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Vorrichtung zur Kühlung des Kollektors bei Bürstenhaltern für elektrische
Maschinen Um bei Bürstenhaltern für .elektrische Maschinen den Druck, mit dem,die
Bürste auf dem Schleifring oder Kommutator zur Erzielung eines Mindes,tversehle!iß,es
aufliegen muß, fein regeln zu können, ist :die Bürste schon unmittelbar durch ein
gasförmiges Druckmittel, z. B. Druckluft, belastet worden, indem oberhalb der Bürste
eine Kammer vorgesehen wurde, der diie Druckluft zugeführt wird.. Diese Bürstenhalter
haben eine einfache Bauart gegenüber den Haltern, bei denen der Druck :der Druckluft
auf die Bürste :durch einen besonderen Kolben übertragen wird.
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Es ist bereits vorgeschlagen, diie :dee Bürste belastende Druckluft
zur Kühlung eines Kommutators einer Maschine auszunutzen, wohei :die Bürste im Ka:sroen
mit dem zur einwandfreilen Führung, erfordertichen Spiel geführt wird. Dieses Spiel
beträgt etwa o,o5.mm. Die Erfahrung hat ergeben, d!aß die @durch @dieses Spiel,
welches :eine ungewollte Und.ichbigkeit darstellt, entweichende ,Druckluftmemge
sich @du:rcdh Reibung erhitzt und daher praktisch keine Kühlung des Kommutators
bewirkt, also nur als ein Spaltverlust anzusehen ist. Zur, ausreichenden Kühlung
des Kommutators müßte das Spiel vergrößert werden, so aß :d!:@e Bürste nicht mehr
einwandfrei geführt wird.
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Nach .der Erfindung ist :die ausreichende Kühlung des Schleifkörpers
:durch d;i:e die Bürste belastende Druc:lattft bei :einwandfre!ier Bürstenführung
@dadurc!h erreicht, daß unter Beibehahu:ng -des für :die einwandfreie Führung :der
Bürste im Bürstenkasten erfordertichen sehr geringen Spiels für die Druckluft besondere
Durclhstr ömlcanäle zwischen Bürsten ,und Kasten vorgesehen'smid, die entweder in
den Bürstentas:chen :oder in :den Bürsten oder in beiden angeordnet sind. Den besonderen
Durchströmkanälen kann ohne Beelinträchtigung :der Bürstenführung eiin so großer
Durchgangsquerschnitt gegeben werd=en, daß die ,ausreichende Kühlung des Schleifkörpers
gesichert ist.
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Bei :elektrisohen Maschinen größerer Leistungen, .insbesondere solchen,
diie höhere Stromstärken abzuführen haben, z. B. Unipolarmaschinen,
für
dIe diese Bürstenhalter geegnet sind, wird eine größere Anzahl derartiger Halter
auf den Umfang des Sch.leifkörpers angeordnet. D,ahei ist wünschen.swert, dIe Bürsten
eines Halters ohne eine hetri@e,bsti,nterbrecliung auswechseln zu köllnen. Zu diese
in Zweck ist nach der Erfindung d:@e Druckkammer mit einem abnehmbaren und gasdicht
mit dein Gehäuse zu ver_ Im:ndernde-n Deckel versehen und ,in den Zuleituligsstutzen
des Mehrfachbürstenhalters für das gasförllige Druckmittel ein Absperrorgan eingeschaltet.
Nadli Schließung dieses Absperrorgans und Abnalrnie des Deckels können d:e Bürsten
des Halters boi laufendem Betrieb der Mascliineii ausgewechselt werden.
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E,:nankerumforiner haben bekanntlich den Nachteil, daß heim drehstronl.s@e?it.i:gen
Anlauf unter den Bürsten der Gleichstromseite sehr liolie Ströme auftreten, durch
.de der e:ngelatifene Spiegel der Bürsten zerstört wird. Bisher hat inan dt:esem
Übelstand dadurch abzuhelfen gesucht, daß während des Anlaufs d:ije Bürste i der
Gleichstromseite vom Komniutator abgehoben werden. D:,ese Hilfsvorrichtung ist erfinJungsgemäß
dadurch enthehrl:ch gemacht, .d.aP@ die Bürsten des Mehrfachhalters unter der Wirkung
e,?ner oder mehrerer Federn stellen, Jie so stark sind, daß die Bürsten bei Aufhebung
des Druckes in der Druckkammer vom ILomlntitator abhoben werden. Beim Anlassen de,s
E'.!naniceruinforiners braucht daher nur die Zufuhr des gasförmigen Druckmittels
zu ,den Haltern abgesperrt und nach Beend?gung des Anlu.ssen.s wiederhergestellt
zu werden, um die Bürsten sel'hsttäti,g vorn Kommutator abzuheben und auf diesen
aufzudriicken.
