DE656251C

DE656251C - Brush holders for electrical machines

Info

Publication number: DE656251C
Application number: DE1930656251D
Authority: DE
Inventors: Kurt Schoenfelder
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1930-08-23
Filing date: 1930-08-23
Publication date: 1938-02-01
Also published as: AT131513B

Description

Bei elektrischen Bürsten, die zur Stromabnahme von den Stromsammlern elektrischer Maschinen dienen, ist es meist von Wichtigkeit, daß die Bürsten dauernd mit demselben Auflagedruck auf dem Stromwender oder Schleifring laufen, daß also auf die Bürsten immer derselbe Anpreßdruck ausgeübt wird. Es sind bereits Bürstenhalter bekanntgeworden, bei denen dies dadurch erzielt wird, daß die den Anpreßdruck für die Bürste erzeugende Feder an einem Hebelarm angreift, der sich bei Abnutzung der Kohle so ändert, daß trotz Nachlassens der Federspannung auf das an der Bürste anliegende Druckelement das gleiche Drehmoment ausgeübt wird und damit der gleiche Bürstendruck erzielt wird.In the case of electric brushes, which are used to draw electricity from the current collectors Serving machines, it is usually important that the brushes are constantly with the same Contact pressure on the commutator or slip ring run, so that on the brushes always the same contact pressure is exerted. Brush holders have already become known in which this is achieved in that the spring generating the contact pressure for the brush engages a lever arm, which changes when the carbon is worn out so that despite the release of the spring tension the same torque is exerted on the pressure element resting on the brush and thus the same brush pressure is achieved will.

Ih zahlreichen Fällen macht sich nun bei diesen bekannten Bürstenhaltern der Umstand störend bemerkbar, daß ein konstanter Bürstenanpreßdruck nur bei einer einzigen Grundeinstellung der Federspannung vorhanden ist, während bei jeder von dieser Grundeinstellung abweichenden Spannungseinstellung der Bürstenanpreßdruck wieder in großem Umfange von der Bürstenhöhe abhängig ist.In numerous cases, these known brush holders now have the same circumstance annoyingly noticeable that a constant brush contact pressure only exists with a single basic setting of the spring tension is, while for each voltage setting deviating from this basic setting the brush contact pressure is again largely dependent on the brush height.

Gegenstand der Erfindung ist ein wesentlich vorteilhafterer Bürstenhalter für elektrische Maschinen, der sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß mit der Einstellung eines anderen Bürstendruckes der Hebelarm so geändert wird, daß auch der neu eingestellte Bürstenanpreßdruck über den ganzen Abnutzungsbereich der Bürsten konstant bleibt.The invention is a much more advantageous brush holder for electrical Machines, which according to the invention is characterized in that with the setting another brush pressure the lever arm is changed so that the newly set one Brush contact pressure remains constant over the entire wear range of the brushes.

Eine besonders einfache Ausführungsform erhält man dadurch, daß die Änderung der Federspannung durch Verschiebung des einen Aufhängepunktes der Feder längs einer bestimmten Kurve, die etwa als Nut in dem einen Teil des Bürstenhalters eingefräst ist, erfolgt.A particularly simple embodiment is obtained in that the change in Spring tension by shifting one suspension point of the spring along a certain one Curve, which is milled as a groove in part of the brush holder, takes place.

Wenn eine bestimmte Form des Bürstenhalters und damit des Hebelsystems für den Anpreßdruck sowie ein Aufhängepunkt für die Anpreßfeder festgelegt ist, so läßt sich, wie in folgendem kurz dargelegt, ausrechnen, an weichem Punkt des Hebelsystems der zweite Angriffpunkt der Feder liegen muß, damit in den beiden durch die größte und kleinste zulässige Kohlenlänge gegebenen Grenzstellungen der Anpreßdruck gleich groß ist.If a certain shape of the brush holder and thus the lever system for the Contact pressure as well as a suspension point for the contact spring is set, so it can be, As briefly outlined below, calculate at the soft point of the lever system of the second point of application of the spring must be so in the two through the largest and smallest permissible coal length given limit positions the contact pressure is the same.

Hierzu kann mit hinreichender Genauigkeit angenommen werden, daß die Zugkraft der Feder linear mit ihrer Längenausdehnung zunimmt, wobei sich dann aus den in Gleichun-For this purpose it can be assumed with sufficient accuracy that the tensile force of the The spring increases linearly with its linear expansion, and then from the equations

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben -worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

- Kurt Schönfelder in Berlin-Charlottenburg.- Kurt Schönfelder in Berlin-Charlottenburg.

gen auswertbaren Forderungen, daß nämlich in beiden Fällen das Produkt der Zugkraft mal dem wirksamen Hebelarm gleich groß sein muß sowie daß der zweite Aufhänge; punkt der Feder an dem Hebelsystem angeordnet sein muß, also in den beiden Gren£.-stellungen gleichfalls durch den angenommen neii Ausschlag des Hebelsystems festgelegte Lagen einnimmt, die Lage dieses Punktes eindeutig rechnerisch ermitteln läßt.gen evaluable claims, namely that in both cases the product of the tensile force times the effective lever arm must be the same size as well as that the second suspension; point of the spring must be arranged on the lever system, so in the two sizes £. -positions also determined by the assumed no deflection of the lever system Occupies positions, the position of this point can be clearly determined by calculation.

