DE6601184U

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Info

Publication number: DE6601184U
Application number: DE6601184U
Authority: DE
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Publication date: 1900-01-01

Description

"Kollektor mit Bürsten"

Die Neuerung betrifft einen bereits vorgeschlagenen Kollektor mit Bürsten für eine kleine elektrische Maschine, insbesondere in einem kleinen batteriegespeisten Motor für Plattenspieler, Tonbandgeräte, u. dgl., welcher Kollektor aus einer zur Welle der Maschine senkrechten Platte aus dünnem Isoliermaterial besteht, auf der mindestens drei identische dünne Seg-

Druck und Aetzen der die Segmente trennenden Schlitze angebrächt sind, wobei jede Bürste aus räindeStent zwei parallelen, voneinander unabhängig federnden Elementen besteht.

Ein solcher Kollektor mit Bürsten hat den Vorteil, daß die Konstruktion und die Herstellung billig sein können und daß außerdem die Druckkraft der Bürsten gering sein kann, so daß geringe Abnützung auftritt, und die Energieverluste im Kollektor gering sind_v was bei batteriegespeisten Elektromotoren wichtig ist.

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Ein Nachteil der geschilderten Konstruktion ist jedoch der, daß infolge Funkenbildung beim Übergang einer Bürste von einer Lamelle auf die nächstfolgende Lamelle Abnutzung des Kollektors und der Bürste dennoch eintreten kann. Bei der geringen Dicke der Lamellen können die ^unken diese Lamellen schnell vernichten, während der Störpegel des Motors manchmal unzulässig hoch wird.

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Die Neuerung bezweckt, die vorerwähnten Nachteile zu beheben, und ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Kollektor vorerwähnter Art die Mitten der Kontakte zwischen dem Kollektor und den Bürstenelementen auf verschiedenen Radien des Kollektors liegen, wobei die Winkel zwischen diesen Radien einander gleich sind.

Eine einfache Bauart und eine billige Herstellung werden bei einer Ausführungsform der Neuerung dadurch erzielt, daß die Elemente in einer gleichen Ebene parallel zur Kollektorfläche angeordnet werden und in der Drehrichtung der Maschine gesehen jeder Radius, auf dem eine dem Kollektorrand näher liegende Kontaktmitte liegt, gegenüber dem Radius voreilt, auf dem eine daneben liegende, der Kollektormitte nlherliegenat Kontaktmine § liegt.

Mit Rücksicht auf den erforderlichen Raum und um einen guten Übergang des Kontaktes jedes Siebentes auf die verschiedenen Lamellen zu ermöglichen, ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform der Neuerung vorteilhaft, die federnden Elemente unter einem spitzen Winkel zu der bei einem vertikal angeordneten Kollektor durch den Kollektor gehenden Horizontalebene anzuordnen.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Neuerung sind die VJinkel zwischen den Radien, die Abmessungen der federnden Elemente und deren gegenseitiger Abstand derart gewählt, daß nach einem vollführten Übergang eines in einem bestimmten Abstand von der Welle liegenden Kontaktes von einer Lamelle auf die nächstfolgende der dem Kollektorrand näherliegende Kontakt wenigstens teilweise noch auf der von dem ersten Kontakt gerade verlassenen Lamelle ruht, so daß Funkenbildung noch weiter unterdrückt wird,

Die funkenbildung und somit die Abnutzung der Lamellen und

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Bürsten und außerdem die Störungen werden gemäß einem weiteren Merkmal der Neuerung noch weiter unterdrückt, wenn alle federnden Elemente durch einen Halter aus elektrisch isolierendem Material miteinander verbunden werden, wobei zwischen

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jeweils/nebeneinander liegenden Elementen ein gegebenenfalls

von einem Kondensator überbrückter Widerstand angebracht ist. Zu demselben Zweck können gemäß einem weiteren Merkmal der Neuerung die zu einer durch die Achse gehenden Ebene spiegelsymmetrisch liegenden Elemente durch einen Kondensator miteinander verbunden werden.

