DE7809298U1

DE7809298U1 - Bürstenanordnung

Info

Publication number: DE7809298U1
Application number: DE19787809298
Authority: DE
Original assignee: Ringsdorff Werke GmbH
Current assignee: SGL Group GmbH Werk Ringsdorf
Priority date: 1978-03-29
Filing date: 1978-03-29
Publication date: 1978-07-13

Description

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RINGSDORFF-WERKE GMBH Bonn-Bad Godesberg, den 28. MRl 1978

Bürstenanordnung

Die Erfindung betrifft eine Bürstenanordnung, bestehend aus einer kabellosen Kohlebürste und einem oder mehreren mit der Bürste mechanisch nicht verbundenen Kontaktstück (en) r.

Für Kohlebürsten, die in oder an dem Bürstenkörper durch Nieten, Einstampfen oder Löten mechanisch befestigte Stromseile enthalten, ist es bekannt, zwischen der Kopffläche der Bürste und dem Druckapparat des Bürstenhalters Dämpfungsglieder etwa in Form von Scheiben oder Platten anzuordnen, um die durch eine Unrundheit des Kommutators oder andere Unregelmäßigkeiten der Kommutator-Oberfläche verursachten Schwingungen der Bürste zu dämpfen und den mechanischen und elektrischen Verschleiß der Bürste und des Kommutators zu verringern. Da bei diesen armierten Bürsten der Strom ausschließlich über die Stromseile der Bürste zu- bzw. abgeführt wird, verwendet man für die Dämpfungsstücke elektrisch isolierende, gumrnielastische Werkstoffe, wie z.B. natürlicher oder synthetischer Gummi oder Silikonkautschuk.

Für Bürsten, die zur Zu- und Ableitung des elektrischen Stroms keine mit dem Bürstenkörper fest verbundene Stromseile enthalten, ist die Verwendung besonderer Kontaktstücke, beispielsweise in Form von Federn bekannt, die

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durch geeignete Vorrichtungen auf die Kopffläcne der Bürste gedrückt werden, wobei zur Verringerung des Übergangswiderstands eine Metallschicht auf die Kopffläche aufgebracht sein kann. Nach der DE-OS 23 16 ist es schließlich für diesen Zweck bekannt, ein sich in dem Kohlebürstenmaterial verkrallendes Metallgewebestück auf die Kopffläche zu pressen. Diese Maßnahmen zur Verringerung des Übergangswiderstands zwis^nen Kontaktstück und Bürste sind jedoch nicht geeignet, die Bürstenschwingungen zu dämpfen und damit das mechanische und elektrische Verhalten der Bürste zu verbessern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe z;ugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden und die Schwincjungen armaturloser Bürsten und Schleifstücke zu verringern.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen der Kopffläche der Bürste und dem/den Kontaktstück(en) ein gummielastisches den Strom leitendes Dämpfungsglied angeordnet ist.

Als Dämpfungsglied oder Dämpfungsstück sind nach der Erfindung insbesondere flexible Formen des Kohlenstoffs und Graphits geeignet, z.B. Graphitfolie und faserförmiger Kohlenstoff oder ungeordnete Haufwerke metallischer Whisker oder Kurzschnittfasern, die durch Sintern an den Berührungsstellen der Fasern untereinander fest verbunden sind. Nach bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung besteht das Dämpfungsstück aus mehreren übereinandergestapelten Graphitfolien oder Graphitlaminat oder aus Kohlenstoff- bzw. Graphitfilz oder Gewebe.

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Da der Spannungsabfall in dem Dämpfungsstück mit dessen Dicke zunimmt und für eine ausreichende Dämpfung in der Regel eine Mindestdicke des Dämpfungsfctücks nicht unterschritten werden kann, wird nach •iner weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung dem als Dämpfungsglied verwendeten Graphitlaminat ein Hetallpulver zugesetzt, beispielsweise Kupfer- oder Silberpulver, und damit der elektrische Widerstand des t)ämpfungsstücks verringert. Das Ausgangsprodukt des Graphitlaminats - expandierte oder aufgeblähte Graphitpartikel - wird zu diesem Zweck mit einem Metallpulver gemischt und das Gemisch beispielsweise in einer Gesenkpreßform zu einem Dämpfungsstück der erforderlichen t)icke zusammengepreßt, wobei aufgrund der Scheibchen-

j (form der Graphitpartikel ein laminierter, elastischer

Körper gebildet wird. Die im wesentlichen durch die Arbeitsbedingungen der Bürste bestimmte nötige Menge

