung 17 einmündende Eilfsbohrung 19 eingefüllt ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Kunststoff eingespritzt worden. Natürlich ist es ebensogut denkbar, den Kunststoff in die Aufnahmebohrung einzugießen. Dies kann vor oder nach Einführen der Litze geschehen. Der Kunststoff kann auch mit der Litze in die Bohrung eingebracht werden.
Ebenso ist für den Fachmann klar, daß die Leitfähigkeit, des Kunststoffes nicht nur durch darin fein verteilte Partikel eines Leiterwerkstoffs erreicht werden kann, sondern es kann natürlich auch ein Kunststoff verwendet werden, der selbst ein (organischer) Leiter ist.
Weiter ist klar, daß die Bohrung für die Aufnahme der Litze um 900 versetzt in einer der anderen Flächen eingebracht sein kann.

Claims

Ansprüche Kohlebürste zur Stromübertragung in elektrischen Maschinen auf eine ihr gegenüberliegende, vorzugsweise sich vorbeibewegende (Kollektor- oder Schleifring-) Oberfläche, mit einer Aufnahmbohrung, in der das metallische Ende einer Anschlußlitze befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen der Anschlußlitze (5, 15) und der Wandung der Aufnahmebohrung (7, 17) verbleibende Raum mit elektrisch leitenden Kunststoffen gefüllt ist.
2. KahlebüdCste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff (5, 15) zwischen Aufnahmebohrung (7, 17) und Litze klebende Eigenschaften hat.
3. Kohlebürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff in die Aufnahmebohrung oder den Zwischenraum zwischen Litze und Bohrung (7, 17) eingegossen ist.
4. Kohlebürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff in die Aufnahmebohrung oder der Zwischenraum eingespritzt ist.
5. Kohlebürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußlitze (5, 15) vor dem Einbringen in die Aufnahmebohrung (7, 17) mit einem Kunststoff getränkt ist, der sich nach dem Einbringen ausdehnt, und damit den Zwischenraum füllt.
6. Kohlebürste nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff von der Münaung der Aufnahmebohrung (7, 17), durch die sich die Anschlußlitze (5, 15) erstreckt, eingefüllt ist.
7. Kohlebürste nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff von einer seitlich in die Aufnahmebohrung (17) einmündenden Hilfsbohrung (19) eingefüllt ist.
8. Kohlebürste nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff thermoplastische Eigenschaften aufweist.
9. Kohlebürste nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein organischer Leiter ist.
10. KohlebArste nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff fein verteilte Partikel eines vorzugsweise anorganischen Leiterwerkstoffs enthält