Bei einer Weiterbildung der Neuerung ergibt sich eine praktisch vollkommene Unterdrückung der Funkenbildung, wenn die - ' Schlitze zwischen den Segmenten in Richtung auf den Kollektorrand derart aufgeweitet sind, daß die Kontaktflächen mindestens der äußersten federnden Elemente niemals gleichzeitig auf zwei nebeneinander liegenden Lamellen ruhen können. Um Stöße beim übergang von einer Lamelle auf die nächstfolgende zu verj meiden,sind bei einer weiteren Ausbildung der Neuerung in den

j aufgeweiteten Schlitzenteilen Platten von der Dicke der Lamellen vorgesehen, welche elektrisch vollständig gegen die Lamellen isoliert sind. Eine einfache und billige Herstellung wird - gemäß einer weiteren Ausbildung der Neuerung erzielt, wenn

die Platten aus dem gleichen Material wie die Lamellen bestehen und auch durch ein Druckverfahren angebracht werden; sie werden durch Schlitze begrenzt, die auch durch Ätzen einer vollständig mit Metall überzogenen, runden Platte erhalten werden.

Um einen geringen Bürstendruck und somit einen geringeren Energieverlust zu erzielen, ist es vorteilhaft, gemäß einem weiteren Merkmal der Neuerung die Lamellen aus einem in der freien Luft nicht oxydierbaren Metall herzustellen.

Die Neuerung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, die eine Ausführungsform der Neuerung darstellt und in der

Fig. 1 eine Vorderansicht eines.Kollektors mit Bürsten für einen kleinen batteriegespeisten Motor und

Pig. 2 eine Draufsicht auf einen Kollektor mit Bürsten nach Fig. 1 in der Pfeilrichtung, zeigen«.

In den Figuren bezeichnet 1 die Welle eines kleinen Elektromotors, auf der ein Kollektor 2 befestigt ist. Dieser Kollektor besteht aus einer Scheibe 3 aus elektrisch isolierendem Material, auf der in bekannter Weise lurch Druck eine Schicht aus einem elektrisch gut leitenden Material angebracht ist. Durch Ätzen sind an den betreffenden Stellen Schlitze angebracht. Ein Hand 5 und Anschlußstellen 6 sind auf gleiche Weise erhalten. Nach dem Ätzen hat man drei Lamellen 7a, 7b und 7c und jede Lamelle hat eine Anschlußstelle 6. Auf der Seite des Randes sind die Schlitze 4 verbreitert, und das Ätzen erfolgt derart, daß in jedem Schlitz eine Insel 8 gebildet wird, ^iese Insel ist aomit elektrisch gegen die Lamellen 7a, ?b und 7c isoliert.

Zwei Sätze von Bürsten 9 wirken mit dem Kollektor 2 zusammen. Jeder Satz besteht aus zwei gegenseitig unabhängig federnden Elementen 10 und 11, die durch einen elektrisch isolierenden Körper 1 miteinander verbunden sind. Das Bürstenelement 10 ist mit einer Anschlußöse 13 versehen. Die Elemente 10 und 11 sind elektrisch durch einen von einem Kondensator 15 überbrückten Widerstand 14 miteinander verbunden.

Kollektorseitig sind die Eierente 10 und 11 mit je einer abgebogenen Kontaktfläche 16 versehen, die über den Kollektor schleift. Die Elemente bestehen aus leicht federndem Material, z.B. Phosphorbronze mit einer -^icke von 0,1 mm. Die Länge der Elenente, deren Winkel mit der durch die Welle 1 gehenden Horizontalebene und ihre gegenseitige Lage sind derart gewählt, daß, wenn in der angedeuteten Drehrichtung die Kontaktfläche des Elementes 10 die Lamelle 7a ganz verlassen hat, die Kontakt-

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fläche des Elementes 11 noch teilweise auf dieser Lamelle 7a ruht.

