DE3346595C2

DE3346595C2 - Bürstenhalter für elektrische Maschinen

Info

Publication number: DE3346595C2
Application number: DE3346595A
Authority: DE
Inventors: Winfried 4513 Belm Kipke
Original assignee: MAX FROST MASCHINEN- und APPARATEBAU 4508 BOHMTE DE; Max Frost Maschinen und Apparatebau 4508 Bohmte
Current assignee: Frost Erdungskontakte 4443 Schuettorf De GmbH
Priority date: 1983-12-23
Filing date: 1983-12-23
Publication date: 1986-11-20
Also published as: US4625136A; DE3346595A1; EP0148474B1; EP0148474A3; ATE30989T1; EP0148474A2; JPS60227379A; JPH0244113B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bürstenhalterkasten mit zwei oberen schräg zueinander verlaufenden Führungsflächen, an denen sich die Kohlebürste mit entsprechend ausgebildeten Schrägflächen abstützt. Dabei wird zwischen der oberen waagerechten Abdeckung des Bürstenhalterkastens und der oberen Abschlußfläche der Kohlebürste ein Freiraum gebildet, durch den sich bildender Abrieb abgeführt werden kann. Weitere Freiräume sind zwischen den Seitenwänden des Bürstenhalterkastens und den seitlichen Begrenzungswänden der Bürste gebildet, die demselben Zweck dienen. Neben dem eingerollten Teil der Rollbandfeder sorgt ein Druckgleitstück, das mit einer entsprechenden Fläche der Bürste korrespondiert, für den gleichmäßigen Andruck der Bürste an die beiden Führungsflächen des Bürstenhalterkastens über die gesamte Bürstenlänge unabhängig von den Charakteristiken der Federn bei unterschiedlichen Abmessungen.

Description

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Die Erfindung betrifft einen Bürstenhalter für elektrische Maschinen gemäß dem Oberbegriff des An

spruchs Derartige Bürstenhalter sind durch die DE-OS 24 05 754 bekannt Dabei wird die Bürste von zwei parallel zueinander verlaufenden Seitenwänden und von der oberen Abschlußwand des Bürstenhalterkastens geführt Um hierbei ein möglichst kleines Führungsspiel zwischen Bürstenhalterkasten und der Bürste zu erreichen, ist eine sorgfältige Bearbeitung der Bürste erforderlich, was einen erheblichen Kostenaufwand darstellt Aufgrund der Tatsache, daß der eingerollte Teil der Rollbandfeder an einer Schrägfläche anliegt, wird auf die Bürste eine Querkraft ausgeübt, durch die die Bürste gegen die obere Abschlußwand des Bürstenhalterkastens gedrückt wird. Da diese Querkraft aber nur auf ein B)-rstenende einwirkt, erwächst hieraus der weitere Nachteil, daß nämlich die Führungsflächen der Bürste hohem Verschleiß unterliegen, und es letztlich bei der sich durch dauernden Abrieb einstellenden Schiägstellung der Bürste zum Klemmen kommen kann. Ein nicht zu unterschätzender Mangel muß noch darin gesehen werden, daß die Bürste an allen vier Seiten genau geführt werden muß, und aus diesem Grund der Bürstenabrieb schlecht abgeführt werden kann. Er setzt sich vielmehr in die Führungsspalte. Bei Erschütterungen wirkt die in der Führung freibewegliche Bürste als Hammer, der den losen Abrieb in der Führung verfestigt. Dies führt auf Dauer zum Festklemmen der 3ürste.

Die Deutsche Patentschrift 5 40 785 offenbart einen Bürstenhalter für elektrische Maschinen, bei dem nach der Ausbildung entsprechend der F i g. 1 in einer ringsum geschlossenen Bürstentasche zwei Bürsten geführt sind, die im Querschnitt Trapezform aufweisen. Dabei stützen sich die beiden schrägverlaufenden Flächen einer jeden Bürste zum einen an einer von zwei ebenfalls schrägverlaufenden Seitenenden der Bürstentasche und zum anderen an der benachbarten schrägverlaufenden Fläche der zweiten Bürste ab. Im Betrieb werden die beiden Bürsten in der Bürstentasche gleichsam gegeneinander verkeilt, um ein Vibrieren zu vermeiden. So zu verfahren, setzt aber eine sehr genaue Bearbeitung sowohl der Bürsten wie auch der Bürstentasche voraus. Da die die Verkeilung bewirkende Querkraft nur an einem Ende der Bürsten einwirkt, besteht die Gefahr, daß sich die Bürsten, insbesondere nach längerer Einsatzdauer und dem daraus resultierenden Verschleiß, gegeneinander verkanten und verklemmen. Bei der Ausführungsform nach den F i g. 2 und 3 weisen zwei in einer Bürstentasche an je zwei Seiten geführte Bürsten endseitige Schrägflächen auf, gegen die unter Federkraft stehende, ebenfalls abgeschrägte Druckstücke anliegen, so daß Querkräfte erzeugt werden. Der Nachteil einer solchen Ausbildungsform ist darin zu sehen, daß die durch ein Druckstück erzeugte Querkraftkomponente an dem dem nicht dargestellten Rotor entfernten Ende jeder Bürste am stärksten ist und dort, wo sie eigentlich voll wirksam sein müßte, nämlich unmittelbar am umlaufenden Rotor, kaum vorhanden ist.

