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Bürstenhalter für elektrische Maschinen, _insbesondere Schnelläufer
mit in feststehender Bürstentasche beweglicher Bürste Für die Betriebssicherheit
elektrischer Maschinen ist das einwandfreie Arbeiten der Bürsten äußerst irrichtig.
Vor allem muß die Funkenbildung, die letzten Endes zur Zerstörung von Bürste und
Schleifring bzw. Kommutator führt, auf ein Mindestmaß herabgemindert werden, was
aber besonders bei schnellaufenden Maschinen (z. B. Turbomaschinen) wegen der nicht
zu vermeidenden Schwingungserscheinungen besonders schwierig ist. Zur Erreichung
des genannten Zieles hat man eine große Zahl von verschiedenen Bürstenhaltertypen
ausgebildet, bei denen jeweils der eine oder andere Vorteil erreicht war, dafür
aber wieder andere Nachteile in Kauf genommen werden mußten, so daß ein unbedingt
zuverlässiger Betrieb doch noch nicht zu erreichen war. Insgesamt kann man die bekannten
Bürstenhalter etwa in folgende drei Gruppen unterteilen: Zunächst Bürstenfassungen,
bei denen die Bürste in Haltern verhältnismäßig großer Masse oder in Bürstentaschen
starr eingeklemmt ist, bei denen also zur Beseitigung der Reibung der Bürsten an
den Bürsten--taschenwänden der die Bürste unmittelbar umgebende Körper beweglich
gemacht ist, dieser aber nunmehr auch die feinsten Schwingungen der Bürste mitmachen
muß und somit die träge Masse der Bürste um ein Mehrfaches vergrößert; dann Bürstenhalter,
bei denen die Bürste nicht starr eingeklemmt ist, sich aber unter radialer Verschiebung
in bezug auf den Läufer gegen eine ortsfeste Stützplatte legt, die sich beim Betrieb
in kurzer Zeit in die Kohle einfrißt, so daß diese hängen bleibt; endlich Bürstenhalter,
die ein Mittelding zwischen den beiden vorgenannten Gruppen bilden, indem die Kohle
in einem Halter fest eingeklemmt ist, gleichzeitig aber auch eine Führung besitzt
und sich daher in diese einfressen muß, wobei außerdem auch alle wesentlichen Teile
der Bürstenhalter die schwingende Masse unnötig vergrößern.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist nun, der Bürste es in noch höherem
Maße zu ermöglichen, auch den kleinsten Schwingungen der von ihnen berührten Schleifring-
oder Kollektorflächen zu folgen, selbst bei höchstzahligen Schwingungen. Es wird
dies dadurch erreicht, daß die Wand der Bürstentasche, an die die Bürste durch die
Drehung des Stromsammlers angedrückt wird, durch Federn oder Gelenke zu einem gegenüber
der übrigen Bürstentasche beweglichen Teil von
möglichst großer
Eigenschwingungszahl ausgebildet ist.
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Hierbei ist also die Bürste nicht mehr, wie bisher vielfach, durch
einen stillstehenden Bürstenkasten, sondern durch eine Bürstenfassung von möglichst
geringer Masse gehalten, die gelenkartig fast reibungslos oder federnd und somit
gänzlich reibungslos mit der Kohle zusammen schwingen kann. Hierdurch wird erreicht,
daß die Kohle in weitestem Ausmaße auch den geringfügigsten und höchstzahligen Schwingungen
des Schleifringes oder des Kollektors folgen kann. Das achgleiten der Bürste in
ihrer Fassung infolge ihrer Abnutzung geschieht im Vergleich zu den Schwingungszeiten
in zeitlich großen Abständen. Außer den Schwingungsstößen trägt zum Nachgleiten
der Bürste auch noch das Bestreben der gelenkig befestigten Fassung bei, sich tangential
zum Schleifring bzw. Kollektor einzustellen.
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Der neue Bürstenhalter besitzt den weiteren Vorzug, daß bei ihm ein
Aufhängen der Bürste an der Oberkante der Bürstenfassung ausgeschlossen ist, wie
es bekanntlich bei feststehenden Bürstenkästen leicht vorkommen konnte, wenn die
Reibung zwischen Kohle und Bürstenkasteninnenfläche die Kohle teilweise abgenutzt
hatte und diese angefressen war. Denn die die Bürste haltende Fassung nutzt die
Bürste, mit der sie alle Bewegungen mitmacht, nicht ab.
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Besonders vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich, wenn nach der
weiteren Erfindung die bewegliche Wand der Bürstentasche durch die Federn oder Gelenke
parallel geführt wird und weiter etwa die Schwingungen der Wand durch Anschläge
begrenzt werden. Auf diese Weise ist eine zuverlässige Führung der Bürste in der
Richtung des Anpreßdruckes gegeben, wie sie zur Vermeidung der Nachteile des unvermeidlichen
Schwingens notwendig ist. Mit Vorteil wird die bewegliche Wand so ausgebildet, daß
sie in der Richtung der an sie angrenzenden Seitenwände der Bürstentasche Ansätze
besitzt, durch die die Bürste teilweise umfaßt wird. Durch diese Ausbildung wird
ein Gleiten der Bürste in bezug auf die mit ihr schwingende Wand, das während des
Betriebes durch den Anpreßdruck infolge der Drehung des Stromsammlers verhindert
wird, auch während der Betriebsstillstände vermieden, während das zum Ausgleich
der Abnutzung notwendige Nachrücken der Bürste nicht beeinträchtigt wird.
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Die neue Einrichtung zeichnet sich noch besonders dadurch aus, daß
sie sich in höchst einfacher Weise an vorhandenen Bürstenhaltern anbringen läßt.
Der etwa vorhandene Bürstenkasten hat hierbei nunmehr die Aufgabe, den Schutz der
Bürste bzw. der neuen eigentlichen Bürstenfassung zu übernehmen sowie gleichzeitig
den Weg dieser schwingenden Bürstenfassung zu begrenzen.
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In den beiliegenden Zeichnungen, die verschiedene Ausführungsbeispiele
der Erfindung veranschaulichen, bedeutet a den Bürstenhalter mit dem Bürstenkasten.
Schwinghebel b sind bei c am Bürstenhalterbock in parallelogrammartiger Anordnung
angelenkt und tragen die Bürstenfassung d. Die wulstartige Umbörtelung e; mit der
die eigentliche Bürstenfassung d an den Schwinghebeln b beweglich
befestigt ist, dient gleichzeitig beim Anschlag an den Bürstenkasten a als Wegbegrenzung
für die Schwingbewegung der Hebel d. -- Um die Masse der mitschwingenden Bürstenfassung
noch weiter zu verringern, ist diese mit Ausnehmungen f versehen. In der Ausführungsform
nach Abb. 2 sind die Schwinghebel durch bei h eingespannte Federn g ersetzt.
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Es sind natürlich auch noch weitere Ausführungsformen der Erfindung
denkbar, bei denen die Bürstenfassung an den eigentlichen Bürstenhalterbock oder
entsprechende Maschinenteile seitlich von der Bürste oder hinter der Bürste - im
Sinne der Umlaufrichtung des Schleifrings bzw. Kollektors - angelenkt ist.