EP0036452B1 - Brush arrangement for dynamoelectric machines - Google Patents
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- EP0036452B1 EP0036452B1 EP80200257A EP80200257A EP0036452B1 EP 0036452 B1 EP0036452 B1 EP 0036452B1 EP 80200257 A EP80200257 A EP 80200257A EP 80200257 A EP80200257 A EP 80200257A EP 0036452 B1 EP0036452 B1 EP 0036452B1
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- EP
- European Patent Office
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- brush
- support element
- projections
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- brushes
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
- H01R39/02—Details for dynamo electric machines
- H01R39/38—Brush holders
- H01R39/40—Brush holders enabling brush movement within holder during current collection
Definitions
- the invention relates to a brush assembly for dynamoelectric machines for the transmission of current from a fixed brush bridge via brushes to a rotating contact part, with fixed and mechanically connected to the brush bridge brush pockets for receiving and radial guidance of the brushes, one behind the other in the axial direction
- Brushes including their pressing on the rotating contact part serving springs are arranged to be movable in the radial direction on a common brush support element, which can be removed for control and renewal purposes while the machine is running and under tension in the radial direction and locked in the inserted operating position and at the same time via a contact arrangement the non-removable parts of the brush bridge can be electrically connected.
- a brush assembly of this type is known, for example, from US-A-3 387155.
- a brush with associated guide pocket and the pressure mechanism which presses the brush against the rotating contact part (slip ring, commutator), is separated from the fixed contact part, the brush bridge or the brush rulers. With the mechanical separation, the electrical connection is also interrupted.
- Plug-in brush holders of this type are described and illustrated, for example, in US-A-3,466,481 and CH-A-504797. While in these versions only individual brushes can be replaced together with the associated guide pockets or pressure mechanisms, other known arrangements provide for combining several brushes with their guide pockets and spring arrangements to form a structural unit which can be removed as a whole.
- An essential feature of all these designs is that not only the brush that matters, but also the brush guide elements (brush pockets), the pressure device (spring) and the fasteners are combined to form a “brush holder plug-in unit” that can be removed while the machine is running is.
- An advantage of the plug-in units with multiple brushes is a considerably faster control and a faster exchange of expired coals, which plays an essential role especially in large machines with up to 100 and more brushes.
- the brush pockets are an integral part of the fixed brush bridge, which form a brush ruler, while the associated brush support element is plate-shaped and has a finger-shaped extension on the end facing the rotating contact part in accordance with the number the brushes are provided, which extensions extend into the brush pockets and can be connected to them via the contact arrangement, the brushes having head fittings which are provided with projections, which projections guide the respective brush on the finger-shaped extensions outside the retracted operating position.
- the plate-shaped part is guided in slots in the inserted position of the brush support element, which are located in webs between the brush pockets of the brush ruler.
- the brush support element for locking is provided with a pawl which interacts with a cam or a recess on the outside of the brush bag so that it is held securely in the retracted operating position and can only be released by deliberate external intervention.
- a plug-in contact arrangement is provided for the electrical connection between the brush support element and the brush pocket or brush ruler, wherein the one contact part on the brush support, the other contact part the brush pocket or the brush ruler arranged, preferably integrally formed therewith.
- the brushes have a head fitting, which is provided on the side facing the brush support element with one or more hook-like projections which engage in radially extending recesses in the brush support element, the maximum radial stroke of the brush due to the length of the recess or by corresponding Choice of the length of the flexible connecting line between the brush and brush support element (claim 8) is determined.
- the brushes are also provided with a head fitting which is provided on the side facing the brush support element with projections, which projections preferably surround the brush support element laterally.
- a head fitting which is provided on the side facing the brush support element with projections, which projections preferably surround the brush support element laterally.
- the springs for pressing the brush onto the rotating contact part are connected to the finger-shaped extensions of the brush support element with the interposition of spring support elements, the spring support elements projecting beyond the extensions and being encompassed by the projections of the head fitting. This simplifies the processing of the brush support element and enables the use of different types of brushes and / or head fittings, in that the spring support plate alone has to be adapted to the respective conditions.
- lateral recesses with a length smaller than the radial height of the projections of the head fitting are provided in the section of the spring support element on the contact part side, the length being dimensioned such that the brush is inserted obliquely onto the spring support element can be postponed.
- the brush (when the brush support element is removed) can be retracted or extended at an angle. A widening at the contact part end of the spring support plate limits the radial stroke of the brush both during installation and during operation against wear and tear beyond a maximum permissible dimension.
- 1 denotes the rotating contact part (slip ring or commutator).
- the side walls 2 of the brush bridge are anchored on a foundation plate 3 in an electrically insulated manner.