Hierzu kann dann etwa in großer Annäherung angenommen werden, daß die Zugkraft, wenn sie in den beiden Grenzausladungen gleich groß ist, auch in allen Zwischenstellungen ungefähr denselben Wert hat.To this end, it can then be assumed to a large approximation that the tensile force, if it is the same in the two border extensions, also in all intermediate positions has roughly the same value.

Damit diese Annäherung möglichst weitgehend zutrifft, empfiehlt es sich, den Drehpunkt des Hebelsystems derart anzuordnen, daß der Punkt des Hebelsystems, der den Auflagedruck auf die Bürste ausübt, sich bei mittlerer Kohlenlänge bei dem Kohlenspiel in tangentialer Richtung bewegt, was also dann der Fall ist, wenn der Drehpunkt auf einer Senkrechten liegt, die in dem Berührungspunkt von Hebel und Kohle auf die Bewegungsrichtung der Kohle (bei mittlerer Kohlenlage) gefällt ist.In order for this approximation to apply as closely as possible, it is recommended to use the pivot point of the lever system to be arranged so that the point of the lever system that the Contact pressure on the brush is exerted at the medium length of coal with the coal clearance moves in the tangential direction, which is the case when the pivot point is on a vertical line, which is at the point of contact between the lever and the carbon and the direction of movement of the carbon (at the middle Coal layer) is felled.

Wenn also ein Halter so ausgeführt ist, daßSo if a holder is designed so that

er dieser Bedingung genügt, so ist bei einer Federspannung, die eben durch die Lage der beiden Angriffspunkte der Feder bestimmt ist, der Anpreßdruck bei jeder beliebigen Kohlenabnutzung gleich groß, wie dies also in der Einleitung der Beschreibung bereits vorausgesetzt ist.if it satisfies this condition, then with a spring tension which is determined by the position of the two points of application of the spring is determined, the contact pressure at any Coal wear is the same as in the introduction to the description is assumed.

Um nun gemäß der vorliegenden Erfindung auch bei einer Nachspannung, der Feder dieser Bedingung zu genügen, wird in derselben angegebenen Weise in dem einmal festgelegten Hebelsystem des Bürstenhalters ein zweiter Punkt bestimmt, für den, als zweiten Angriffspunkt der Feder, der Bedingung gleichfalls genügt ist.In order to now, according to the present invention, also with a post-tensioning, the spring of this Condition to be satisfied is specified in the same manner in the once established Lever system of the brush holder determined a second point, as a second point of attack the spring, the condition is also satisfied.

Um diesen zu bestimmen, empfiehlt es sich, die Richtung der Zugkraft der Feder willkürlich etwa um einen kleinen Winkel gegenüber der dem ersten Fall entsprechenden Richtung der Zugkraft anzunehmen.In order to determine this, it is advisable to arbitrarily determine the direction of the tensile force of the spring about a small angle compared to the one corresponding to the first case To assume the direction of the tensile force.

Auf Grund der vorstehend angegebenen Forderungen, in Form von Gleichungen, ist es möglich, die genaue Lage eines zweiten Punktes als zweiten Angriffspunkt der Feder auszurechnen, der auf dem angenommenen Strahl liegt.Due to the requirements given above, in the form of equations, is it is possible to determine the exact position of a second point as the second point of application of the spring calculate which lies on the assumed ray.

Wenn man dies für eine Reihe von Punkten, je auf einem verschiedenen Strahl, durchführt, so lassen sich diese Punkte durch eine Kurve verbinden, die gewissermaßen den geometrischen Ort aller Punkte darstellt, die dieser Bedingung genügen.If you do this for a number of points, each on a different ray, so these points can be connected by a curve, which in a sense represents the geometric location of all points that meet this condition.

Wenn man also in den -Bürstenhalter eine Nut in der Form dieser Kurve etwa einfräst und den Aufhängepunkt der Feder als einen Stein ausbildet, der in dieser Nut verschoben ..werden kann, so ist damit ein Bürstenhalter gegeben, bei dem die Federspannung willkür-.-.lich nachregelbar ist und hierbei trotzdem an ^jedem Abnutzungszustand der Kohle der gleiche, eben durch die Einstellung der Feder bestimmte Anpreßdruck vorliegt.So if you mill a groove in the shape of this curve in the brush holder and forms the suspension point of the spring as a stone that moves in this groove ... can be, so a brush holder is given, in which the spring tension is arbitrary can be readjusted and in spite of this at every state of wear and tear of the coal the same contact pressure is present, precisely determined by the setting of the spring.