Bei Drehung des Kollektors wird die Kontaktfläche 1o des Elementes 10 in einem bestimmten Augenblick über den Schlitz 4 gleiten und die lamellen 7a und 7b kurzschließen. Einen Augenblick später wird dieser Kurzschluß behoben, so daß ein Funken entsteht, der einen großen Einfluß auf die Lebensdauer des Kollektors und der Bürsten durch Einbrennen ausübt, während auch der Störpegel unzulässig hoch wird. Um dies zu vermeiden, wird die Kontaktfläche 16b wie vorstehend erwähnt angebracht.

Wenn die Kontaktfläche 16a ganz von der Lamelle 7a frei ist, befindet sich die Kontaktfläche 16b wenigstens teilweise noch auf der Lamelle 7a. Die beiden Elemente 10 und 11 sind durch den Widerstand 14 und den Kondensator 15 miteinander verbunden_} so daß kein Funken erzeugt wird.

Wenn die Kontaktfläche 16b schließlich die Lamelle 7a verläßt, tritt kein Kurzschluß zwischen Lamellen 7a und 7b auf. Die Kontaktfläche 16b kommt einen kurzen Augenblick auf der Insel 8 zur Anlage, die gegen die Lamellen isoliert ist und erst dann kommt diese Kontaktfläche 16b mit der Lamelle 7b in Berührung. Die Insel 8 könnte auch vollständig weggelassen werden, aber dann erfährt das Element 11 beim Übergang von der Lamelle 7a auf die Lamelle 7b einen Stoß, was weniger erwünscht ist.

Die Dicke der Lamellen, der Inseln und der Anschlußstellen liegt zwischen 50 und 100 /U. Obgleich diese Teile aus Kupfer hergestellt worden können, verwendet man vorzugsweise eir, anderes, nicht in Luft oxydierbares Material, da sonst die Kontaktfläche die Oxydhaut durchdringen müssen, so daß der Anlagedruck größer aein müßte als erwünscht ist. Die Dicke der Schicht muß außerdem möglichst gering sein» um die Schlitz-

breite mit hinreichender Genauigkeit ätzen zu können. In einer praktischen Ausführungeforii betrug die Schlitzbreite einige Zehntel mm. Gut geeignete» Lamellenmaterial ist unter anderein: Palladium, eine Palladium-Silberlegierung, eine Silber-Kupferlegierung, oder Nickel mit Goldüberzug.

Der Kollektor kann selbstverständlich mehr als drei Lamellen und mehr als drei Bürsten haben. Jede Bürste kann auch mehr »als zwei Elemente haben. Das Kupplungsstück 12 kann gegebenen falls noch federnd mit einem Fixpunkt verbunden werden. Ist dies nicht notwendig, so kann das Kupplungsstück fest an der Maschine angebracht werden.

Die Schlitze 4 brauchen nicht gerade zu sein; sie können auct eine gekrümmte Gestalt haben oder auch schief stehen. In diesen Fällen können die Kontaktmitten auf dem gleichen Radius liegen. Die Herstellung ist dann jedoch weniger einfach.

Die Schräglage der Elemente *0 und 11 ist nicht notwendig. Wenn die Elemente senkrecht zu den Schlitzen 4 sind, müssen die Kontaktfläche zu den Schlitzen 4 schräg verlaufen, da soi beim Passieren der Schlitze Stöße auftreten können.

Gegebenenfalls können die Elemente 10 und 11 aufeinander

ι statt nebeneinander angeordnet werden. Mit Rücksicht auf den

zur Verfügung stehenden Raum kann dies vorteilhaft sein, abe: die Konstruktion wird etwas teuerer, da in diesem Falle Stückchen Isoliermaterial zwischen den Elementen vorgesehen werden müssen.