Die US-PS 15 46 373 beschreibt einen Bürstenhalter, der im wesentlichen aus einer flachen Gleitfläche besteht, die einen mittigen längsverlaufenden Steg aufweist. Die Bürste selbst ist mit einer entsprechenden längsverlaufenden Nut versehen, in die der Steg hineinragt, um die Bürste gegen seitliches Verschieben zu sichern. Allerdings findet keine Zwangsführung in einem Bürstenhalterkasten statt. Allerdings zeigt die US-PS eine Bürste, die eine Schrägfläche aufweist, gegen die eine Feder drückt. Hierdurch wird zusätzlich zur Axialkraft eine Querkraft erzeugt, durch die die Bürste gegen

die Gleitfläche gedruckt wird. Der Nachteil, der sich aus einer solchen Anordnung ergibt, wurde bereits im vorhergehenden Absatz beschrieben. Hinzu kommt der weitere Nachteil, daß sich die Bürste schon bei einer nur geringen Rückstellung des Rotors im Uhrzeigersinn von der Gleitfläche löst.

Ausgehend von der zuerst genannten DE-OS 24 05 754 liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe -zugrunde, e.^:nen Bürstenhalter der eingangs näher bezeichneten Art derart auszubilden, daß die an ihn ge- ίο stellten Anforderungen, insbesondere im Hinblick auf eine einwandfreie Führung auch nach längerer Einsatzdauer und mit Hinblick auf eine einfache und robuste, nicht zum Verklemmen der Bürste neigende Ausführung in zufriedenstellender Weise erfüilt sind. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst Der Vorteil einer derartigen Ausbildung ist darin zu sehen, daß durch den gleichmäßigen Andruck der Kohlebürste gegen den Bürstenhalterkasten zuverlässig ein Führungsstiel vermieden wird, das zu Kippbewegungen führen kann. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß entstehender Aorieb zuverlässig abgeführt wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Bürstenhalterkasten zwei obere, schräg zueinander verlaufende Führungsflächen auf, wobei die Bürste ebenfalls zwei entsprechende, schräg zueinander verlaufende Stützflächen aufweist. Auf diese Weise wird eine einwandfreie Anlage der beiden KoMaktflächen gewährleistet, die der Stromzuführung dienen können, so daß kein Kupferkabel mehr in die Kohlebürste eingestampft zu werden braucht. Das Kupferkabel stellt außerdem bei Kurzschlußbelastung eine Schwachstelle dar. Der Bürstenhalterkasten kann dann nämlich direkt leitend mit einer Stromschiene verbunden sein. Ein weitcrcr Vorteil ist darin zu sehen, daß die Herstellungskosten auf ein Minimum reduziert werden, weil lediglich zwei Kontaktflächen sorgfältig bearbeitet werden müssen und auf Armierungen gänzlich verzichtet werden kann. Als erfindungswesentlich muß auch eine Ausführung gesehen werden, bei welcher die Führungsflächen nicht schräg zueinander verlaufen, sondern beispielsweise kreisbogenförmig mit einer oberen Abflachung ausgebildet sind.