- Brush rulers 4 are rigidly fastened between the brush bridge cheeks 2.
- the brush ruler 4 is designed as a box girder.
- the axially extending side walls are spaced apart by webs 5, so that brush pockets 6 are formed.
- the webs 5 each have a slot 7, the depth of which corresponds approximately to half the web height.
- the outward-facing edges of the brush pockets are rounded off to facilitate the retraction of the brushes (Fig. 4, positions 4 'and 5').
- Fig. 2 shows a brush support element for several brushes.
- the brush support element comprises a plate 8 with a plurality of finger-shaped extensions 8 'corresponding to the number of brushes.
- Roll band springs 9 are fastened to the plate 8 by means of rivets 11 with the interposition of spring support elements 10.
- the spring support elements 10 are provided on both sides with recesses 12, the ends of the spring support elements 10 are widened by riveting a stop plate 13.
- the brushes 14 have a head fitting 15 made of sheet copper, which is fastened to the brush 14 in an electrically conductive manner.
- the head fitting 15 has projections 16 on the sides facing the spring support element 10, the ends of which are bent towards one another. These projections laterally encompass the spring support element 10. The width of the projections 16 is greater than the length of the recesses 12.
- the brush can be pushed onto (and pulled off) the spring support element 10 by being inserted obliquely.
- the electrical connection between the brush 14 and the brush support plate 8 is made by brush strands 17, which are fastened on the one hand to the head fitting 15 and on the other hand to the brush support plate 8.
- the brush support plate 8 is formed at the upper end as an insulated handle 18 (Fig. 2).
- the insulated handle 18 is shielded from the rest of the brush support element by an insulating plate 19, which at the same time serves as protection against touching the brush strands and the brush rulers. In this way, a safe insertion or extension of the plug-in unit during operation and under voltage is made possible.
- the plug-in unit is mechanically locked in the brush bridge by a pawl 23 (FIG. 5), which is mounted on the side of the brush-carrying element 8 facing away from the brushes and is preloaded by a leaf spring 22 (FIG. 5).
- the pawl has an insulated actuating lever 24 which extends through the insulating plate 19. The pawl engages in a recess 25 in the brush ruler 4. Depending on the axial length of the brush support elements 8, two or more detents are provided.
- the subject of the invention is of course not limited to that shown in FIGS. 1 to 6.
- the spring support elements 10 can be omitted and the springs 9 can be attached directly to the brush support element 8.
- Brushes with other head fittings 15 are also possible, e.g. those as shown in Figures 7 and 8, for example.
- 7 has a head fitting 15 'which is provided with hook-like projections 26.
- the projections are arranged on the side of the brush facing the brush support element 8 and point in the direction of the rotating contact part 1.
- the hook-like projections 26 engage parallel slots running in the direction of the rotating contact part in the brush support element or (when using a spring support element) in the latter (in the Drawing not shown).
- the length of the slots corresponds to the maximum stroke of the brush. Additional slings are not necessary.
- a roller band spring can preferably be used as the spring for pressing the brush.
- a hook-like projection 26 'of the head fitting 15 "of the brush 14 engages in a slot 28 running in the direction of the rotating contact part 1 and having a length which corresponds to the maximum stroke of the brush.
- the spring for pressing the brush against the rotating contact part is designed as a torsion spring 9 '. It is supported on the one hand on the head fitting 15 ′′ and on the other hand on the inwardly bent end 27 of the spring support element 10 ′.
- connection between the brush and the brush support element is such that the brush cannot move beyond an end position in the radial direction, even in the extended state. This retracted position corresponds to the maximum permissible brush wear when retracted.
- the brush is so posi on the brush support element tioned that the brush can be inserted into the brush pocket without tilting. Retracting the brushes is also facilitated by the rounded edges of the brush pockets.
- the brush is released when moving in at the moment of contact with the rotating contact part and when lifting off the end stop in such a way that the brush is no longer guided on the brush support element or spring support element but in the brush pocket.
- the handling of the brush connector unit is safe when the machine is running and live.
- the means for locking the plug-in unit in operation and unlocking it for inspection and replacement purposes are simple in structure. The same applies to the transmission of the current from the brush ruler to the brush support element.
- the subject of the invention does not require a completely redesigned brush and / or head fitting, since practically only the head fitting of conventional brushes has to be slightly modified.