: fen Metallpulver beträgt zweckmäßig etwa 30 - 50 Gew.%.

j 6ei der Verwendung eines Dämpfungsglieds aus Kohlenstoff- oder Graphitfilz ist es vorteilhaft, die Oberfläche des aus einer Vielzahl von Einzelfasern gebildeten Filzes mit einem Metallfilm zu versehen, beispielsweise durch galvanische oder auch stromlose Abscheidung •ines Metalls aus einer Metallsalzlösung, vor allem von Kupfer und Silber, wobei einige Mikrometer dicke Schichten besonders geeignet sind. Zur Verringerung des Übergangs-Viderstandes zwischen Dämpfungsglied und Bürste und

^! Dämpfungsglied und Kontaktstück kann es schließlich

j vorteilhaft sein, die an dem Dämpfungsglied anliegenden

Flächen des Kontaktstücks und/oder der Bürste galvanisch

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zu verkupfern oder mit einer anderen Metallschicht
zu versehen.

Das Dämpfungsstück wird zweckmäßig mit dem Kontaktstück: Cder bevorzugt mit der Kopffläche der Bürste fest verbunden, beispielsweise durch ein Metallot. Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Bürstenkopf mit einer das Dämpfungsglied aufnehmenden und führenden Ausnehmung versehen, so daß besondere Aufwendungen für Löten oder Kleben entfallen können. Eine weitere Zweckmäßige Befestigung des Dämpfungsgliedes besteht aus mit Ausnehmungen versehenen Kon taktstücken, in
Kelche die Dämpfungsstücke geklemmt sind. Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform besteht das
Dämpfungsglied aus zwei gummielastischen Werkstoffen nit verschiedenem elektrischen Widerstand, wobei die Werkstoffe scheibenförmig nebeneinander angeordnet sind. Durch die Verwendung von zwei Dämpfungsstoffen mit verschiedenem elektrischen Widerstand ist es insbesondere möglich, die Stromverteilung in der Bürste zu beeinflussen und ähnliche Effekte wie bei Schichtbürsten zu erzielen.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Bürstenanordnung betteht im wesentlichen darin, daß die Schwingungen
armaturloser Bürsten in dem gleichen Grade gedämpft
und der elektrische Widerstand sowie der mechanische Bürstenverschleiß und das Funken der Bürsten verringert werden wie bei armierten Bürsten mit aufgesetzten
Dämpfungsstücken. Dieses überraschende Verhalten ermöglicht für zahlreiche Bedingungen die Verwendung
von Bürstenanordnungen nach der Erfindung anstelle

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armierter Bürsten und damit eine besonders einfache technische Lösung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen, schematischen Schnittzeichnungen und einer graphischen Darstellung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung des elastischen Verhaltens von Graphitlaminat als Funktion der Rohdichte,

Fig. 2 eine Bürstenanordnung mit einem Druckfinger als Druckelement,

Fig. 3 eine Bürstenanordnung mit einer Schraubendruck -feder,

Fig. 4 eine Bürste mit eingelegtem Dämpfungsstück, Fig. 5 eine Bürste mit vertieftem Bürstenkopf,

Fig. 6 eine Bürstenanordnung mit einem zur Aufnahme des Dämpfungsglieds geeigneten Kontaktstück,

Fig. 7 eine Bürstenanordnung mit einem Dämpfungsstück aus verschiedenen Werkstoffen.