Damit sich der in die noch vorh?ndene Führungsspalte eingedrungene Kohlestaub auch in Achsrichtung des Federwickels nicht verfestigt und nicht zu Betriebsstörungen führt, weist die Bürste an ihrer der Rollbandfeder abgewandten Seit'; eine gerade Abschlußfläche auf, zwischen der und der Innenseite des oberen Steges des Kastens ein Freiraum vorhanden ist. Desweiteren sind Freiräume zwischen der Bürste und den Seitenwänden des Bürstenhalterkastens vorgesehen. Um eine stabile Federstellung auch in unbelastetem Zustand zu gewährleisten, ist das Druckgleitstück in einem Auschnitt eines die Rollbandfeder abstützenden Klemmbügels geführt. Zur Reduzierung der Reibung und zur Isolation der Rollbandfeder stützt sich erfindungsgemäß die Rollbandfeder unter Zwischenschaltung eines Kunststoffgleitlagers an der Schrägfläche ab. Einer weiteren Ausführungsform gemäß ist zur Formstabilisierung die Rollbandfeder über eine Büchse auf einer Achse drehbar gelagert, wobei die Achse bewegbar an einer Schrägfläche gehalten ist. Außerdem schlägt die Erfindung noch vor, da3 die Rollbandfeder auf ihrer der Bürste zugewandten Seite mit einem Belag hoher Haftreibung versehen ist.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und mehrerer dieses schematisch darstellender Figuren näher bezeichnet werden. Dabei zeigt

F i g. 1 einen Bürstenhalter mit Bürste in der Vorderansicht,

Fig.2 den in Fig. 1 dargestellten Bürstenhalter in der Seitenansicht,

F i g. 3 einen gegenüber den F i g. 1 und 2 abgewandelten Bürstenhalter in perspektivischer Darstellung,

F i g. 4 eine Variante des Druckgleitstückes entsprechend den F i g. 1 —3.

Mit 1 ist in den Fig. 1 und 2 ein Bürstenhalterkasten bezeichnet, der zwei schräg zueinander verlaufende Führungsflächen 2 und 3 aufweist An diese beiden Führungsflächen schließen sich nacii unten die beiden Seitenwände 4 und 5 an, die an ihren unteren Enden um einen geringen Betrag nach innen· um 90° abgewinkelt sind und Führungsflächen 6 und 7 bilden, wobei längs der Führungsflächen je eine Nut 8 bzw. 9 in den Seitenwänden 4 und 5 vorgesehen ist. I»· 'unteren Bereich des Bürstenhalterkastens 1 schließen sich an die nach innen abgewinkelten Seitenwandungsteile 10 und 11 nach unten verlaufende Teile 12 und 13 an, die miteinander durch einen Steg 14 verbunden sind. Hinter diesem Steg 14 ist der profilierte Teil 15 eines Klemmbügels 16 eingerastet, der desweiteren eine Schrägfläche 17 und einen geraden Teil 18 aufweist. Dieser gerade Teil 18 ist in den Nuten 8 und 9 seitlich gehalten. Er weist einen mittleren Ausschnitt 19 auf, in dem uch ein Druckgleitstück 20 mit seinem Führungsteil 21 hin- und herbewegen kann. Mit dem Druckgleitstück 20 ist das frei auslaufende Ende einer Rollbandfeder 22 fest verbunden, deren eingerollter Teil 23 sich an der Schrägfläche 17 abstützt. Auf dem abgerollten Bereich 24 der Rollbandfeder 22 liegt die Bürste 25 auf, die aufgrund der Querkraft, die von der sich an der Schrägfläche 17 abstützenden Rollbandfeder 22 erzeugt wird, mit ihren beiden schrägen Stützflächen 25' und 25" gegen die beiden Führungsflächen 2 und 3 geprei3t wird. Da diese Querkraft aber nicht über die ganze Länge der Bürste 25, sondern überwiegend in dessen vorderem Teil wirksam wird, wird zwecks Erzielung eines gleichmäßigen Andrucks eine weitere Querkraft auf den hinteren Teil der Bürste 25 durch das Druckgleitstück 20 aufgebracht. Zu diesem Zweck weist letzteres eine schräge Fläche 26 auf, die an einer am hinteren, unteren Teil der Bürste 25 angearbeiteten Schrägfläche 27 durch die Kraft der Rollbandfeder 22 angedrückt wird. Wie aus den F i g. 1 und 2 zu erkennen ist, sind die beiden Führungsflächen 2 und 3 im oberen Bereich des Bürstenhalterkastens 1 durch einen geraden Steg 28 miteinander verbunden, wobei der gerade Steg 28 Teil eines Befestigungsprofils 29 'st. Zwischen der Innenseite des Steges 28 und der die beiden Stützflächen 25' und 25" miteinander verbindenden geraden obtren Abschlußfläche 30 dej Bürste 26 ist ein Freiraum 31 vorgesehen, so daß die Bürste 25 durch die von der Rollbandfeder 22 und dem Druckgleitstück 20 erzeugten Ouerkräfte auch nach längerer Einsatzdauer und dem dadurch an den Stützflächen 25' und 25" möglichen Verschleiß einwandfrei geführt und flächig angedrückt wird. Ein weiterer Vorteil des Freiraurnes 31 ist darin zu sehen, daß sich hier keine Ablagerungen festsetzen können. Neben diesem Freiraum 31 sind weitere Freiräume 3? und 33 zwischen den Seitenwänden 4 und 5 des Bürstenhalterkastens und der Bürste 25 vorgesehen, so daß die Bürste 25 tatsächlich nur über ihre Schrägflächen 25' und 25" geführt und lagerichtig gehalten ist.

Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 unterscheidet sich nur insofern von dem nach den F i g. 1 und 2, als daß das Druckgleitstück 20' nicht in einem Klemmbügel, sondern in einem Ausschnitt 35 im unteren, die Seitenwände 36 miteinander verbindenden Boden 37 geführt ist. Von den Seitenwänden 36 ist nur eine Seitenwand dargestellt. Die Rollbandfeder 22' stützt sich nicht an einem Klemmbügel ab. Vielmehr sind mit dem Boden 37 zwei Schrägflächen 38 aufweisende Halter 39 fest verbunden, an denen sich eine die Rollbandfeder 22' tragende Achse abstützt. Der Abstand der Halter 39 voneinander ist dabei größer als die Breite der Rollbandfeder^'.

Die Ausführung nach Fig.4 findet Anwendung bei entweder sehr stark vorgespannter Feder 22 oder ge- is wünscht geringerer Querkraft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

20

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30

40

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50

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60

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Claims

Patentansprüche:

1. Bürstenhalter für elektrische Maschinen mit einem Bürstenhalterkasten, in dem eine Bürste gleitend geführt ist, und mit einer einrollenden Bandfe-

der, deren eingerollter Teil zur Erzeugung einer Querkraft auf die Bürste an einer mit dem Bürstenhalterkasten verbundenen Schrägfläche anliegt und deren freiauslaufendes Ende auf die Bürste im Sinne einer Axialverschiebung einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürste (25) lediglich an ihrer der Rollbandfeder (22 bzw. 22') abgewandten Seite im Bürstenhalterkasten (1) zwangsgeführt ist, und daß zur Erreichung des gewünschten Andrucks dieses Bereiches an zwei obere Führungsflächen (2, 3) des Bürstenhalterkastens (1) an dem freiauslaufenden Ende der Rollbandfeder (22 bzw. 22') ein eine Schubfläche (26) aufweisendes Druckgleitstück (20 bzw. 20') befestigt ist, das an einer entsprechend ausgebildeten Anschlagfläche (27) der Bürste (25) anliegt.

2. Bürstenhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei oberen Führungsflächen (2, 3) schräg zueinander verlaufen und daß die Bürste (25) ebenfalls zwei entsprechende, schräg zueinander verlaufende Stützflächen (25', 25") aufweist.

3. Bürstenhalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürste (25) an ihrer der Rollbandfeder (22 bzw. 22') abgewandten Seite eine Abschlußfläch^j (30) aufweist, zwischen der und der Innenseite des oberen Steges (281 des Kastens (1) ein Freiraum (31) vorhanden ist.

4. Bürstenhalter nach eineni der \nsprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Freiraum (32, 33) zwisehen der Bürsten (25) und den Seitenwänden (4_; 5 bzw. 36) des Bürstenhalterkastens (1).

5. Bürstenhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgleitstück (20) in einem Ausschnitt (19) eines die Rollbandfeder (22) abstützenden Klemmbügel (16) geführt ist.

6. Bürstenhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rollbandfeder (22 bzw. 22') unter Zwischenschaltung eines Kunststoffgleitlagers an der Schrägfläche (17 bzw. 38) des Bürstenhalterkastens (1) abstützt.

7. Bürstenhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollbandfeder (22') auf einer Achse (40) drehbar gelagert ist, wobei die Achse (40) bewegbar an der Schrägfläche (38) ist.

8. Bürstenhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollbandfeder (22 bzw. 22') auf ihrer der Bürste zugewandten Seite mit einem Belag hoher Haftreibung versehen ist.

9. Bürstenhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (36) durch einen Boden (37) miteinander verbunden sind, wobei letzterer einen Ausschnitt (35) zur Führung des Druckgleitstückes (20') aufweist.

10. Bürstenhalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Boden (37) Schrägflächen (38) aufweisende Halter (39) verbunden sind.