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bürstenanordnung für dynamoelektrische Maschinen zur Übertragung von Strom von einer feststehenden Bürstenbrücke über Bürsten auf einen rotierenden Kontaktteil, mit feststehenden und mit der Bürstenbrücke mechanisch und elektrisch verbundenen Bürstentaschen zur Aufnahme und radialen Führung der Bürsten, wobei in axialer Richtung hintereinander liegende Bürsten einschliesslich zu deren Anpressen an den rotierenden Kontaktteil dienenden Federn in radialer Richtung beweglich auf einem gemeinsamen Bürstentragelement angeordnet sind, das zu Kontroll- und Erneuerungszwecken bei laufender Maschine und unter Spannung in radialer Richtung entfernbar und in der eingeschobenen Betriebsstellung arretierbar und gleichzeitig über eine Kontaktanordnung mit den nicht entfernbaren Teilen der Bürstenbrücke elektrisch verbindbar ist. Eine Bürstenanordnung dieser Art ist beispielsweise aus der US-A- 3 387155 bekannt.The invention relates to a brush assembly for dynamoelectric machines for the transmission of current from a fixed brush bridge via brushes to a rotating contact part, with fixed and mechanically connected to the brush bridge brush pockets for receiving and radial guidance of the brushes, one behind the other in the axial direction Brushes including their pressing on the rotating contact part serving springs are arranged to be movable in the radial direction on a common brush support element, which can be removed for control and renewal purposes while the machine is running and under tension in the radial direction and locked in the inserted operating position and at the same time via a contact arrangement the non-removable parts of the brush bridge can be electrically connected. A brush assembly of this type is known, for example, from US-A-3 387155.
Mit immer grösser werdenden Maschineneinheiten, insbesondere bei Turbogeneratoren und Hydrogeneratoren, kommt dem ununterbrochenen Betrieb eine vorrangige Bedeutung zu.With ever increasing machine units, particularly in the case of turbogenerators and hydrogen generators, uninterrupted operation is of primary importance.
Besitzen solche Maschinen Bürstenapparate, dann ist ein Stillsetzen allein zum Zweck der Bürstenkontrolle oder zum Auswechseln abgelaufener Bürsten unerwünscht, da ein jeder Stillstand mit einem beträchtlichen Produktionsausfall verbunden ist. Aus diesem Grunde wurden in der jüngsten Vergangenheit verschiedene Bürstenhalteranordnungen geschaffen, die ein Auswechseln der Bürsten bei laufender und unter Spannung stehender Maschine ermöglichen.If such machines have brushes, stopping solely for the purpose of brush control or to replace expired brushes is undesirable, since each downtime is associated with a considerable loss of production. For this reason, various brush holder arrangements have been created in the recent past, which allow the brushes to be replaced while the machine is running and live.
Bei einigen von diesen bekannten Anordnungen wird jeweils eine Bürste mit zugehöriger Führungstasche und dem Druckmechanismus, der die Bürste gegen den rotierenden Kontaktteil (Schleifring, Kommutator) presst, vom feststehenden Kontaktteit, der Bürstenbrücke oder den Bürstenlinealen abgetrennt. Mit der mechanischen Trennung wird auch die elektrische Verbindung unterbrochen. Steckbürstenhalter dieser Art sind beispielsweise in der US-A- 3 466 481 und der CH-A- 504797 beschrieben und dargestellt. Während bei diesen Ausführungen jeweils nur einzelne Bürsten zusammen mit den zugehörigen Führungstaschen bzw. Druckmechanismen ausgewechselt werden können, sehen andere bekannte Anordnungen vor, mehrere Bürsten mit ihren Führungstaschen und Federanordnungen zu einer Baueinheit zusammenzufassen, die als Ganzes abnehmbar ist.In some of these known arrangements, a brush with associated guide pocket and the pressure mechanism, which presses the brush against the rotating contact part (slip ring, commutator), is separated from the fixed contact part, the brush bridge or the brush rulers. With the mechanical separation, the electrical connection is also interrupted. Plug-in brush holders of this type are described and illustrated, for example, in US-A-3,466,481 and CH-A-504797. While in these versions only individual brushes can be replaced together with the associated guide pockets or pressure mechanisms, other known arrangements provide for combining several brushes with their guide pockets and spring arrangements to form a structural unit which can be removed as a whole.
Wesentliches Merkmal all dieser Ausführungen ist, dass nicht nur die Bürste, auf die es allein ankommt, sondern auch die Bürstenführungselemente (Bürstentaschen), der Druckapparat (Feder) und die Befestigungsmittel zu einer «Bürstenhalter-Steckeinheit» zusammengefasst werden, die bei laufender Maschine abziehbar ist. Ein Vorteil der Steckeinheiten mit mehreren Bürsten ist eine beträchtlich schnellere Kontrolle und ein schnellerer Austausch abgelaufener Kohlen, was insbesondere bei Grossmaschinen mit bis 100 und mehr Bürsten eine wesentliche Rolle spielt.An essential feature of all these designs is that not only the brush that matters, but also the brush guide elements (brush pockets), the pressure device (spring) and the fasteners are combined to form a “brush holder plug-in unit” that can be removed while the machine is running is. An advantage of the plug-in units with multiple brushes is a considerably faster control and a faster exchange of expired coals, which plays an essential role especially in large machines with up to 100 and more brushes.