Für die praktische Ausführung genügt es in den meisten Fällen, die Kurve in Annäherung durch einen Kreis, gegebenenfalls auch durch eine Gerade (als mittlere Sehne zu die-'ser Kurve) zu ersetzen. In diesem Falle ist dann der Aufhängepunkt der Feder zu dem Zwecke der Nachspannung längs einer Geraden verschiebbar, die einen bestimmten Winkel zur Richtung der Federspannung einschließt. In most cases, it is sufficient for practical implementation to approximate the curve by a circle, possibly also by a straight line (as the middle chord to die-'ser Curve). In this case, the suspension point of the spring is to that The purpose of post-tensioning can be displaced along a straight line that forms a certain angle includes the direction of spring tension.

Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Bürstenhalter, der in dieser W^reise gebaut ist, in der Zeichnung dargestellt. Mit 1 ist der Bürstenhalter bezeichnet, in dessen Bürstentasche 2 eine Bürste 3 geführt ist. An einem an dem Bürstenhalter angesetzten ' Armpaar 4 ist in einem Gelenk 5 ein Teil 6 angelenkt, der über einen federartigen Ansatz 7 den Anpreßdruck auf die Bürste ausübt. As an exemplary embodiment of the invention is a brush holder which is ^r in this w ay built shown in the drawing. The brush holder 1 is designated, in the brush pocket 2 of which a brush 3 is guided. On a pair of arms 4 attached to the brush holder, a part 6 is articulated in a joint 5 which exerts the contact pressure on the brush via a spring-like extension 7.

Der Teil 6 ist hierbei durch eine Feder 8 gegen den Bürstenhalter verspannt. Der Angriffspunkt der Feder an dem Teil 6 wird durch ein Gelenk 9 gebildet, das an dem Ende eines Bolzens 10 sitzt, der in dem Teil 6 in einer zur Richtung des Federzuges geneigten Bohrung 11 geführt verschiebbar ist.The part 6 is braced against the brush holder by a spring 8. The point of attack the spring on the part 6 is formed by a hinge 9 that is at the end a bolt 10 is seated in the part 6 in an inclined to the direction of the spring tension Bore 11 is guided displaceable.

An dem aus der Bohrung 11 des Teiles 6 herausragenden Ende des Bolzens ist eine Mutter 12 angeordnet, durch die der Bolzen angezogen werden kann.On the one from the bore 11 of the part 6 protruding end of the bolt is a nut 12 through which the bolt can be attracted.

Auf diese Weise verschiebt sich die Stellung des Gelenkes 9 in der Weise, daß sowohl die Federspannung als auch der Hebelarm, unter dem die Feder an dem Teil 6 angreift, geändert wird. ,In this way, the position of the joint 9 shifts in such a way that both the spring tension as well as the lever arm under which the spring engages the part 6, will be changed. ,

Infolge der Wahl des Winkels der Führungsgeraden als Ersatz der genauen Kurve ist hierbei die Abhängigkeit so bestimmt, daß der Anpreßdruck, der auf die Bürste ausgeübt wird, bei jeder Federspannung wenigstens innerhalb der betriebsmäßig in Frage kommenden Abnutzungsbereiche der Bürsten von der Bürstenhöhe unabhängig ist.As a result of the choice of the angle of the guide line as a substitute for the exact curve the dependency is determined in such a way that the contact pressure exerted on the brush is, at each spring tension at least within the operationally eligible wear areas of the brushes is independent of the brush height.

Die Anwendung des Erfindimgsgedankens ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt; insbesondere ist sie auch bei Bürstenhaltern anderer Art möglich, bei denen der Anpreßdruck beispielsweise durch Druckfedern ausgeübt wird, soweit nur hierbei der Bedingung genügt ist, daß die durch eine Einstellung der Federspannung bedingteThe application of the inventive concept is not limited to the illustrated embodiment; in particular she is too possible with other types of brush holders where the contact pressure is, for example, through Compression springs is exercised, provided that the condition is satisfied that the through caused an adjustment of the spring tension

Änderung etwa durch eine entsprechende Änderung des Avirksamen Hebelarmes kompensiert wird.Change compensated for example by a corresponding change in the effective lever arm will.

Claims

Patent claims:

1. Brush holder for electrical machines, in which the transferred to the brush by a movable lever Contact pressure is derived from a re-tensionable spring attached to a lever arm attacks, which changes with wear of the carbon so that the same torque despite the release of the spring tension and thus the same brush pressure is maintained, characterized in that with the setting of one other brush pressure the lever arm is changed so that the newly set Pressure remains constant over the entire wear area of the brush.

2. Brush holder according to claim i, characterized in that the suspension point the spring is designed to be displaceable along a curve on the movable lever arm of the brush holder system.

3. Brush holder according to claim 2, characterized in that the curve is replaced by a contact circle.

4. Brush holder according to claim 2, characterized in that the curve is replaced by a straight line in approximation.

5. Brush holder according to claim 2 or 3, characterized in that the Spring is suspended from a bolt, which corresponds to the curve shape within one Groove is displaceable.

6. Brush holder according to claim 4, characterized in that the spring on a screw bolt is attached, which is fixed in one in the direction of Straight lying hole and can be moved by an associated nut in its axial direction.

1 sheet of drawings