DE811597C

DE811597C - Brush holders for electrical machines

Info

Publication number: DE811597C
Application number: DEU158A
Authority: DE
Inventors: Leopold Peterlik
Original assignee: Uher & Co
Current assignee: Uher & Co
Priority date: 1949-04-29
Filing date: 1950-03-15
Publication date: 1951-08-23

Description

Bürstenhalter für elektrische Maschinen Die Erfindung betrifft einen Bürstenhalter für elektrische Maschinen und setzt sich zum Ziele, eine solche Führung der Kohlebürsten zu schaffen, bei der trotz federnden seitlichen Andrückens derselben an die Kastenwand sowohl die Reibung -zwischen Bürste und Anpreßorgan bzw. Kastenwand auf ein N1 ininnum herabgesetzt wird als auch bei Betriebsstörungen durch Verschmutzung der Führungsorgane infolge der besonderen Formgebung vermieden werden.Brush holder for electrical machines The invention relates to a Brush holder for electrical machines and aims to provide such a guide to create the carbon brushes, in spite of the resilient lateral pressure of the same on the box wall both the friction between the brush and the pressure element or box wall is reduced to an N1 ininnum as well as in the event of malfunctions due to contamination the management organs can be avoided due to the special shape.

Um einerseits die nicht bewährte genaue Einpassung der Bürste in den Führungskasten und andererseits die bei lockerer Führung auftretenden unerwünschten Nebenerscheinungen, wie Vibration und Verkantnng der Bürste, hauptsächlich bei Erreichung einer kritischen Drehzahl bzw. bei nicht ganz rundem Kommutator und als Folge davon Funkenbildung und Ausbrennen der Kupferlamellen zu vermeiden, wurden bereits verschiedene Ausführungen vorgeschlagen, bei denen die Bürste mittels federnd angeordneter Organe, wie Blattfedern, Backen o. dgl., die in dem Bürstenhalterkasten oder in einem Ausschnitt der Kastenwand angeordnet sein können, an die gegenüberliegende Wand angedrückt wird. Hierbei sind besondere konstruktive Maßnahmen erforderlich, um ein Versagen oder Verkanten der Führungsmittel zu verhindern bzw. eine symmetrische Druckverteilung zu erreichen. Es ist somit nur durch einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau eine ausreichende Betriebssicherheit gegeben.On the one hand, the unproven exact fitting of the brush into the Guide box and, on the other hand, the undesirable ones that occur with loose leadership Side effects, such as vibration and tilting of the brush, mainly when it is reached a critical speed or if the commutator is not completely round and as a result Avoiding sparking and burning out of the copper fins have already been different Designs proposed in which the brush by means of resiliently arranged organs, such as leaf springs, jaws o. The like. In the brush holder box or in a cutout the box wall can be arranged, pressed against the opposite wall will. Special constructive measures are required to prevent failure or to prevent tilting of the guide means or a symmetrical pressure distribution to reach. It is therefore only due to a relatively complicated structure there is sufficient operational safety.

Bei derartigen Anordnungen treten jedoch erhebliche Reibungskräfte auf, so daß die gewünschte leichte Bewegbarkeit der Bürsten verlorengeht, oft sogar Selbstsperrung eintreten kann; außerdem besteht infolge der großen Berührungsfläche der aneinandergleitenden Teile in hohem Maße die Gefahr der Verschmutzung, die zu starkem Verschleiß und auch wieder zur Verklemmung führt.With such arrangements, however, occur significant Frictional forces so that the desired easy mobility of the brushes is lost, often even Self-locking can occur; there is also due to the large contact area the parts sliding against each other to a high degree the risk of pollution, which too heavy wear and also leads to jamming again.

Diese Nachteile können teilweise behoben werden, wenn zur Übertragung des Führungsdruckes auf die Bürste drehbar gelagerte Rollen oder Kugeln verwendet werden. Die bisher bekannten Einrichtungen dieser Art, wie etwa die aus den USA.-Patentschriften 662758 und 243o279 bekannten, weisen jedoch gleichfalls einen erheblichen konstruktiven Aufwand zur Ausbildung des Kastens und der Druckübertragung sowie zur Lagerung und Führung der Druckorgane auf.These disadvantages can be partially remedied when transferring of the guide pressure on the brush, rotatably mounted rollers or balls are used will. The previously known devices of this type, such as those from the USA patents 662758 and 243o279 known, but also have a considerable constructive Expenditure for training the box and the pressure transmission as well as for storage and Management of the pressure organs.