Bei hochtourigen dynamoelektrischen Maschinen, insbesondere Turbogeneratoren, Turboerregern und Unipolarmaschinen, ist eine wesentliche Forderung an die Bürstenapparate, dass die die Bürste führende Bürstenhaltertasche sehr vibrationssteif ausgebildet und starr mit dem ruhenden Teil, der Bürstenbrücke verbunden sein muss. Dies erfordert bei den bekannten Steckeinheiten, insbesondere bei solchen mit mehreren Bürsten, eine extrem steife Konstruktion und eine kräftige Befestigungsmechanik. Die Steckeinheiten werden dadurch zwangsläufig voluminös, schwer und unbequem in der Handhabung. Zudem beschneidet der von ihnen eingenommene Raum die für die Kühlluftführung notwendigen Strömungsquerschnitte. Besonders gravierend fällt der Raumbedarf solcher Steckeinheiten bei grossen Turbogeneratoren ins Gewicht, wo sich die erforderliche Anzahl Bürsten auf den durch andere Rahmenbedingungen begrenzten Schleifringen kaum mehr unterbringen lassen.In the case of high-speed dynamo-electric machines, in particular turbogenerators, turbo-exciters and unipolar machines, an essential requirement for the brush apparatus is that the brush holder pocket carrying the brush must be designed to be very vibration-resistant and rigidly connected to the stationary part, the brush bridge. In the known plug-in units, especially in those with multiple brushes, this requires an extremely rigid construction and a strong fastening mechanism. The plug-in units are inevitably bulky, heavy and uncomfortable to use. In addition, the space they occupy cuts the flow cross-sections necessary for the cooling air flow. The space requirement of such plug-in units is particularly significant in the case of large turbogenerators, where the required number of brushes can hardly be accommodated on the slip rings limited by other general conditions.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bürstenanordnung zu schaffen, die sich durch geringen Platzbedarf bei hoher Steifigkeit auszeichnet und bequem handhabbar ist.It is an object of the invention to provide a brush arrangement which is characterized by a small space requirement and high rigidity and is easy to handle.
Diese Aufgabe wird bei einer Bürstenanordnung der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, dass erfindungsgemäss die Bürstentaschen ein integraler Bestandteil der feststehenden Bürstenbrücke sind, die ein Bürstenlineal bilden, während das zugehörige Bürstentragelement plattenförmig ausgebildet und an dem dem rotierenden Kontaktteil zugewandten Ende mit fingerförmigen Fortsätzen entsprechend der Anzahl der Bürsten versehen ist, welche Fortsätze in die Bürstentaschen hineinreichen und über die Kontaktanordnung mit diesen verbindbar sind, wobei die Bürsten Kopfarmaturen aufweisen, die mit Vorsprüngen versehen sind, welche Vorsprünge die jeweilige Bürste ausserhalb der eingefahrenen Betriebsstellung an den fingerförmigen Fortsätzen führen.This object is achieved in a brush arrangement of the type mentioned at the outset in that, according to the invention, the brush pockets are an integral part of the fixed brush bridge, which form a brush ruler, while the associated brush support element is plate-shaped and has a finger-shaped extension on the end facing the rotating contact part in accordance with the number the brushes are provided, which extensions extend into the brush pockets and can be connected to them via the contact arrangement, the brushes having head fittings which are provided with projections, which projections guide the respective brush on the finger-shaped extensions outside the retracted operating position.
