DE4141307A1 - Buerstenfuehrungsanordnung fuer elektrische maschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bürstenführungsanordnung für elektri­ sche Maschinen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angege­ benen Art.

Die Verwendung von Kommutierungsbürsten zur Bildung einer glei­ tenden elektrischen Verbindung zum Kommutator ist durch die DE-AS 12 08 001 bekannt. Hierbei wird ein Bürstenhalter verwendet, bei dem eine rechteckige Bürste in einem rechteckigen Bürstenrohr aufgenommen ist. Die mit der Bürste verbundene elektrische Lei­ tung ist mit einer Feder umgeben, die zwischen der Kohlebürste und einer mit der elektrischen Leitung verbundenen Klemme liegt. Alle Teile werden in dem Bürstenrohr aufgenommen, wobei im einge­ bauten Zustand die Druckfeder einerseits gegen die Bürste und andererseits über die Klemme gegen das Ende des Bürstenrohres drückt. Nachteilig ist bei dieser bekannten Anordnung, daß die zylindrische Bürstenandruckfeder keine genaue Führung erhält, so daß die Feder seitlich ausgeknickt und somit die Kontaktkraft zwischen der Kommutierungsbürste und dem Kommutator wesentlich reduziert wird.

Zur Verringerung der Reibung zwischen der Bürstenführung und der Kommutierungsbürste ist es bekannt (DE-AS 11 48 646) mindestens zwei der vier Bürstenführungsseiten über einen Teil ihrer Breite mit einer Ausstülpung zu versehen. Die Bürstenführung ist somit mit einem Querschnitt ausgeführt, der dem Umfang eines überein­ ander gelegten Rechteckes und eines Kreises entspricht. Üblicher­ weise sind solche aus Messingblech hergestellten Bürstenführungen mit Anschlüssen für die Stromzuführung versehen, welche über die Wände der Bürstenführung erfolgt. Diese Ausführung mit zwei an den Seitenwänden vorgesehenen Ausstülpungen reduziert zwar die Reibung zwischen Kommutierungsbürste und Bürstenführung und ver­ leiht der Bürstenandruckfeder in Gleitrichtung der Kommutierungs­ bürste eine hinreichend gute Führung, erzeugt aber eine hohe Reibungswärme zwischen der Feder und den kreisförmigen Ausbuch­ tungen. Die hierdurch erzeugte Wärme führt zu Verbrennungen von in die Bürstenführung gelangenden Kohleabrieb, wodurch eine dauerhafte leichte und sichere Führung der Bürsten gefährdet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige, einfache Bürstenführung und Kommutierungsbürste zu schaffen, die auch eine genaue Führung der Bürstenandruckfeder bei geringer Reibung gewährleistet und ein Verbrennen von Kohleabrieb in der Bürstenführung sicher verhindert. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Durch die linienförmige Berührung der schraubenförmigen Andruckfeder mit dem Führungsrohr wird eine verbesserte Funktion der Bürstenan­ druckfeder über die gesamte Lebensdauer der Kohlebürsten erzielt.

Weiterhin wird durch die Ausgestaltung der Bürstenführungsanord­ nung nach Anspruch 3 ein Eindringen von Kohlestaub in das Füh­ rungsrohr unterdrückt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles im folgen­ den näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Bürstenfüh­ rungsanordnung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Bürstenführungs­ anordnung nach Anspruch 1,

Fig. 3 eine Einzelheit aus Fig. 2 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 4 Führungsrohr mit zwei anliegenden Windungen an zwei Berührungspunkten und

Fig. 5 entsprechend Fig. 4 an zwei anderen Berüh­ rungspunkten.

