DE9410881U1

DE9410881U1 - Bürstenbrücke für Gleichstrommaschinen

Info

Publication number: DE9410881U1
Application number: DE9410881U
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dietrich
Original assignee: DIETRICH G GmbH
Current assignee: DIETRICH G GmbH
Priority date: 1994-07-07
Filing date: 1994-07-07
Publication date: 1994-11-17
Anticipated expiration: 2004-07-08
Also published as: GB2291276B; GB9513892D0; DE19521702B4; CZ281646B6; GB2291276A; CZ176295A3; CZ3414U1; DE19521702A1

Description

DIPL-ING* H*ELM*UT'ARE^DT

PATENTANWALT
Bergiusstraße 2c, 30655 Hannover

D 427/Mi

GebrauchsmusteranmeLdung: "Bürstenbrücke für elektrische Maschinen"

Anmelder: Fa. G. Dietrich GmbH
Industrieweg 1
79798 Jestetten

Bürstenbrücke für G Leichstrommaschinen

Die Erfindung betrifft eine Bürstenbrücke für Niederspannungs-G Leichstrommaschinen, bestehend aus einem Bürstenring mit Bürstenhaltern, einer potentialfreien Bürstenverschleißanzeige, einem Thermoschalter zur überwachung der Bürstentemperatur und elektrischen Verbindungen der Bürstenhalter.

Es ist bekannt, Bürstenringe der eingangs genannten Art aus duroplastischem Formstoff mit aufgenieteten oder geschraubten Bürstenhaltern aus Messingguß oder Messingblech zu verwenden. Die Montage der elektrischen Verbindungen der Bürstenhalter, die BürstenverschLeißeinrichtung und die Einrichtung zur Temperaturüberwachung, sofern vorhanden, wurde bisher in die Montagelinie der Motorenfertigung integriert.

Für die Polverbindungen zwischen den Bürstenhalterpaaren dienen mit den Bürstenhaltern über Kabelschuhe versch raubte, flexible, •isolierte Kupferleitungen.

Diese Kabel, sowie die Kabelschuhe, sind platzraubendy was bei engen EinbauverhaItnissen im Motor lagerschiId Platznot und einen vermehrten Einbauaufwand erfordert.

Die im Querschnitt bedeutend schwächeren Leitungen der Meldeeinrichtung und der Thermowächter werden üblicherweise mittels

Kabelbindern an den Verbindungen der BurstenhaLter befestigt. Die Bürstenverschleiß- und Temperaturüberwachungen der Bürstenbrücken werden an ein Auswertegerät über einzelne, handelsübliche Steckverbinder angeschlossen.

Bei Meldeeinrichtungen für die Verschleißanzeige der Kohlebürste können Bürsten mit einem eingestampften Meldekontakt, sogenannte Meldebürsten, eingesetzt werden. Bei jedem Bürstenwechsel ist der teure Kontakt jedoch verloren und verursacht entsprechende Kosten.

Bei potentialbehafteten Meldeeinrichtungen wird der über die Bürsten fließende Strom als Meldestrom verwendet. Der Kontakt wird über die Bürstendruckfedern auf am Bürstenring befestigte federnde Kontakte hergestellt. Leitungen mit Steckhülsen besorgen die Verbindungen zwischen zwei mit Steckzungen versehenen Kontaktfederpaaren.

Bei Gleichstrom-Industriemaschinen wird der Meldekontakt durch Mikroschalter praktiziert. Durch den starken Schmutzanfall und die Feuchtigkeit bei besonderen Anwendungsfällen, wie beispielsweise bei Flurförderfahrzeugen, sind übliche Mikroschalter störanfällig. Der in die Schalter eindringende Schmutz setzt den empfindlichen Mechanismus außer Betrieb. Deshalb können gekapselte Schalter zum Einsatz gelangen, was jedoch aus Kostengründen möglichst vermieden wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige, robuste, komplett einbaufertig verdrahtete Bürstenbrücke mit pot entia Lfreier Bürstenverschleißanzeige und thermischer überwachung der Bürstentemperatur zu schaffen, wobei die Möglichkeit eines Anschlusses der Bürstenverschleiß- und Temperaturüberwachung verwechslungssicher an das überwachungsgerät gegeben sein muß. Die Meldeeinrichtung muß gegen die im Betrieb auftretende starke Verschmutzung durch Staub, Kohlestaub, infolge Abnutzung der Bürsten und Feuchtigkeit geschützt sein. Die Wärmebeständigkeit hat der Iso I ierstoffklasse F = 15 5 C zu entsprechen. Die Verbindungsleitungen für die Bürstenhalter sollen platzsparend ausgeführt und vorteilhaft mit den Bürstenhaltern verbunden sein sowie eine unabhängige Anschlußmöglichkeit der Kohlebürsten gewährleisten.