Der Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass nur das zu kontrollierende und/ oder auszuwechselnde Bauteil, nämlich die Bürste, und möglichst wenig zusätzliche Bauteile von der Bürstenbrücke getrennt werden müssen, während diejenigen Bauteile, welche im wesentlichen die Steifigkeit der gesamten Bürstenanordnung bestimmen, in ihrer starren Verbindung mit der Maschine belassen werden. Damit reduzieren sich auch Gewicht und Dimension der während des Betriebes der Maschine und unter Spannung stehenden aus- bzw. einfahrbaren Bauteile, was deren Handhabung bequemer und damit auch sicherer macht. Vorteilhaft ist ferner der gegenüber dem Bekannten geringere Platzbedarf, da die Bürstenbrücke als steifer Kastenträger ausgebildet werden kann. Dies ermöglicht einerseits die Unterbringung einer grösseren Anzahl von Bürsten, andererseits aber auch eine gezielte Führung der Kühlluft.The advantage of the invention can be seen in particular in the fact that only the component to be checked and / or replaced, namely the brush, and as few additional components as possible have to be separated from the brush bridge, whereas those components which essentially determine the rigidity of the entire brush arrangement , are left in their rigid connection with the machine. This also reduces the weight and dimension of the retractable and retractable components that are live during operation of the machine, which makes their handling more convenient and therefore safer. Another advantage is the lower space requirement compared to the known, since the brush bridge as a rigid box carrier can be trained. On the one hand, this enables a larger number of brushes to be accommodated, but on the other hand it also allows the cooling air to be guided in a targeted manner.
Gemäss der Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes nach Anspruch 2 weist das Bürstentragelement einen oder mehrere, mit der bzw. den Bürsten zusammenwirkende Anschläge zur Begrenzung der Radialbewegung der Bürste sowohl in der eingefahrenen Betriebsstellung als auch in der ausgefahrenen Servicestellung auf. Die Anschläge wirken dabei gemäss Anspruch 3 mit den Vorsprüngen der Kopfarmaturen zusammen.According to the embodiment of the subject matter of the invention, the brush support element has one or more stops, which cooperate with the brush or brushes, to limit the radial movement of the brush both in the retracted operating position and in the extended service position. The stops interact according to
Nach Anspruch 4 ist in eingeschobener Stellung des Bürstentragelements dessen plattenförmiger Teil in Schlitzen geführt, die sich in Stegen zwischen den Bürstentaschen des Bürstenlineals befinden.According to
Gemäss Anspruch 5 ist das Bürstentragelement zur Arretierung mit einer Sperrklinke versehen, die mit einem Nocken oder einer Ausnehmung auf der Aussenseite der Bürstentasche so zusammenwirkt, dass diese in der eingefahrenen Betriebsstellung sicher und, nur durch gewollten äusseren Eingriff lösbar, festgehalten wird.According to
Während die elektrische Verbindung zwischen Bürste und Bürstentragelement (in an sich bekannter Weise) durch flexible Verbindungsleitungen erfolgt, ist zur elektrischen Verbindung zwischen Bürstentragelement und Bürstentasche bzw. Bürstenlineal gemäss Anspruch 6 eine Steckkontaktanordnung vorgesehen, wobei das eine Kontaktteil auf dem Bürstentraglement, das andere Kontaktteil an der Bürstentasche bzw. dem Bürstenlineal angeordnet, vorzugsweise einstückig mit diesem ausgebildet ist.While the electrical connection between the brush and the brush support element (in a manner known per se) is made by flexible connecting lines, a plug-in contact arrangement is provided for the electrical connection between the brush support element and the brush pocket or brush ruler, wherein the one contact part on the brush support, the other contact part the brush pocket or the brush ruler arranged, preferably integrally formed therewith.
Nach Anspruch 7 weisen die Bürsten eine Kopfarmatur auf, die auf der dem Bürstentragelement zugewandten Seite mit einem oder mehreren hakenartigen Vorsprüngen versehen ist, welche in radial verlaufende Ausnehmungen im Bürstentragelement eingreifen, wobei der maximale radiale Hub der Bürste durch die Länge der Ausnehmung oder durch entsprechende Wahl der Länge der flexiblen Verbindungsleitung zwischen Bürste und Bürstentragelement (Anspruch 8) bestimmt ist.According to
Bei einer im Anspruch 9 gekennzeichneten alternativen Ausführungsform sind die Bürsten gleichfalls mit einer Kopfarmatur versehen, die auf der dem Bürstentragelement zugewandten Seite mit Vorsprüngen versehen ist, welche Vorsprünge das Bürstentragelement vorzugsweise seitlich umfassen. Zur Begrenzung des radialen Hubes der Bürste sind entweder die kontaktteilseitigen Enden der Bürstentragelemente mit Anschlagkanten, die mit den Vorsprüngen der Kopfarmatur zusammenwirken, versehen (Anspruch 10), oder es bestimmt die Länge der flexiblen Verbindungsleitung zwischen Bürste und Bürstentragelement den maximalen radialen Hub der Bürste.In an alternative embodiment characterized in
