DE6936266U - BRUSH HOLDER FOR ELECTRIC MACHINERY. - Google Patents

BRUSH HOLDER FOR ELECTRIC MACHINERY.

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    • H01R39/00Rotary current collectors, distributors or interrupters
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    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
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Description

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & CIe., Baden (Schweiz)Aktiengesellschaft Brown, Boveri & CIe., Baden (Switzerland)

Bürstenhalter für elektrische MaschinenBrush holders for electrical machines

Der Trend im Elektroreaschinen- und Generatorenbau geht auf immer gröss«;re Einheitsleistungen, wobei der Bedarf an Erregerleistung für diese Maschinen auch entsprechend zunimmt, so dass besonders bei grossen Turbogeneratoren, Erregerströme von 8000 A und mehr notwendig werden. Ueblicherveise wird die Erregerleistung dem Induktor (Polrad) über Bürsten und Schleifringe zugeführt.The trend in electrical reactor and generator construction is paying off always greater «; re unit services, with the need for excitation power for these machines also increases accordingly, so that especially with large turbo-generators, excitation currents of 8000 A and more are necessary. The excitation power is usually supplied to the inductor (pole wheel) via brushes and Slip rings fed.

In Zusammenhang mit diesen hohen Stromstärken und auch denIn connection with these high currents and also the

mehr grossen Umfangsgeschwindigkeiten stellt sich immer das Problem einer wirksamen Kühlung, die mit Sicherheit die auftretenden Stromübertragungs- und Reibungsverluste abführen kann und die an Ring und Bürste auftretenden Temperaturen auf Werte u; ter 100° C begrenzt. Bei grossen Schleifringen können nämlich die Verlustleistungen bis 60 kW und mehr betragen, wobei 95 % dieser Verluste an der Gleitfläche Bürste-Schleifring auftreten. more high circumferential speeds there is always the problem of effective cooling, which can reliably dissipate the power transmission and friction losses that occur and reduce the temperatures occurring on the ring and brush to values u; limited to 100 ° C. In the case of large slip rings, the power losses can be up to 60 kW and more, with 95 % of these losses occurring on the brush-slip ring sliding surface.

Bei den Schleifringen kann bekanntlich eine intensive Kühlung As is well known, the slip rings require intensive cooling

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- 2 - 53/69- 2 - 53/69

erreicht werden, wenn der Schleifring mit axialen oder radialen Kanälen versehen wird, die von einem Kühlmittel intensiv durchströmt werden. Bei den Bürsten und Bürstenhaltern dagegen ergibt sich aber mit den herkömmlichen Kühlanordnungen nur eine ungenügende Kühiwirkung, die mehrere Ursachen hat. Einmal ist die sperrige Geometrie konventioneller Bürstenhalter und ihre Anordnung um den Schleifring herum in aerodynamischer und kühlungstechnischer Hinsicht nicht sehr günstig. Ferner kann auch bei sehr günstiger konstruktiver Ausbildung und Anordnung dieser Elemente unter Zuhilfenahme von Luftleitschikanen die Kühlluft bestenfalls an die Aussenflächen der Bürstenhalter herangeführt werden. Wie die Erfahrung jedoch zeigt, tritt zwischen der Bürste als dem Element in dem die Verlustwärme anfällt und dem Bürstenhalterkasten ein sehr beträchtlicher Wärmeübergangswiderstand auf, da die Bürste immer mit einem erheblichen Spiel im Halterkasten geführt ist und dieses Spiel aus bekannten Gründen nicht nennenswert verkleinert werden kann. Zwischen der Bürste und der vom Kühlmedium umströmten Aussenwand des Burstsnhalterkastens befindet sich demnach ein thermisch isolierendes Luftpolster, das andererseits wegen der Kleinheit des Spaltes nicht abgesaugt oder weggeblasen werden kann. Dies führt dazu, dass auch bekannte BUrstenhalteranordnungen mit am Bürstenkasten angebrachten Kühlrippen oder Kühlkanälen nur eine sehr beschränkte Verbesserung der Kühlwirkung zur Folge haben.can be achieved if the slip ring is provided with axial or radial channels through which a coolant flows intensively will. With the brushes and brush holders, however, there is only one with the conventional cooling arrangements insufficient cooling effect, which has several causes. First is the bulky geometry of conventional brush holders and theirs Arrangement around the slip ring is not very favorable from an aerodynamic and cooling point of view. Furthermore can even with very favorable structural design and arrangement of these elements with the aid of air guide chicanes At best, cooling air can be supplied to the outer surfaces of the brush holder. As experience shows, however, occurs between the brush as the element in which the heat loss occurs and the brush holder box has a very considerable heat transfer resistance on, since the brush is always guided with a considerable amount of play in the holder box and this play is off known reasons can not be significantly reduced. Between the brush and the outer wall around which the cooling medium flows of the burst catcher box is therefore a Thermally insulating air cushion which, on the other hand, cannot be sucked off or blown away due to the small size of the gap can. This leads to the fact that also known brush holder arrangements with cooling fins or cooling channels attached to the brush box result in only a very limited improvement in the cooling effect.