Die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, daß der Bürstenring aus einem duropLastisehen, wärmebeständigen Formstoff besteht, mit welchem die BürstenhaLter vernietet sind und zur Po Lverbindung Leiter aus massivem Rundkupfer eingesetzt und durch Verstauchen mit den Bürstenhaltern verbunden sind.

Von VorteiL ist es, als MeLdeeinrichtung für eine Verschleißanzeige direkt in Aussparungen des Bürstenringes montierte KontakteLemente einzusetzen.

Die Me IdeLeitungen zur VerschLeißanzeige können in Nuten und in durch die Nuten verbundenen, breiteren Ausnehmungen auf der Rückseite des Bürstenringes angeordnet sein. In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Ausnehmungen und Nuten für die Aufnahme der Leitungen der Meldeeinrichtungen mit einem einteiligen Abdeckkranz aus wärmebeständigem Kunststoff verschlossen werden.

Die MeldeLeitungen sind vorzugsweise mit den Kontaktelementen durch Falzen oder Bördeln ("Crimpen") verbunden.

Durch eine besondere Einfachheit zeichnet sich eine Meldeeinrichtung für eine Verschleißanzeige dadurch aus, daß direkt in Ausnehmungen des Bürstenringes montierte Kontaktelemente vorgesehen sind. Diese Kontaktelemente können entweder mit einem isolierten 'Ende unmittelbar von der Bürstendruckfeder betätigbar sein oder es ist ein auf einer Achse gelagerter, zweiarmiger Hebel zur Betätigung der Kontaktelemente vorgesehen.

Bei Verwendung eines Hebels ist dieser vorzugsweise zweiarmig ausgeführt, wobei der Lastseitige HebeLarm Länger ist aLs der kra ft seitige . Durch die Lagerung des Hebels auf einer Achse wird die Bewegung der labilen SpiraLbandfeder der Kohlebürste in eine definierte Bewegung zum exakten Auslösen des Meldekontaktes umgesetzt. Die Trennung der Kontakte wird durch die Hebe Larmgeometrie fast schlagartig unter Einschränkung eines möglichen Kontaktflatterns auf ein Mindestmaß erreicht.

Die erfindungsgemäße Bürstenbrücke stellt eine kompakte, handliche Ausführung mit einer integrierten, über einen Mehrfachstecker schnell und verwechslungssicher anzuschließende Überwachungssensor i k sowie mit starren, platzsparenden Bürstenhalterverbindungsleitungen ohne störende, flexible Kabel oder Litzen dar. Als weiterer Vorteil einer guten Handhabung, schnellen und leichten Montage ins Motor lager schi Id entfällt beim Hersteller der Maschine der bisherige Aufwand für die Verdrahtung der einzelnen Elemente. Die Anzahl der Bauteile ist verringert, so daß Lagerhaltungskosten gesenkt werden können.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und nachstehend erläutert.

Es zeigen:

Figur 1: den Bürstenring mit daran befestigten Bürstenhaltern, Figur 2: einen Querschnitt durch den Bürstenring, Figur 3: die Rückseite des Bürstenrings,

Figur 4: eine Alternative für die BürstenmeIdeeinrichtung mit einem durch die Bürstendruckfeder betätigbaren, federnden Kontaktarm in den Betriebsstellungen a und b und

Figur 5: eine weitere Alternative für die Bürstenmeldeeinrichtung mit einem Mikroscha Iter in den Betriebsstellungen a und b.