Bei plattenförmigen Bürstentragelementen ist es vorteilhaft, wenn gemäss Anspruch 11 die Fedem zur Anpressung der Bürste an den rotierenden Kontaktteil unter Zwischenschaltung von Federtragelementen auf den fingerförmigen Fortsätzen des Bürstentragelementes befestigt sind, wobei die Federtragelemente die Fortsätze seitlich überragen und von den Vorsprüngen der Kopfarmatur umfasst werden. Dies vereinfacht die Bearbeitung des Bürstentragelements und ermöglicht die Verwendung unterschiedlicher Bürsten- und/oder Kopfarmaturtypen, indem allein die Federtragplatte den jeweiligen Verhältnissen angepasst werden muss.In the case of plate-shaped brush support elements, it is advantageous if, according to
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes nach Anspruch 12 sind im kontaktteilseitigen Abschnitt des Federtragelements seitliche Ausnehmungen mit einer Länge kleiner als die radiale Höhe der Vorsprünge der Kopfarmatur vorgesehen, wobei die Länge jedoch so bemessen ist, dass sich die Bürste durch schräges Einführen auf das Federtragelement aufschieben lässt. Durch diese Ausnehmungen lässt sich die Bürste (im ausgebauten Zustand des Bürstentragelementes) schräg ein- bzw. ausfahren. Eine Verbreiterung am kontaktteilseitigen Ende der Federtragplatte begrenzt den radialen Hub der Bürste sowohl beim Einbau als auch während des Betriebes gegen Abnützung über ein maximal zulässiges Mass hinaus.In a further advantageous development of the subject matter of the invention, lateral recesses with a length smaller than the radial height of the projections of the head fitting are provided in the section of the spring support element on the contact part side, the length being dimensioned such that the brush is inserted obliquely onto the spring support element can be postponed. Through these recesses, the brush (when the brush support element is removed) can be retracted or extended at an angle. A widening at the contact part end of the spring support plate limits the radial stroke of the brush both during installation and during operation against wear and tear beyond a maximum permissible dimension.
Zur gefahrlosen Handhabung des Bürstentragelements ist nach Anspruch 13 dessen dem rotierenden Kontaktteil abgewandtes Ende mit einem isolierten Handgriff versehen oder als solcher ausgebildet. Der Handgriff ist zusätzlich durch eine Isolierplatte abgeschirmt. Auch das Betätigungsorgan für die Arretierung des Bürstentragelements ist elektrisch isoliert und reicht durch die Isolierplatte hindurch (Anspruch 14).For safe handling of the brush support element, its end facing away from the rotating contact part is provided with an insulated handle or is designed as such. The handle is also shielded by an insulating plate. The actuating member for locking the brush support element is also electrically insulated and extends through the insulating plate (claim 14).
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt sind, näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, in which exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown.
In der Zeichnung zeigt:
- Fig. 1 eine perspektive Darstellung einer Bürstenanordnung für dynamoelektrische Maschinen in stark vereinfachter Form,
- Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Bürstentragelement,
- Fig. einen Längsschnitt durch ein Bürstentragelement gemäss Fig. 2 längs deren Linie A-A,
- Fig.4einen Längsschnittdurch ein Bürstentragelement gemäss Fig. 2 längs deren Linien B-B einschliesslich der eingesetzten und in der Bürstentasche geführten Bürste,
- Fig. 5 einen Radialschnitt durch die Bürstenanordung gemäss Fig. 1 mit eingesetztem Bürstentragelement,
- Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Bürste mit Kopfarmatur, wobei die Kopfarmatur mit nach innen gebogenen Vorsprüngen versehen ist,
- Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel einer Bürste mit einer Kopfarmatur, die paarig angeordnete, nach innen weisende hakenartige Vorsprünge aufweist,
- Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Bürste, deren Kopfarmatur einen mittig angeordneten, nach innen weisenden hakenartigen Vorsprung aufweist.
- 1 is a perspective view of a brush arrangement for dynamoelectric machines in a greatly simplified form,
- 2 is a plan view of a brush support member,
- 2 shows a longitudinal section through a brush support element according to FIG. 2 along the line AA thereof,
- 4 shows a longitudinal section through a brush support element according to FIG. 2 along the lines BB thereof, including the brush inserted and guided in the brush pocket,
- 5 shows a radial section through the brush arrangement according to FIG. 1 with the brush support element inserted,
- 6 is a perspective view of a brush with head fitting, the head fitting being provided with inwardly bent projections,
- 7 shows an embodiment of a brush with a head fitting, which has paired, inwardly facing hook-like projections,
- 8 shows a further exemplary embodiment of a brush, the head fitting of which has a centrally arranged, inward-pointing hook-like projection.