Schließlich ist- es auch möglich, die zwei Elemente 10 elektrisch mittels eines Kondensators miteinander zu verbinden. Jedes Element 10 kann dann mit dem anliegenden Element 11 di rekt elektrisch verbunden werden. In bestimmten Fällen ist ι Entstörung dabei hinreichend.

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Claims

Ρ.Α.5Ι(989ΗΊ.9.68 mitte liegt. SCHUTZANSPHTiCHE:

1. Kollektor mit Bürsten für eine kleine elektrische Maschine, insbesondere einen kleinen "batteriegespeisten Motor für Plattenspieler, Tonbandgeräte u.dgl., welcher Kollektor aus einer dünnen, zur Maschinonwelle senkrechten Platte aus Isoliermaterial besteht, auf der mindestens drei identische dünne Segmente aus elektrisch leitendem Material vorzugsweise durch ein Druckverfahren und Ätzen der die Segmente trennenden Schlitze angebracht sind, wobei jede Bürste aus mindestens zwei zueinander parallelen, unabhängig voneinander federnden Elementen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitten der Kontakte zwischen Kollektor und Bürsteneiementen auf verschiedene Radien des Kollektors liegen, wobei die Winkel zwischen diesen Radien einander gleich sind.

2. Kollektor mit Bürsten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente in einer gleichen Ebene parallel zur Kollektorfläche liegen und daß in der Drehrichtung der Maschine gesehen, jeder Radius, auf dem eine dem Kollektorrand näherliegende Kontaktmitte liegt,gegenüber dem Radius voreilt, auf dem eine der Mitte des Kollektors näherliegende Kontakt-

3. Kollektor mit Bürsten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Elemente einen spitzen Winkel mit der bei vertikal angeordnetem Kollektor durch den Kollektor gehenden Horizontalebene einschließen.

4. Kollektor mit Bürsten nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel zwischen den Radien, die Abmessungen der federnden Elemente und ihr gegenseitiger Abstand derart gewählt sind, daß

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nach dem vollständigen Übergang eines in einem bestimmten Abstand von der «Ye^le liegenden Kontaktes von einer Lamelle auf die nächstfolgende Lamelle der dem Kollektorrand näherliegende Kontakt noch wenigstens teilweise auf der von dem ersten Kontakt gerade verlassenen Lamelle liegt.

5. Kollektor mit Bürsten nach Anspruch 1, 2, 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet» daß die federnden Elemente jeder Bürste durch einen Halter aus elektrisch isolierendem Material miteinander verbunden sind, wobei zwischen jeweils zwei nebeneinander liegenden Elementen ein gegebenenfalls von einem Kondensator überbrückter elektrischer Widerstand angebracht ist.

6. Kollektor nit Bürsten nach Anspruch 1, 2, 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einer durch die Welle gehenden Ebene spiegelsymmetrisch angeordneten federnden Elemente durch einen Kondensator miteinander verbunden sind.

7. Kollektor mit Bürsten nacn Anspruch 2, 3, 4, 5 und/oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze zwischen den Lamellen in Richtung auf den Follektorrand verbreitert sind in der Weise, daß die Kontaktflächen wenigstens der äußeren Elemente niemals gleichzeitig auf zwei nebeneinander liegenden Lamellen ruhen können.

8. Kollektor mit Bürsten nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den verbreiterten Schlitzteilen Platten mit der Dicke der Lamellen vorgesehen sind, die elektrisch vollkommen gegen die Lamellen isoliert sind.

Q. Kollektor mit Bürsten nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten aus dem gleichen Material wie die Lamellen hergestellt sind und auch durch ein Druckverfahren angebracht werden und durch Schlitze begrenzt werden, die ähnlich wie die anderen Schlitze durch Ätzen einer ganz mit Metall durch Druck überzogenen runden Platte erhalten sind.

10. Kollektor mit Bürsten nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der lamellen aus einem in der freien luft nicht oxydierbaren Metall "besteht.

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