Demgegenüber werden nach der Erfindung die Schwingungen der Bürstenkohle in einfacher Weise dadurch unterdrückt, daß die Bürste durch eine oder mehrere frei rollend geführte Stahlkugeln oder -rollen, die in einer Kastenwand symmetrisch angeordnete, nach innen zu verjüngte Öffnungen mit ausraIchendem Spiel lose eingesetzt und von einer außen an der Kastenwand angebrachten Blattfeder gehalten sind, gegen die gegenüberliegende Kastenwand gedrückt werden.In contrast, according to the invention, the vibrations of the brush carbon suppressed in a simple manner that the brush by one or more free rolling steel balls or rollers, which are symmetrically arranged in a box wall, inwardly tapered openings with sufficient clearance inserted loosely and from a leaf spring attached to the outside of the box wall are held against the opposite one Box wall are pressed.

Durch diese Anordnung wird der angestrebte Effekt in jeder Hinsicht begünstigt, da durch das vorteilhafte Zusammenwirken der nahezu punktförmigen Berührung und der rollenden Reibung auch bei verhältnismäßig hohem Federdruck mit Sicherheit ein unbehindertes, gleichmäßiges und leichtes Nachführen der Bürste ohne Verklemmung, Stokkung usw. erfolgt.With this arrangement, the desired effect is achieved in every respect favored because of the advantageous interaction of the almost point-like contact and the rolling friction with certainty, even with relatively high spring pressure an unimpeded, even and easy tracking of the brush without jamming, Increase etc. takes place.

Ebenso wird bei diesem denkbar einfachsten konstruktiven Aufbau selbst bei größter Verschmutzung des Bürstenhalters kein Steckenbleiben der Kohle stattfinden; da sich infolge der sich ständig ändernden Lage der Kugel bzw. Rolle Kohlen- oder sonstiger Staub, wie er sich häufig bei entlüfteten Maschinen ansammelt, weder zwischen der Bürste und der davon distanzierten Kastenwand noch auch zwischen Bürste und Führungsorgan festsetzen kann.Likewise, with this extremely simple structural design itself if the brush holder is extremely dirty, the carbon will not get stuck; because as a result of the constantly changing position of the ball or roller, carbon or other dust, as it often accumulates in ventilated machines, neither between the brush and the box wall distanced from it also between the brush and Governing body can determine.

Es sind verschiedene Ausführungsformen eines nach der Lehre der Erfindung aufgebauten Bürstenhalters möglich, von denen einige der wichtigsten in der Zeichnung dargestellt sind.There are various embodiments of one according to the teachings of the invention built-up brush holder possible, some of which are the most important in the drawing are shown.

Bei der in Fig. i gezeigten Anordnung sitzt in dem Bürstenhalterkasten i eine Kohlenbürste 2, die in Richtung zum Kommutator durch eine nicht eingezeichnete Druckfeder nachgeschoben wird.In the arrangement shown in Fig. I sits in the brush holder box i a carbon brush 2, which is in the direction of the commutator by a not shown Compression spring is pushed.

Die Dicke der Kohle ist, wie in Fig. 2 zu sehen, entsprechend geringer als die lichte Weite des Kastens. Die vordere Kastenwand ist mit zwei konischen Bohrungen 3 versehen, in denen je eine Stahlkugel eingesetzt ist, die mittels einer an der Kastenwand befestigten Blattfeder 5 gegen die Kohle 2 gedrückt werden.As can be seen in FIG. 2, the thickness of the coal is correspondingly smaller than the clear width of the box. The front box wall is conical with two Bores 3 provided, in each of which a steel ball is used, which by means of a The leaf spring 5 attached to the box wall is pressed against the coal 2.

Die Größe der Bohrung 3 ist dabei so bemessen, daß die Kugel bei leerem Kasten nicht nach innen fallen kann. Der Kugeldurchmesser muß entsprechend größer sein als die Wandstärke von damit die Kugeln auch bei innerhalb der Herstellungstoleranzen schwankender Dicke der Bürste verläßlich und unter ausreichendem Druck geführt werden. Durch die Anordnung von zwei Kugeln symmetrisch zur Längsachse ist für eine sichere Führung gesorgt, die gleiche Druckverteilung ist durch die zwischen beiden Kugeln symmetrische Befestigung der Blattfeder 5 gewährleistet.The size of the hole 3 is dimensioned so that the ball when empty Box cannot fall inside. The ball diameter must be correspondingly larger be than the wall thickness of so the balls even when within the manufacturing tolerances with varying thickness of the brush can be performed reliably and under sufficient pressure. The arrangement of two balls symmetrically to the longitudinal axis is for a safe Guidance ensured, the same pressure distribution is achieved by between the two balls symmetrical attachment of the leaf spring 5 guaranteed.