In der vereinfachten Darstellung der Schleifringpartie einer dynamoelektrischen Maschine gemäss Fig. 1 ist mit 1 der rotierende Kontaktteil (Schleifring oder Kommutator) bezeichnet. Die Seitenwangen 2 der Bürstenbrücke sind auf einer Fundamentplatte 3 elektrisch isoliert verankert. Zwischen den Bürstenbrückenwangen 2 sind Bürstenlineale 4 starr befestigt. Das Bürstenlineal 4 ist als Kastenträger ausgebildet. Die axial verlaufenden Seitenwände sind durch Stege 5 distanziert, so dass Bürstentaschen 6 gebildet sind. Die Stege 5 weisen je einen Schlitz 7 auf, dessen Tiefe etwa der halben Steghöhe entspricht. Die nach aussen weisenden Kanten der Bürstentaschen sind zur Erleichterung des Einfahrens der Bürsten abgerundet (Fig. 4, Positionen 4' und 5').In the simplified representation of the slip ring section of a dynamoelectric machine according to FIG. 1, 1 denotes the rotating contact part (slip ring or commutator). The
Fig. 2 zeigt ein Bürstentragelement für mehrere Bürsten. Das Bürstentragelement umfasst eine Platte 8 mit mehreren fingerförmigen Fortsätzen 8' entsprechend der Anzahl der Bürsten. Die Fortsätze 8' ragen in die Bürstentaschen 6 hinein und liegen an der in Drehrichtung des rotierenden Kontaktteils 1 gesehen auflaufenden Wandung der Bürstentasche 6 an (Fig. 4). Auf der Platte 8 sind Rollbandfedern 9 unter Zwischenschaltung von Federtragelementen 10 mittels Nieten 11 befestigt. Am unteren, d.h. kontaktteilseitigen Abschnitt sind die Federtragelemente 10 beidseitig mit Ausnehmungen 12 versehen, die Enden der Federtragelemente 10 sind durch Mitaufnieten eines Anschlagplättchens 13 verbreitert. Wie aus der Schnittdarstellung der Fig. 4 und der Ansicht nach Fig. 6 hervorgeht, besitzen die Bürsten 14 eine Kopfarmatur 15 aus Kupferblech, die an der Bürste 14 elektrisch leitend befestigt ist. Die Kopfarmatur 15 weist auf der dem Federtragelement 10 zugewandten Seiten Vorsprünge 16 auf, deren Enden aufeinanderzugebogen sind. Diese Vorsprünge umfassen das Federtragelement 10 seitlich. Die Breite der Vorsprünge 16 ist grösser als die Länge der Ausnehmungen 12. Durch schräges Einführen lässt sich die Bürste auf das Federtragelement 10 aufschieben (und wieder abziehen). Die elektrische Verbindung zwischen Bürste 14 und der Bürstentragplatte 8 erfolgt durch Bürstenlitzen 17, die einerseits an der Kopfarmatur 15, andererseits an der Bürstentragplatte 8 befestigt sind. Die Bürstentragplatte 8 ist am oberen Ende als isolierter Handgriff 18 ausgebildet (Fig. 2). Zusätzlich ist der isolierte Handgriff 18 vom restlichen Bürstentragelement durch eine Isolierplatte 19 abgeschirmt, die gleichzeitig als Schutz gegen Berührung der Bürstenlitzen und der Bürstenlineale dient. Auf diese Weise wird ein gefahrloses Einführen bzw. Ausfahren der Steckeinheit im Betrieb und unter Spannung ermöglicht.Fig. 2 shows a brush support element for several brushes. The brush support element comprises a
Die elektrische Verbindung zwischen dem Bürstentragelement 8 und dem Bürstenlineal 4 erfolgt, wie in Fig. 4 veranschaulicht, durch eine Steckkontaktanordnung. Der eine Kontakteil umfasst federnde Kontaktlamellen 20, die unter Zwischenhaltung eines leitenden Distanzstückes 21 auf dem Bürstentragelement 8 befestigt sind. Den anderen Kontaktteil bildet das Bürstenlineal 4 selbst.The electrical connection between the
Die mechanische Arretierung der Steckeinheit in der Bürstenbrücke erfolgt durch eine auf der den Bürsten abgewandten Seite des Bürstentragelements 8 gelagerte, durch eine Blattfeder 22 vorgespannte Sperrklinke 23 (Fig. 5). Die Sperrklinke weist einen isolierten, durch die Isolierplatte 19 hindurchreichenden Betätigungshebel 24 auf. Die Klinke greift in eine Ausnehmung 25 im Bürstenlineal 4 ein. In Abhängigkeit von der axialen Länge der Bürstentragelemente 8 sind zwei oder mehrere Arretierungen vorgesehen.The plug-in unit is mechanically locked in the brush bridge by a pawl 23 (FIG. 5), which is mounted on the side of the brush-carrying
Der Erfindungsgegenstand ist selbstverständlich nicht auf das in den Figuren 1 bis 6 Dargestellte beschränkt. So können beispielsweise die Federtragelemente 10 entfallen, und die Federn 9 direkt auf dem Bürstentragelement 8 befestigt werden.The subject of the invention is of course not limited to that shown in FIGS. 1 to 6. For example, the