In Fig. 1 ist die nach ASTM F 36-66 A bestimmte Rückfederung von Dämpfungsstücken aus Graphitlaminat als Funktion der Rohdichte dargestellt. Rückfederung und Dämpfungsverhalten können in einfacher Weise durch den Grad der Verdichtung der als Ausgangsmaterial ver-

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wendeten Schüttung aus expandierten Graphitpartikeln eingestellt werden, wobei Zusätze von Metallpulvern die Rückfederung kaum ändern. Das elastische Verhalten von Kohlenstoff- und Graphitfilz sowie anderer flexibler Kohlenstofformen ist nicht wesentlich verschieden, so daß aus dieser Werkstoffgruppe Dämpfungsstücke in einem breiten Elastizitäts- und Widerstandsbereich hergestellt werden können.

In F.'.g. 2 ist 1 der Bürstenkörper, 2 das Kontaktstück und 4 das zwischen diesen Teilen angeordnete Dämpfungsglied. Das Kontaktstück 2 ist mit einer muldenförmigen Vertiefung 3 versehen, in welche der Druckfinger 5 eines zeichnerisch nicht dargestellten Druckapparats eingreift und mit einer vorgegebenen Kraft das Kontaktstück gegen das Dämpfungsglied 4 drückt, das auf die Kopffläche 6 der Bürste 1 geklebt ist. Die Zu- bzw. Ableitung des Stroms erfolgt ebenfalls über den Druckfinger 5. Die Anordnung gemäß Figur 3 ist bevorzugt für Kleinkohlen geeignet. Das Stromseil 7 ist fest mit dem Kontaktstück 2 verbunden, das durch die Schraubendruckfeder 8 gegen das Dämpfungsglied 4 gedrückt wird.

Eine besonders einfache Ausführungsform ist in Fig. 4 dargestellt. Ein oberer Teil der Bürste I¹ ist von dem Bürstenkörper 1 abgetrennt und zwischen beide Teile das Dämpfungsglied 4 eingelegt. Der Teil 1' hat in diesem Beispiel die Funktion eines Kontaktstücks.

In dem Beispiel gemäß Fig. 5 ist der Bürstenkörper 1 mit einer Ausnehmung 9 versehen, in welche das

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Dämpfungsglied 4 eingelegt ist. Kontaktstück und Stromzuführung sind im einzelnen nicht dargestellt. In der Ausführungsform nach Fig. 6 ist schließlich das Dämpfungsglied 4 in eine Ausnehmung 10 des Kontaktstücks 2 eingeklemmt.

In dem Beispiel nach Fig. 7 besteht das Dämpfungsglied aus den Teilen 4¹ und 4¹¹, deren spezifischer elektrischer Widerstand verschieden ist. Der Teil 4'. besteht aus einem galvanisch verkupferten Kohlenstofffilz und die Teile 4¹¹ aus Silikonkautschuk.

Claims

RW 78/101 GM Ι Schutzansprüche

1. Bürstenanordnung, bestehend aus einer kabellosen Kohlebürste und einem oder mehreren mit der Bürste mechanisch nicht verbundenen Kontaktstück(en), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kopffläche dir Bürste und dem/den Kontaktstiick(en) ein gummielastisches den elektrischen Strom leitendes Dämpfungsglied angeordnet ist.

2. Bürstenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Dämpfungsglied aus flexiblem Kohlenstoff oder Graphit besteht.

3. Bürstenenordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied

aus einem Graphitlaminat besteht.

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4. Bürstenanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e -

kennzeichnet, daß das als Dämpfungsglied verwendete Graphitlaminat Metallpulver enthält.

5. Bürstenanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e kennzeichnet , daß das Dämpfungsglied aus Kohlenstoff- oder Graphitfilz besteht.

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6. Bürstenanordnung nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch

gekennzeichnet, daß die Oberfläche

ΐ des Filzes mit einem Metallfilm versehen ist.

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7. Bürstenanordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Kopffläche der Bürste mit einem Ketallfilm versehen ist.

8. Bürstenanordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Dämpfungsglied mit der Kopffläche der Bürste fest verbunden ist.

9. Bürstenanordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Dämpfungsglied in einer Ausnehmung des Bürstenkopfs geführt ist.

10. Bürstenanordnung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Dämpfungsglied aus zwei scheibenförmig nebeneinander angeordneten Werkstoffen mit verschiedenem elektrischen Widerstand besteht.

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