An dem Bürstenring 1 aus einem duroplasti sehen, wärmebeständigen Formstoff sind Bürstenhalter 2, vorzugsweise aus Messingblech, angebracht und mit dem Ring vernietet. Die Bürstenfeder 3 sorgt mit ihrem freien Ende 3a für die notwendige Anpreß- und Vorschubkraft der Kohlebürsten 30 an den Kommutator 31 der Gleichstrommaschine. Es sind starre Po IverbindungsIeitungen 4 aus gebogenem Rundkupfer vorgesehen und mit einem Isoiierschlauch 5 überzogen oder mit einem anderen geeigneten Iso-

liermaterial beschichtet. Die Polverbindungsleitungen sind mit den Bürstenhaltern an den Positionen 6 durch Verstauchen verbunden .

Die starren, fest mit den Bürstenhaltern vernieteten Leiter aus Rundkupfer sind in ihrer Lage definiert und gewähren dadurch einen ausreichenden Isolierabstand 7 zur Bildung einer Luftstrecke.

Die zusätzliche Isolation 5 dient als Sicherheit. Die frei im Luftstrom liegenden Leitungen 4 gewähren eine gute Wärmeabfuhr an die den Motor durchströmende Kühlluft. Die platzsparende Bauweise kommt den engen Einbauverhältnissen im Lagerschild der Gleichstrommaschine, insbesondere bei Motoren für Flurförderfahrzeugen entgegen und erleichtert die Montage.

Für jede Kohlebürste ist eine Verschleißmeldeeinrichtung mit einem zweiarmigen Betätigungshebel 8, einem festen Kontakt 9 und einer beweglichen Kontaktfeder 10 mit einem daran befestigten Gleitstück 11 vorgesehen. Jeweils eine Verschleißmeldeeinrichtung eines Bürstenpaares ist in der Meldeposition bei abgenutzter Kohlebürste, die gegenüberliegende Meldeeinrichtung in der Ausgangsstellung bei erneuerter Kohlebürste dargestellt. Der am Bürstenhalter 2 drehbar angeordnete Betätigungshebel 8 hat die Aufgabe, durch seine Lagerung auf der Achse 12 die Bewegung der labilen Spiralbandfeder 3 aufzunehmen und beim Erreichen des Meldepunktes über das Gleitstück 11 den Kontakt zu öffnen. Die Hebelgeometrie ist derart ausgelegt, daß die Trennung der Kontakte möglichst rasch erfolgt, um ein Flattern derselben auf ein Mindestmaß zu reduzieren. Diese Aufgabe wird durch einen Lastarm des Hebels erreicht, der Länger ist als sein kraftseitiger, durch die Bürstendruckfeder belastbarer Hebelarm. Der feste Kontakt 9 sowie der federnde Kontakt 10 sind direkt in schlitzförmige Ausnehmungen 13 (Figur 3) des Bürstenrings gesteckt und arretiert. Dadurch erübrigt sich eine separate Fertigung der Schalter, die wiederum auf der Bürstenbrücke zu befestigen wären.

&Iacgr; f:

• I ·

ALs weitere Ausführungsform der MeLdeeinrichtung kann eine bewegliche Kontaktfeder 14 (Figur 4a und 4b) mit einem isolierten Endstück 15 unter Verzicht eines Betätigungshebels vorgesehen werden. Hierbei liegt die Bürstendruckfeder 3 unmittelbar am isolierten Ende der Kontaktfeder an und öffnet den Kontakt, sobald die Kohlebürste 30 infolge ihres Verschleisses am Kontaktende entsprechend weit in den Bürstenhalter hineingeschoben worden ist. Die Figur 4b zeigt eine Neubestückung mit der geöffneten Bürstendruckfeder 3.

Bei der Variante nach den Figuren 5a und 5b ist der Einsatz eines vorteilhaft gekapselten Mikroscha Iters 16 vorgesehen. Die Betätigung erfolgt in dieser Form wiederum durch einen Betätigungshebe I 8.

