DE3514686A1 - Vorrichtung zur meldung eines kohlebuerstenverschleisses - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Meldung eines Kohlebürstenverschieißes
• Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des lIauptanspruchs. Es ist bekannt, zum Schutz des Kollektors eines Elektromotors Mittel vorzusehen, die den Betrieb dieses Motors mit vollständig oder bis auf eine noch zulässige Bürstenrestlänge abgenutzten Kohlebürsten verhindern, jedenfalls eine Warnung oder Meldung abgeben, damit ein solcher Betrieb vom Benutzer vermieden werden kann. Neben mechanischen Rastmitteln, die ein weiteres Vorschieben der Kohlebürsten durch ihre Vorspannungsfedern bei Erreichen einer vorgegebenen Abnutzung verhindern, in diesem Falle aber den weiteren Betrieb des Elektromotors praktisch zu diesem Zeitpunkt auch unterbinden, sind Maßnahmen bekannt, in die Kohlebürsten isolierte Meldelitzen einzusetzen, beispielsweise bei deren Herstellung mit "einzubacken". Sobald dann diese Kohlebürsten auf die Bürstenrestlänge, die durch die Lage der Meldelitzen im Bürsteninneren festgelegt ist, abgenutzt sind, schleift der Kollektor die Isolation der Meldelitze durch und legt diese auf Kollektorpotential bzw. verbindet die Kohlebürste mit der Litze, wodurch beispielsweise eine Warnlampe 0. dgl. betätigt werden kann. Problematisch ist hierbei jedoch, daß die über die Kollektorlamellen erfolgende galvanische Verbindung auf Dauer nicht sehr zuverlässig ist, da die Kohlen beispielsweise abheben können und daher nach beispielsweise einem erstmaligen Ansprechen wieder ein nicht eindeutiger Zustand angezeigt werden kann oder die Meldung ganz verlorengeht.
• Der Erfindung liegt daher die neue Aufgabe zugrunde, bei einer solchen eine eingebackene Meldelitze in den Kohlebürsten verwendenden Maßnahme dafür zu sorgen, daß die hierdurch bewirkte Bürstenmeldung nicht flüchtig wird, also daß auch bei einmaligem Ansprechen dann, völlig unabhängig vom Verhalten und von den Übergängen Kollektor/ Kohlebürste/Meldelitze der als unzulässig erkannte Zustand der Bürstenabnutzung durchlaufend mindestens angezeigt wird.
• Vorteile der Erfindung * Die erfindungsmäße Vorrichtung löst diese Aufgabe mit den-kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vorteil, daß mit geringsten Mitteln eine kontinuierliche, auch bei Ausschalten des gesamten Geräts nicht verlorengehende, also nicht flüchtige Bürstenmeldung für Kollektormotoren erzielt werden kann, wobei diese Meldung dann in beliebiger Weise eine Auswertung erfährt, entweder durch das Aufleuchten und nicht mehr zu beseitigende Weiterleuchten von roten Anzeigelampen etwa, der Erzeugung eines Warntons, wobei diese Warnmittel auch dann unverzüglich wieder in Betrieb genommen werden, wenn das Gerät erneut ans Netz geht oder auch durch Abschalten des Geräts selbst durch geeignete Maßnahmen, etwa elektronischer Eingriff in eine entsprechende Ansteuerschaltung für die Drehzahlregelung des Motors.
• Erst wenn die Kohlebürsten durch neue Bürsten ersetzt sind, kann dieser durch die Meldung erfolgte Zustand wieder beseitigt werden, was dann im Rahmen einer Wartung des Geräts am besten vorgenommen wird.
• Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist die ohne besondere Maßnahmen oder einen speziellen Eingriff in das Gerät nicht mehr behebbar Auftrennung des Stromkreises zur Bürstenverschleißmeldung durch das Auslösen, also "Durchbrennen" einer Sicherung.
• Zeichnung Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
• Es zeigen: Fig. 1 die Ausbildung einer erfindungsgemäßen nicht flüchtigen Bürstenvers chleiß- Meldeschaltung unter Verwendung eines Relais und Fig. 2 eine in gleicher Weise aufgebaute Schaltung, bei welcher ein sogenannter Optokoppler im Meldestromkreis verwendet ist.
• Beschreibung der Ausführungsbeispiele Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, den Meldestromkreis für den Bürstenverschleiß mit einer in Reihe geschalteten Sicherung auszurüsten, die dann auslöst, also diesen Stromkreis unwiderruflich auftrennt, wenn die Meldelitze auf Kollektorpotential gelegt wird.
• In beiden Figuren sind gleiche Schaltungselemente mit gleichen Bezugszeichen versehen; der über einen Trenntransformator Trl beispielsweise ans Netz geschaltete Meldestromkreis 10 umfaßt die Reihenschaltung einer Gleichrichtdiode D1 mit einem Relais Rsl und einer Sicherung Si, die den Stromkreis zum anderen Anschluß der Transformator-Sekundärwicklung W2 vervollständigt. Parallel zum Relais ist noch ein Puffer-oder Ladekondensator Gl geschaltet. Das Relais Rsl verfügt über mindestens einen Schalter rl, der, je nach den Gegebenheiten, ein Öffner oder Schließer sein kann; an den Verbindungspunkt des oberen Sekundärwicklungsanschlusses mit der Diode D1 ist die Kohlebürste; zwischen Sicherung Si und dem Relais Rsl ist die Meldelitze angeschlossen.