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Auf der Zeichnu.n- sind mehrere Ausfiihrungsforme:n e@:nes Nlchrfachhürstenlialters
nach der Erfindung .dargestellt.
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Fig. i ist ein Längsschnitt furch ebnen Halter.
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Fi:g. -a ist ein Querschnitt nach der Linie A-B der Fig. i. FT-- 3
ist o:n wa-agerecliter Querschnitt nach der Linie C-D der Fig. i.
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Fig..I bis ; zeigen v=erschiedene Abändei-uiigsforinen von Külilebürsten
ian Grundriff. Filz. 8 zeigt F:g. i --in einer Ahänderurigsform.
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Fig. 9 ist ein Querschnitt ,mach eher Linie E--F der F:g. B.
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Bei der Au.sführuugsform nach Fig. i 1:s 3 sind in dein Gehäuse i
des Mehrfachhalters drei Stege 2 vorgesehen, so daß für vier hürstell 3 dIe Bürstontaschen
.l gobildet sind. Oberhalb der Bürsten, die 1)o-,in Betriebe auf dein Sclileifriing
5 aufbiegen, ist durch das Geli:ätise i und einen Deckel 6 eine Kamine" 7^ begrenzt.
Der Deckel ist mittels nicht dargestellter Befestigungsmittel, z. B. eines Druckbügels,
auf das Gehäuse i luftdicht aufpreßbar. An einem Ende i=st -d-a.s Goliäuse mit einem
Stutzen 8 versehen, mit dessen Flanschg ei; all der Bürstenbrücke der Maschine befestigt
ist. Der Stutzen 8 hat eine Liingsbolirun; io, d::e durch einen Halrn ii absperrbar
ist.
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Zur Stroinzu- bzw. -ahführung ist jede Bürste 3 durch e:,ri Kabel
12 mit einem Schraubennippel i3 nachgiebig verbunden. Der Gewindezapfen i.I des
Nilipels gebt durch eine Öffn@u-ng 15 firn Deckel E li:rndttreli, lilid finit Hilfe
e?ner 'Mutter 16 kann der Nippel 13
luftdi:cllt gegen den Deckel gedrückt
«-erden.
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.Der Stutzen 8 wird all eine Di-ticklnftleitung angesclil:ossen, wobei
der Druck der Luft so l-iocli ist, daß der Verschleiß der Bürsten 3 ttnd des Schleifringes
5 sein 1lüiclestmal.l erreicht.
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D:e Bürsten 3 spielen in den Bürstentaschen .I finit dem üblizhen
geringen Spiel, in den Längswänden der Taschen sind aber Aussparungeil i; vorgesehen,
so daß zwischen den Längswänden uilid den Bürsten 3 Kaliale entstellen, die von
der Kammer; b:s zur uiiteren Fläche des Gehäuses i re:clien (Fi:g. 2 und 3).
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Jedem Mehrfaehbürstenhal-ter der Maschine wird die Druckluft durch
eine besondere Leitung ztigefü-hrt, die an @d'eai Flansch g des Stutzens. s angescliloisen
ist.
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Diese I:eitungen sind. zweckmäßig Zweileitungen- einer Ringleitung,
der (ne Druckluft vorn W?:ndl:essel des Verdichters zugeführt wird. Bei Gle:clistrominaschinen
ist darauf zu achten, dali durch E@:nsclialtung voll Isol-i,erinansclietten o. d,gl.
in div Druckluftleitu:ngen verhindert wird, daß die Halter einer Polarität über
diese Leitungen finit den Haltern der anderen Polai-itü:t in s-troinl,eitende Verbindung
treten.