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- 3 - 53/69- 3 - 53/69

Der Zweck der Erfindung ist nunmehr, einen Bürstenhalter mit im Bürstenhalterkasten vorgesehenen Kühlkanälen zu schaffen, bei welchem eine viel bessere bzw. wirksamere Wärmeabfuhr als bei den bisherigen Bürstenhaltern zustandekommt. Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass die Wandung der Kühlkanäle teilweise durch die Bürste selbst gebildet wird.The purpose of the invention is now to create a brush holder with cooling channels provided in the brush holder case, in which a much better or more effective heat dissipation is achieved than with the previous brush holders. According to the invention this is achieved in that the wall of the cooling channels is partially formed by the brush itself.

Anhand der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. In Fig. 1 ist ein Bürstenhalter schematisch in Längsschnitt dargestellt, während die Fig. 2 mehrere auf einer Traglineale befestigten Bürstenhalter in Querschnitt veranschaulicht.Two exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with the aid of the drawing. In Fig. 1 , a brush holder is shown schematically in longitudinal section, while Fig. 2 illustrates a plurality of brush holders attached to a support ruler in cross section.

In Fig. 1 ist der Bürstenhalterkasten 1 mit Kühlkanälen 2 versehen, deren bürstenseitige Wandung durch die Bürste 3 selbst gebildet wird. Mit 4 ist die Anpressfeder der Bürste bezeichnet und 5 ist der mit axialen Kanälen 6 vorgesehene Schleifring. Die Kühlkanäle 2 können axial zur Bürste verlaufen, wie in der Figur dargestellt ist, oder auch tangential verlaufend angeordnet sein. Bei dieser Anordnung und Ausbildung der Kühlkanäle 2 kommt die hindurchströmende Luft an verschiedenen Stellen des Bürstenhalterkastens 1 in unmittelbare Berührung mit der Bürste 5, die eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit aufweist.In Fig. 1, the brush holder box 1 is provided with cooling channels 2, its brush-side wall by the brush 3 itself is formed. 4 with the pressure spring of the brush is referred to and 5 is the slip ring provided with axial channels 6. The cooling channels 2 can run axially to the brush, as in FIG Figure is shown, or be arranged to run tangentially. With this arrangement and design of the cooling channels 2 the air flowing through comes into direct contact with the brush at various points on the brush holder box 1 5, which is excellent in thermal conductivity.

Bei der Anordnung nach Fig. 2 sind die Bürsten 11 in bekannter W- ise in eng aneinander-gereihten Bürstenhalterkästen 12 geführt, die auf Traglinealen lh mittels Schrauben 13 befestigt sind.In the arrangement of Fig. 2, the brushes 11 are in a known W- ise in closely-rows brush holder boxes out 12 lh on support rulers are fastened by means of screws 13.

Diese Traglineale bilden ihrerseits mit nicht-dargestellten Sammelringen die sogenannte Bürstenbrücke über die der Strom geführt wird. Die Bürstenhalterkästen 12 sind so ausgebildet und angeordnet, dass einerseits zwischen diesen und den Traglinealen 14 schmale Oeffnungen 15 frei bleiben, durch welch« Kühlluft von aussen zuströmt und in mehr oder weniger axialer Richtung über den Schleifring von einem auf der Schleifringwelle befestigten Lüfter abgesaugt wird. Vielfach werden zur Erzielung dieser gerichteten Kühlgasströmung noch Leitbleche l8 oder ähnliche Kühischikanen vorgesehen.These rulers in turn form with not-shown Collector rings the so-called brush bridge over which the current is conducted. The brush holder boxes 12 are so formed and arranged that on the one hand between these and the support rulers 14 narrow openings 15 remain free through which « Cooling air flows in from the outside and in a more or less axial direction over the slip ring from one on the slip ring shaft attached fan is extracted. In order to achieve this directed flow of cooling gas, baffles are often used 18 or similar Kühischikanen provided.