In den Figuren ist eine Bürstenführungsanordnung für elektrische Maschinen dargestellt, bei der ein aus einem leitenden Material hergestelltes und aus einem Metallstreifen gebogenes Führungsrohr 1 vorgesehen ist, in der sich eine in Längsrichtung verschiebbar gelagerte und durch eine schraubenförmige Bürstenandruckfeder 3 belastete Kommutierungsbürste 5 aus Kohle befindet. Diese Bür­ stenandruckfeder 3 übt auf die Kommutierungsbürste 5 in Richtung des offenen Führungsrohrendes 7 eine derartige Kraft aus, daß deren abgeschrägtes freie Ende 9 gegen einen rotierenden Kommu­ tator 11 gepreßt und mit dieser in Kontakt gehalten wird. Das Führungsrohr 1 hat einen rechteckigen Querschnitt zur formschlüs­ sigen Führung der entsprechend rechteckig ausgebildeten Kommu­ tierungsbürste 5. Um eine genaue und reibungsarme Führung der Andruckfeder zu erzielen, ist diese in Ausbuchtungen 13, 15, die sich in den beiden großflächigen Seitenwänden 17, 19 des Füh­ rungsrohres 1 befinden, linienförmig geführt angeordnet. Zu die­ sem Zweck können die Ausbuchtungen 13, 15 jeweils einen trapez­ förmigen Querschnitt aufweisen, wobei die Bodenflächen 21, 23 und die beiden Unterkanten 25, 27, 29, 31 der trapezförmigen Ausbuch­ tungen 13, 15 mit dem Umfang der Andruckfeder 3 in linienförmigen Berührungen bringbar sind. Da die Bürstenandruckfeder 3 etwas kleiner als der Innendurchmesser des Führungsrohres 1 ausgebildet ist, liegt die Bürstenandruckfeder 3 immer nur an zwei Berüh­ rungslinien von sechs möglichen Berührungslinien 33, 35, 37, 39, 41, 43 in dem Führungsrohr 1 an, wodurch die Andruckfeder 3 be­ sonders genau und reibungsarm geführt wird. Die linienförmige Anlage erfolgt hierbei im gesamten Federführungsbereich immer nur an zwei Berührungspunkten einer Federwindung. So liegt gemäß Fig. 3 die Windung 4 an den Berührungspunkten 39 und 41 an dem Führungsrohr 1 an. Da die einzelnen Windungen immer etwas ver­ setzt zueinander angeordnet sind, ist eine gute Führung der An­ druckfeder 3 gewährleistet.

Im Rahmen der Erfindung kann die Ausbuchtung auch einen recht­ eckigen Querschnitt haben oder eine derartige Querschnittsform aufweisen, wobei die Andruckfeder 3 immer nur mit zwei Berüh­ rungslinien auf jeder Seite der beiden großflächigen Seiten­ flächen 17, 19 des Führungsrohres 1 mit diesem Führungsrohr 1 in Verbindung steht. Die Unterkanten 25, 27, 29, 31 der trapezför­ migen Ausbuchtungen 13, 15 haben jeweils eine abgerundete Form.

Weiterhin ist das Führungsrohr 1 so ausgebildet, daß die Boden­ flächen 21, 23 der trapezförmigen Ausbuchtungen 13, 15 an dem offenen Führungsrohrende 7 zu den Kommutierungsbürsten 3 hin konisch eingeengte Endflächen 45, 47 derart aufweisen, daß eine Kaminwirkung im Bürstenschacht nicht entsteht. Durch diese Einen­ gung des Führungsrohres 1 an der Kohlebürstenausgangsseite wird ein Eindringen von Kohlestaub in das Führungsrohr 1 erschwert.

Das z. B. aus einem Messingblech bestehende Führungsrohr 1 ist in ein aus einem Isolierwerkstoff bestehendes Bürstengehäuse 49 ein­ setz- und in diesem verrastbar. Dieses Bürstengehäuse 49 besteht aus zwei Gehäuseteilen 51, 53, von der ein Gehäuseteil 51 Be­ festigungslaschen 55, 57 mit Bohrungen 59, 61 für Befestigungs­ schrauben zum Befestigen des Bürstenführungsgehäuses 49 an einer bekannten Bürstenplatte, einer Endscheibe oder einem sonstigen Bauelement in den elektrischen Maschinen aufweist.