Fig.2 zeigt die Kugelführung vergrößert im Schnitt nach der Linie 11-II der Fig. i.2 shows the ball guide enlarged in section along the line 11-II of FIG.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 ist nur eine in der Längssymmetrale der Seitenwand des Kastens angeordnete Führungskugel vorgesehen. Diese einfache Bauart ist bei Bürsten von geringer Breite bzw. bei solchen mit gedrungenem Querschnittsverhältnis ausreichend.In the embodiment according to FIG. 3, only one is in the longitudinal symmetry the side wall of the box arranged guide ball is provided. This simple one Brushes are designed with a narrow width or with a compact aspect ratio sufficient.

Fig. 4 zeigt eine Variante der Erfindung, bei der zur Führung der Bürste vier Kugeln vorgesehen sind, die von einer gemeinsamen, in bezug auf die Lage der Kugeln zentral befestigten Blattfeder angedrückt werden. , Hier ist auch die besondere Ausgestaltung der gegenüberliegenden Kastenwand zu erkennen, die vorteilhaft mit zwei oder mehreren, zweckmäßigerweise in Längsrichtung angeordneten, abgeflachten oder abgerundeten Führungsrippen 6 versehen ist.Fig. 4 shows a variant of the invention in which to guide the Four balls are provided, shared by one, with respect to the brush Position of the balls centrally attached leaf spring are pressed. , Here is too to recognize the special design of the opposite box wall, which is advantageous with two or more, expediently arranged in the longitudinal direction, flattened or rounded guide ribs 6 is provided.

Als Führungsorgan können, wie gesagt, anstatt der Stahlkugeln 4 auch kurze Rollen verwendet werden. Die Ausnehmung 3 wird dann entsprechend rechteckig sein.As mentioned, instead of the steel balls 4 can also be used as a guide element short roles are used. The recess 3 is then correspondingly rectangular be.

Es ist nach der Lehre der Erfindung grundsätzlich auch möglich, die Kugelführungen an beiden gegenüberliegenden Kastenwänden anzubringen.It is in principle also possible according to the teaching of the invention that To attach ball guides to both opposite box walls.

Es hat sich gezeigt, daß sich durch richtige Dimensionierung der Blattfeder 5 ein so ruhiger Sitz der Bürstenkohle in dem Kasten ergibt, daß auch bei Verwendung von Kohlen von so minderwertiger Qualität, wie sie bisher zu schweren Betriebsstörungen geführt hätte, eine einwandfreie und funkenlose Kommutierung erreicht wird.It has been shown that correct dimensioning of the leaf spring 5 results in such a calm seat of the brush carbon in the box that even when used of coals of such inferior quality as they have hitherto caused serious operational disruptions would have led, a flawless and sparkless commutation is achieved.

Die erfindungsgemäße Anordnung bewährt sich insbesondere bei Niederspannungsmaschinen mit verhältnismäßig großer Stromdichte an den Kohlenbürsten sowie bei hochtourigen Kleinmotoren, da die durch Funkenbildung bedingten hochfrequenten Störungen weitgehendst ausgeschaltet werden.The arrangement according to the invention has proven itself particularly in low-voltage machines with a relatively high current density on the carbon brushes as well as with high-speed Small motors, as the high-frequency interference caused by sparking is largely possible turned off.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Brush holder for electrical machines, characterized in that a box wall is provided with one or more openings or openings which are symmetrically arranged with respect to the longitudinal axis of the wall and tapered towards the inside, in each of which a steel ball or roller is loosely inserted with sufficient play , which is pressed against the brush by means of a leaf spring attached to the outside of the box wall and the brush is pressed against the opposite box wall. Ä. Brush holder according to claim i, characterized in that the leaf spring is clamped symmetrically or centrically symmetrically with respect to the design with two or more balls or rollers and thus a uniform pressure distribution is ensured. 3. Brush holder according to claim i, characterized in that the box wall opposite the pressure elements is provided on the inside with two or more, preferably longitudinally extending ribs. 4. Brush holder according to claim r or 2; characterized in that a system of guide balls or rollers is arranged on each of the two walls of the brush holder box lying in the direction of rotation of the Kornmutätdrs, distributing these guide elements on at least three different planes perpendicular to the feed direction of the brush.