Gemäss der Erfindung werden noch Kühlkanäle 19 zwischen den Bürsten 11 und den Bürstenhalterkästen 12 vorgesehen, wobei ein Teil der Wandung dieser Kanäle durch die Bürsten selbst gebildet wird. Die Kühlluft wird in radialer Richtung durch den Schleifringlüfter von aussen nach innen direkt an der Bürste entlang geführt und zwar mit hoher Geschwindigkeit.According to the invention, cooling channels 19 are still between the Brushes 11 and the brush holder boxes 12 are provided, part of the wall of these channels through the brushes themselves is formed. The cooling air is directed in a radial direction through the slip ring fan from the outside to the inside directly on the brush guided along and at high speed.

Die Anordnung nach Fig. 2 kann noch konstruktiv so ausgebildet werden, dass die Biirstenhalterkästea 12 und die Traglineale in einem Teil vereinigt werden, indem die Bürsten in Aussparungen geführt werden, die direkt aus den Traglinealen herausgearbeitet werden.The arrangement according to FIG. 2 can also be designed structurally in such a way that the brush holder box 12 and the support rulers can be combined in one part by guiding the brushes into recesses that are carved out directly from the support rulers will.

Es ist zu beachten, dass die Anordnung gemäss Fig. 2 grundsätzlich auch für Bürstenhalter zur Anwendung kommen kann, die nicht auf einem gemeinsamen Trägerlineal befestigt sind sondernIt should be noted that the arrangement according to FIG can also be used for brush holders that are not attached to a common carrier ruler but

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- 5 - 53/69 - 5 - 53/69

Jedes für sich gehaltert wird. Ferner ist auch eine Umkehrung der radialen Luftströmung in den Kanälen l8,19 möglich, wenn der SchleifringlUfter als Drueklüfter ausgebildet ist. Die erfor derliche XUhIluftströmung in den ^analen kann auch mittels getrennt aufgestellten FremdlUftern erzeugt werden. Each is held for itself. Furthermore, a reversal of the radial air flow in the channels l8,19 is possible if the slip ring is formed as Lufter Drueklüfter. The necessary air flow in the anal can also be generated by separately installed external fans.

6S3S28629.7.716S3S28629.7.71

Claims (6)

i I --6 - 53/69 J a 11 ο η % ansprUchei I --6 - 53/69 YES 11 ο η% claims 1. Bürstenhalter für elektrische Maschinen mit in dem Bürstenhalterkasten vorgesehenen abgeschlossenen Kanälen, die dem Durchfluss eines Kühlmittels dienen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung der Kühlkanäle teilweise von der Bürste selbst gebildet wird.1. Brush holder for electrical machines with provided in the brush holder box closed channels that the The flow of a coolant is used, characterized in that the wall of the cooling channels is partially covered by the brush itself is formed. 2. Bürstenhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanäle axial zur Bürste verlaufen.2. Brush holder according to claim 1, characterized in that the cooling channels run axially to the brush. J5. Bürstenhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanäle radial zur Bürste verlaufen.J5. Brush holder according to claim 1, characterized in that the cooling channels run radially to the brush. 4. Bürstenhalter nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluftströmung durch die Kühlkanäle von aussen nach innen erfolgt.4. Brush holder according to claim J, characterized in that the cooling air flow through the cooling channels takes place from the outside to the inside. 5. Bürstenhalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluftströmung durch die Kühlkanäle von innen nach aussen erfolgt.5. Brush holder according to claim 2, characterized in that the cooling air flow through the cooling channels takes place from the inside to the outside. 6. Bürstenhalter nach Anspruch 1, bei welchem die BUrstenhalterkästen auf einem Traglineal angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenhalterkästen und die Kühlkanäle mindestens teilweise durch Aussparungen im Traglineal selbst gebildet6. The brush holder of claim 1, wherein the brush holder boxes are arranged on a support ruler, characterized in that the brush holder boxes and the cooling channels at least partly formed by recesses in the support ruler itself 53/6953/69 sind.are. Generalvollmacht BBC A 6 Nr. 89/69 Gen. VoUm. Dr. Ing. Heinz Kluge · "7891 Kadelburg, !m See β Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. General power of attorney BBC A 6 No. 89/69 Gen. VoUm. Dr. Ing. Heinz Kluge · "7891 Kadelburg,! M See β Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. 1.7.711.7.71
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US12126241B2 (en) 2021-08-26 2024-10-22 Audi Ag Brush holder for holding at least two brushes for a sliding contact arrangement, electrical machine and motor vehicle

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