Auch sind Bürsten mit anderen Kopfarmaturen 15 möglich, z.B. solche, wie sie in den Figuren 7 und 8 beispielsweise dargestellt sind. So weist die Bürste nach Fig. 7 eine Kopfarmatur 15' auf, die mit hakenartigen Vorsprüngen 26 versehen ist. Die Vorsprünge sind auf der dem Bürstentragelement 8 zugewandten Seite der Bürste angeordnet und weisen in Richtung des rotierenden Kontaktteils 1. Die hakenartigen Vorsprünge 26 greifen in Richtung des rotierenden Kontaktteils verlaufende parallele Schlitze im Bürstentragelement oder (bei Verwendung eines Federtragelements) im letzteren ein (in der Zeichnung nicht dargestellt). Die Länge der Schlitze entspricht dabei dem maximalen Hub der Bürste. Zusätzliche Anschlagmittel sind dabei entbehrlich. Als Feder für die Anpressung der Bürste kann vorzugsweise eine Rollbandfeder Verwendung finden.Brushes with
Auch bei der in Fig. 8 dargestellten Variante greift ein hakenartiger Vorsprung 26' der Kopfarmatur 15" der Bürste 14 in einen in Richtung des rotierenden Kontaktteils 1 verlaufenden Schlitz 28 mit einer Länge, die dem maximalen Hub der Bürste entspricht, ein.Also in the variant shown in FIG. 8, a hook-like projection 26 'of the head fitting 15 "of the
In Abwandlung zu den bisher beschriebenen Ausführungen ist in Fig. 8 die Feder für die Anpressung der Bürste an den rotierenden Kontaktteil als Drehfeder 9' ausgebildet. Sie stützt sich einerseits an der Kopfarmatur 15", andererseits an dem nach innen umgebogenen Ende 27 des Federtragelements 10' ab.8, the spring for pressing the brush against the rotating contact part is designed as a
Allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen gemeinsam sind folgende Eigenschaften: Die Verbindung zwischen Bürste und Bürstentragelement ist so beschaffen, dass die Bürste in Radialrichtung, und zwar auch im ausgefahrenen Zustand, sich nicht über eine Endstellung hinaus bewegen kann. Diese Endstellung entspricht im eingefahrenen Zustand der maximal zulässigen Bürstenabnützung.All of the above-described embodiments have the following properties in common: The connection between the brush and the brush support element is such that the brush cannot move beyond an end position in the radial direction, even in the extended state. This retracted position corresponds to the maximum permissible brush wear when retracted.
Die Bürste ist am Bürstentragelement so positioniert, dass die Bürste ohne zu verkanten in die Bürstentasche eingefahren werden kann. Erleichtert wird das Einfahren der Bürsten ferner durch die abgerundeten Kanten der Bürstentaschen. Die Bürste wird beim Einfahren im Moment des Kontaktes mit dem rotierenden Kontaktteil und beim Abheben vom Endanschlag so freigegeben, dass die Bürste nicht mehr am Bürstentragelement bzw. Federtragelement sondern in der Bürstentasche geführt wird.The brush is so posi on the brush support element tioned that the brush can be inserted into the brush pocket without tilting. Retracting the brushes is also facilitated by the rounded edges of the brush pockets. The brush is released when moving in at the moment of contact with the rotating contact part and when lifting off the end stop in such a way that the brush is no longer guided on the brush support element or spring support element but in the brush pocket.
Darüber hinaus ist die Handhabung der Bürstensteckeinheit bei laufender und unter Spannung stehender Maschine gefahrlos. Die Mittel zur Arretierung der Steckeinheit im Betrieb und deren Deblockierung zu Inspektions- und Erneuerungszwecken sind einfach im Aufbau. Gleiches gilt für die Übertragung des Stromes vom Bürstenlineal zum Bürstentragelement.In addition, the handling of the brush connector unit is safe when the machine is running and live. The means for locking the plug-in unit in operation and unlocking it for inspection and replacement purposes are simple in structure. The same applies to the transmission of the current from the brush ruler to the brush support element.
Der Erfindungsgegenstand erfordert keine gänzlich neukonzipierte Bürsten- und/oder Kopfarmaturen, da praktisch nur die Kopfarmatur herkömmlicher Bürsten geringfügig modifiziert werden muss.
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