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Wä.lirend des ßetr:ebes der Maschine werden bei geöffnetem Hahn i
i d"ie Bürsten 3 durch di:e Druckluft in der Kammer; atif cieil Sclllcifrillg 5
gedl:üclit. Die Druckluft strömt dabei an den Schmalseiten der Bürsten 3 durch das
Spiel, insbesondere aber d-urcli die voll den Aussparungen 17 Gebildeten Kanäle
auf den Schleifring 5. Insbesondere bei -Maschinen mit flohen Stromstärken und geringer
Spannung, wie sie für die Elektrolyse benötigt werden, muß der Schleifkörper sehr
doicli-t finit Bürsten besetzt sei=n, so daß diese und der Schleifkörper ,durch
die Reibungswärme heiß «-erden. Die Druckluft kühlt zunächst tlie Bürsten 3 und,das
Gehäuse i durch das Entlangstre:ichen in den Kanälen 17 ab tilld atrö llit
dann alilf clen Schlelfring 5 und kühlt diesen. Durch hinreichend grolle Beniesstillg
der Kanäle i; kann die Kühlung so wirksam gemacht
werden, wie idies
jeweilig erforderlich ist. Insbesondere kann @durch _hinreichende Bemessung der
Kanäle verhütet werden, daß die Druckluft Reibüngsarbeit zu leisten hat, wodurch
sie sich :etthitzen würde.
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Da bei @diesem Mehrfachbürstenhalter der Schleifring 5 auf seiner
ganzen axialen Breite mIt Bürsten 3 besetzt ist, die nur durch idie. schmalen Stege
2 voneinander getrennt s;ind, wird fast die ganze Breite von der Druckluft wirksam
bespült.
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Die Kanäle an den Seiten der Bürsten 3 können auch,d.ad!urch gebildet
werden, daß die Se;ite;n@vandun:gen der Bürsten 3 mit Aussparungen is (Eig. 4.)
oder mit Rillen i9 (Feg. 5) oder mit rechtwinklig bzw. wi@nkl.i,g zu den Seitenwänden
stehenden Schliitzen 20 bzw. 21 (Ei,g.6 .bzw. 7) versehene sind.
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Müssen de Bürsten 3 eines Halters nachgesiehen oder .ausgewechselt
werden, so wird der zugehörige Haihn ir geschlossen und der Deckel 6 vom Gehäuse
i abgenommen. ES lassen sich dann die Bürsten 3 aus ihren Taschen -1 ,nach oben
herausziehen und. @durch unversehrte ,ersetzen, ohne daß @deswtlgen der Betrieb
der Maschine unterbrochen zu wer-* dien braucht. Nach Einsetzen der neuen Bürsten
3 und luftdichtem Aufsetzen des Deckels 6 w?.rd der Hahn i i wieder geöffnet, so
daß die Bürsten durch den Luftdruck aufden Schleifring 5 miit dem zuvor genau eiregestellten
Druck aufgepreßt werden. leer Mehrfachbürstenhalter nach der Erfindung ist bei der
Ausfiihrunaüsfarm nach Fi:g. 8 und 9 für,den Betrieb eines Einianleerumformers .geeügnet
gemacht. Jede Bürste 3 des Halters ist dürch ec,ne Zugfeder 22 mixt dem Deckel 6
verbunden. TJm ein Ecken der Bürsten in -ihren Führungstaschien 4 zu vermeiden,
greifen .die Federn in dien Bürsteenaeihsen an, und die Kabel 12 .s,iniddurch die
Seitenwand des Gehäuses i mach außen geführt (Feg. 9), ohne das freie Spiel der-
Bürsten zu behindern. Die Federn 22 sind so stark ausgeführt, daß ihre Kraft durch
den Luftdruck überwunden wird und die Bürsten 3 mit dem günstigsten Druck auf en
Kommutator 23 aufg epreßt werden, @diaß sie aber bei Aufhebung des Luftdruckes in
der Kammer 7 die Bürsten 3 vom Kommutator 23 etwas ablieben.
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Beim Anlassen des Einankeru.mformers wird die Druckluftzufuhr zu allen
Bürstenhaltern der Gle Iehätromseite zweckmäßig durch Schließung eines den dite
Hauptzuführun,gs;l@eitungeingeschalteten Aibspeirrorgans abgesperrt. Die Bürsten
3 der Gleichstromseite «:erden daher selbsttätig vom Kommutator 23 abgehoben, so
diaß der gut eingelaufene Spiegel ider Bürsten 3 durch die beim drehstromseitigen
Anlauf des Umformers sonst unter :den Bürsten der Gleichstromseite auftretenden
wehr hohen Ströme nicht zerstört wird. Nach B,eendiguidg des Anliassens wird das
Absperrorgan in der Hauptdruckluftleitung wieder geöffnet, was zur Folge hat, d;aß
durch die. Druckluft im der Kammeer 7 unter Überwindung der Kraft der Federn 22
alle Bürsten 3 auf dem Kommuta.tor 23 gedrückt werden.
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Anstatt für jede Bürste eine Feder vorzusehen, können .auch alle Bürsten
eines Halters durch eine gemeinsame. Feder beeeinfiußt werden.