Die Kommutierungsbürste 3 ist an ihrem in dem Führungsrohr 1 liegenden Ende mit einem Anschlagstück 63 versehen, an welchem ein Ende der Andruckfeder 3 befestigt ist. Die Stromzuführung erfolgt über eine Kupferlitze 65, welche mit ihrem einen Ende mit einer Kontaktplatte 67 verbunden ist und den Kontakt zur Bürste 5 bildet. Am gegenüberliegenden Ende ist die Kupferlitze 51 in bekannter Weise mit einem Anschlagstück 63 verbunden. Das andere Ende der Andruckfeder 3 ist übrigens auch an diesem Anschlagstück 63 befestigt.

Im Rahmen der Erfindung kann die Stromzuführung auch über das Führungsrohr 1 selbst erfolgen.

Die Bürstenanordnung ermöglicht eine einfache Montage der Kohle­ bürste 5 und Andruckfeder 3 und eine längere Lebensdauer dieser Bauteile. Jede Windung der Bürstenandruckfeder 3 liegt immer nur an zwei von den sechs möglichen Berührungspunkten 33, 35, 37, 39, 41, 43 an. So liegen gemäß Fig. 4 die Windung 71 an den Be­ rührungspunkten 41 und 43 und die Windung 73 an den Berührungs­ punkten 37 und 39 an. In der Fig. 5 berührt die Windung 75 das Führungsrohr 1 an den Punkten 33 und 43, während die Windung 77 an den Berührungspunkten 41 und 39 anliegt. Da die einzelnen Win­ dungen der Bürstenandruckfeder 3 immer etwas zueinander versetzt angeordnet sind, ist eine sichere und reibungsarme Führung der Bürstenandruckfeder 3 stets gewährleistet.

Claims (9)

1. Bürstenführungsanordnung für elektrische Maschinen mit einer in einem Führungsrohr in dessen Längsrichtung beweglich angeordneten Kommutierungsbürste und einer schraubenförmigen Andruckfeder, welche auf die Kommutierungsbürste in Richtung des offenen Führungsrohrendes eine Kraft ausübt und deren freies Ende gegen einen rotierenden Kommutator preßt und mit diesem in Kontakt hält, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (1) einen rechteckigen Querschnitt zur Führung der entsprechend rechteckigen Kommutierungsbürste (5) aufweist und daß in den beiden großflächigen Seitenwänden (17, 19) des Führungsrohres (1) Ausbuchtungen (13, 15) der­ art angeordnet sind, daß die schraubenförmige Andruckfeder (3) mit dem Führungsrohr (1) in linienförmiger Berührung steht.

2. Bürstenführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausbuchtungen (13, 15) einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bodenflächen (21, 23) und die beiden Unter­ kanten (25, 27; 29, 31) der trapezförmigen Ausbuchtungen (13, 15) mit dem Umfang der Andruckfeder (3) in linienför­ migen Berührungen stehen.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Unterkanten (25, 27; 29, 31) der trapez­ förmigen Ausbuchtungen (13, 15) abgerundete Formen auf­ weisen.

5. Bürstenhalterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche (21, 23) der trapezförmigen Ausbuchtungen (13, 15) an dem offenen Führungsrohrende (7) zu den Kommutierungsbürsten (3) hin konisch eingeengte Endflächen (45, 47) aufweisen.

6. Bürstenhalterung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Führungsrohr (1) aus einem einstücki­ gen Blechteil besteht.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ausbuchtungen rechteckförmig ausgebildet sind.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (1) in einem aus einem Isolierwerkstoff bestehenden Bürstengehäuse (49) einsetz- und verrastbar ist.

9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Andruckfeder (3) einen etwas kleineren Durchmesser hat als die Abstände zwischen den Bodenflächen (21, 23) und/oder den gegenüber­ liegenden Unterkanten (25 und 29; 27 und 31).