• Von dieser Schaltung unterscheiden sich die Schaltungen der Fig. 2 lediglich dadurch, daß anstelle des Relais Rsl ein Optokoppler-OP1 über einen Widerstand R1 geschaltet ist.
• Es ergibt sich dann folgende Funktion: Unter normalen Betriebsbedingungen baut sich nach Einschalten des Geräts und damit Anlegen der Netzspannung auch an den Trenntransformator Trl durch die Diode D1 am Kondensator C1 eine Gleichspannung auf, die das Relais Rsl bzw. den Optokoppler OP1, diesen dann über den Widerstand R1 zum Durchschalten bringt. Dabei muß die Sicherung Si so dimensioniert sein, daß sie bei dem in diesen Fällen fließenden Strom (Halbwellenbetrieb) nicht auslöst.
• Bei diesem Schaltzustand kann entweder der durch die geschlossene Strom schleife dokumentierte ordnungsgemäße Betrieb nicht zur Anzeige kommen, oder es kann beispielsweise eine grüne Lampe anzeigen, daß insoweit alles in Ordnung ist.
• Wird jetzt über den Kollektor bei Durchschleifen der Meldelitze zwischen dieser und dem Kohlebürstenanschluß eine galvanische Verbindung hergestellt, was durch das Blitzzeichen in den Fig. 1 und 2 angedeutet ist, nämlich wenn die Kohlen auf die noch. zulässige Bürstenrestlänge abgenutzt sind, dann wird der Transformator, nänjlich des sen Sekundärwicklung W2 über die Sicherung kurzgeschlossen, wodurch diese bei entsprechender Dimensionierung auslöst, also durchbrennt und hierdurch gleichzeitig den Melde stromkreis 10, 10' öffnet, und zwar in diesem Sinne nicht flüchtig, also auf Dauer, wobei diese Öffnung des Meldestromkreises auch bei Spannungsausfall und Ausbleiben des Kurzschlusses Kohlebürste/Meldelitze erhalten bleibt Das Öffnen des Meldestromkreises 10, 10' kann zu beliebigen Schaltungsvarianten ausgenutzt werden; beispielsweise kann das Relais Rsl abfallen und es kann ein Stromkreis für die grüne Anzeigelampe geöffnet und ein Stromkreis für eine andere, rote Warn-Anzeigelampe geschlossen werden (rl als Umschalter oder Wechsler), oder es können auch durch das Öffnen des Stromkreises andere Schaltvorgänge ausgelöst werden einschließlich Eingriff in den Ansteuerbetrieb des Elektromotors selbst.
• Gleichzeitig mit der Wartung des Elektromotors, nämlich dem Austauschen der alten abgenutzten Kohlebürsten gegen neue kann dann auch die Melde sicherung Si wieder ersetzt werden, so daß die Vorrichtung dann wieder funktionstüchtig ist.
• Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswe sentlich sein.

Claims (3)

1. Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Meldung eines einen vorgegebenen Abnutzungsgrenzwert überschreitenden Kohlebürstenverschleißes bei Kollektor-Elektromotoren, dadurch gekennzeichnet, daß zur nichtflüchtigen Bürstenverschleißmeldung eine Anzeigeanordnung in einem über eine bei Ansprechen einer Meldelitze in der (den) Kohlebürste(n) auslösende Sicherung (Si) abgesicherten Stromkreis (10, 10') liegt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trenntransformator (Trl) vorgesehen ist, an dessen Sekundärwicklung der Meldestromkreis (10, 10'), bestehend aus einer Diode (D1) in Reihe mit der bei Stromausfall ansprechenden Anzeigeanordnung (Relais Rsl; OP1) und einer Meldesicherung (Si) angeschlossen ist, wobei die beiden Sekundärwicklungsanschlüsse unter Einschluß der Melde sicherung in einem zweiten Stromkreis mit der Kohlebürste und der Meldelitze verbunden sind, derart, daß bei Öffnen der Meldelitzen-Isolierung durch den Kollektor bei Erreichen einer vorgegebenen Kohlebürstenrestlänge ein zweiter Auslösestromkreis über die Sekundärwicklung des Transformators (Trl), Kohlebürste/ Meldelitze und Meldesicherung (Si) geschlossen ist, derart, daß die Meldesicherung (Si) anspricht und gleichzeitig den Meldestrom kreis (10/10') öffnet.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung ein Relais (Rsl) mit mindestens einem Schaltkontakt (R1) als Öffner, Schließer oder Umschalter oder ein Optokoppler (OP1) ist, wobei die von der Anzeigeanordnung beeinflußten sekundären Schaltungselemente (Relaiskontakt rl; Empfängerdiode des Optokopplers OP1) in einem Bürstenverschleiß-Anzeigestromkreis liegen bzw. diesen bilden.