Die Kontakte 9 und 10 sind mit Nasen 17 versehen, unter welche die Anschlußfahnen 18 der Meldeleitungen 19 greifen und mit diesen in einem Arbeitsgang durch Falzen oder Bördeln ("Crimpen") elektrisch leitend verbunden werden. Die Meldeleitungen 19 sind in Nuten 21 der Bürstenringrückseite verlegt. Die Anschlußfahnen 18 führen durch die entsprechenden schlitzförmigen Ausnehmungen 13 im Bürstenring 1 zu den Nasen 17 der Kontakte 9 und 10. Die jeweiligen Ein- und Ausgangsleitungen 19 der Meldeeinrichtung und des Thermowächters 22 sind mit handelsüblichen Rundsteckern 23 versehen und in einem gemeinsamen Steckergehäuse 24 untergebracht. Diese Steckverbindungstechnik gewährleistet einen schnellen, sicheren Anschluß der gesamten Überwachungssensorik des Motors mit Hilfe der mehrpoligen, handelsüblichen Steckverbindungen an das Überwachungsgerät. Die in der Bürstenbrückenrückseite angeordneten Nuten 21 sowie die weiteren Ausnehmungen 25 für die Zugänglichkeit zu den Kontakten 9 und 10 und des Steckergehäuses 24 sind mit einem Abdeckkranz 26 aus Kunststoff verschlossen.

* ■

Claims

DIPL-ING. h'ELM*ÜT*AR£NDT PATENTANWALT Bergiusstraße 2c, 30655 Hannover D 427/Mi GebrauchsmusteranmeLdung: "Bürstenbrücke für elektrische Maschinen" Anmelder: Fa. G. Dietrich GmbH Indust r i eweg 1 79798 Jestetten Schutzansprüche

1. Bürstenbrücke für Niederspannungs-G Ieichstrommaschinen, bestehend aus einem Bürstenring mit Bürstenhaltern, einer potentialfreien Bürstenverschleißanzeige, einem Thermoschalter zur überwachung der Bürstentemperatur und einer elektrischen Verbindung der Bürstenhalter miteinander, dadurch gekennzeichnet, daß der Bürstenring (1) aus einem duroplastischen, wärmebeständigem Formstoff besteht, mit welchem die Bürstenhalter vernietet sind und zur Po I verbindung Leiter (4) aus massivem Rundkupfer eingesetzt und durch Verstauchen mit den Bürstenhaltern (2) verbunden sind.

2. Bürstenbrücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Meldeeinrichtung für eine Verschleißanzeige direkt in Ausnehmungen (13) des Bürstenringes gesteckte und arretierte Kontaktelemente (9, 10) vorgesehen sind.

3. Bürstenbrücken nach Anpruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Meldeleitungen (19) zur Verschleißanzeige in Nuten (21) und in durch die Nuten verbundenen Ausnehmungen (25) auf der Rückseite des Bürstenringes angeordnet sind.

4. Bürstenbrücke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die KontakteLemente (9, 10) mit Nasen (17) zur Aufnahme von Anschlußfahnen (18) der MeLdeLeitungen (19) versehen sind.

— ·2

5. Bürstenbrücke nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nasen (17) mit den Anschlußfahnen (18) durch Falzen oder Bördeln ("Crimpen") verbunden sind.

6. Bürstenbrücke nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußfahnen (18) durch schlitzförmige Aussparungen (13) im Bürstenring (1) zu den Nasen (17) der Kontakte (9, 10) geführt sind.

7. Bürstenring nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (25) und Nuten (21) für die Aufnahme der Leitungen der Meldeeinrichtungen mit einem einteiligen Abdeckkranz (26) aus wärmebeständigem Kunststoff verschlossen sind.

8. Bürstenbrücke nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meldeeinrichtung einen auf einer Achse (12) gelagerten zweiarmigen Hebel (8) zur Betätigung der Kontaktelemente aufweist.

9. Bürstenbrücke nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der lastseitige Arm langer ist als der kraftseitige Arm des Hebels (8).

10. Bürstenbrücke nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Kontaktelemente als Feder (14) mit einem isolierten Ende (15) unmittelbar von der Bürstendruckfeder (3) betätigbar ist.

11. Bürstenbrücke nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (8) mit einem Mikroscha It er (16) für die Meldeeinrichtung in Wirkverbindung steht.

12. Bürstenbrücke nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Ausgangsleitungen (19) der Meldeeinrichtung und des Thermowächters (22) mit handelsüblichen Rundsteckern (23) versehen sind, die in einem gemeinsamen Steckergehäuse (24) untergebracht sind, welches mit dem Bürstenring verschraubt ist.