EP0148474B1 - Bürstenhalter für elektrische Maschinen - Google Patents
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- H01R39/38—Brush holders
- H01R39/41—Brush holders cartridge type
- H01R39/415—Brush holders cartridge type with self-recoiling spring
Definitions
- the invention relates to a brush holder for electrical machines with a brush holder box, in which a brush is slidably guided and with a rolling band spring, the rolled part of which is applied to generate a transverse force on the brush against an inclined surface connected to the brush holder box and the free-flowing end of which Brush acts in the sense of an axial displacement.
- Such brush holders are known from DE-A-2405754.
- the brush is guided by two side walls running parallel to each other and by the upper end wall of the brush holder box.
- careful processing of the brush as well as the brush holder box is required, which represents a considerable cost. Due to the fact that the rolled-up part of the roll band spring rests against an inclined surface, a transverse force is exerted on the brush, by means of which the brush is pressed against the upper end wall of the brush holder box.
- the present invention is therefore based on the object of designing a brush holder of the type specified in the introduction in such a way that the requirements imposed on it, in particular with regard to perfect guidance even after a long period of use and with a view to simple and robust, do not become jammed Brush-tending design are satisfactorily met.
- This is achieved according to the invention in that the brush is positively guided in the brush holder box on its side facing away from the roll belt spring and in that a pressure slider, preferably having an inclined surface, is fastened to the guide surfaces of the brush holder box with the freely running end of the roll belt spring, which with a stop surface of the brush corresponding to the pressure slider in addition to the axial force, the transverse force is increased or reduced.
- the brush holder box has two upper guide surfaces which run at an angle to one another, the brush likewise having two corresponding support surfaces which run at an angle to one another.
- the brush holder box can then be directly connected to a busbar. Another advantage can be seen in the fact that the manufacturing costs are reduced to a minimum because only two contact surfaces have to be carefully processed and reinforcements can be dispensed with entirely.
- the brush on its side facing away from the roller band spring has a straight end surface, between which and the inside of the upper web of the box there is a free space . Furthermore, spaces are provided between the brush and the side walls of the brush holder box.
- the pressure sliding piece is guided in a cutout of a clamping bracket that supports the roll band spring.
- the roll band spring is supported on the inclined surface with the interposition of a plastic sliding bearing.
- the roll band spring is rotatably mounted on an axle for form stabilization, the axle being movably held on an inclined surface.
- the invention also proposes that the roller band spring be provided with a coating of high static friction on its side facing the brush.
- FIGS. 1 and 2 denotes a brush holder box which has two guide surfaces 2 and 3 which run at an angle to one another. At these two guide surfaces, the two side walls 4 and 5 adjoin at the bottom, which are angled inwards by a small amount by 90 ° at their lower ends and form guide surfaces 6 and 7, each with a groove 8 and 9 along the guide surfaces is provided in the side walls 4 and 5.
- the inwardly angled side wall parts 10 and 11 1 downwardly extending parts 12 and 13, which are interconnected by a web 14. Behind this web 14, the profiled part 15 of a clamping bracket 16 is engaged, which further has an inclined surface 17 and a straight part 18. This straight part 18 is held laterally in the grooves 8 and 9.
- the two guide surfaces 2 and 3 are in the upper Area of the brush holder box 1 connected by a straight web 28, the straight web 28 part of a fastening p rofils 29.
- a free space 31 is provided between the inside of the web 28 and the straight upper end surface 30 of the brush 25 connecting the two support surfaces 25 ′ and 25 ′′, so that the brush 25 also reacts due to the transverse forces generated by the roller band spring 22 and the pressure sliding piece 20 longer period of use and the wear that is thereby possible on the support surfaces 25 'and 25 "is properly guided and pressed flat.
- Another advantage of the free space 31 can be seen in the fact that no deposits can settle here.
- further free spaces 32 and 33 are provided between the side walls 4 and 5 of the brush holder box and the brush 25, so that the brush 25 is actually only guided over its inclined surfaces 25 'and 25 "and is held in the correct position.
- the exemplary embodiment according to FIG. 3 differs from that according to FIGS. 1 and 2 only in that the pressure sliding piece 20 'is not guided in a clamping bracket, but rather in a cutout 35 in the lower floor 37 connecting the side walls 36 to one another. Only one side wall of the side walls 36 is shown.
- the roll band spring 22 ' is not supported on a clamping bracket. Rather, with the bottom 37 two inclined surfaces 38 have holders 39, on which an axis supporting the roller band spring 22 'is supported. The distance of the holder 39 from one another is greater than the width of the roller band spring 22 '.
- the embodiment according to FIG. 4 is used when the spring 22 is either very strongly pre-tensioned and a lower transverse force is desired.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Bürstenhalter für elektrische Maschinen mit einem Bürstenhalterkasten, in dem eine Bürste gleitend geführt ist und mit einer einrollenden Bandfeder, deren eingerollter Teil zur Erzeugung einer Querkraft auf die Bürste an einer mit dem Bürstenhalterkasten verbundenen Schrägfläche anliegt und deren frei auslaufendes Ende auf die Bürste im Sinne einer Axialverschiebung einwirkt.
- Derartige Bürstenhalter sind durch die DE-A-2405754 bekannt. Dabei wird die Bürste von zwei parallel zueinander verlaufenden Seitenwänden und von der oberen Abschlusswand des Bürstenhalterkastens geführt. Um hierbei ein möglichst kleines Führungsspiel zwischen Bürstenhalterkasten und der Bürste zu erreichen, sind eine sorgfältige Bearbeitung der Bürste wie auch des Bürstenhalterkastens erforderlich, was einen erheblichen Kostenaufwand darstellt. Aufgrund der Tatsache, dass der eingerollte Teil der Rollbandfeder an einer Schrägfläche anliegt, wird auf die Bürste eine Qüerkraft ausgeübt, durch die die Bürste gegen die obere Abschlusswand des Bürstenhalterkastens gedrückt wird. Da diese Querkraft aber nur auf ein Bürstenende einwirkt, erwächst hieraus der weitere Nachteil, dass nämlich die Führungsflächen der Bürste hohem Verschleiss unterliegen und letztlich bei der sich durch dauernden Abrieb einstellenden Schrägstellung der Bürste zum Klemmen führen kann. Ein nicht zu unterschätzender Mangel muss noch darin gesehen werden, dass die Bürste an allen vier Seiten genau geführt werden muss und aus diesem Grunde der Bürstenabrieb schlecht abgeführt werden kann. Er setzt sich vielmehr in die Führungsspalte. Bei Erschütterungen wirkt die in der Führung frei bewegliche Bürste als Hammer, der den losen Abrieb in der Führung verfestigt. Dies führt auf Dauer zum Festklemmen der Bürste.
- Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Bürstenhalter der eingangs näher bezeichneten Art derart auszubilden, dass die an ihn gestellten Anforderungen, insbesondere im Hinblick auf eine einwandfreie Führung auch nach längerer Einsatzdauer und mit Hinblick auf eine einfache und robuste, nicht zum Verklemmen der Bürste neigende Ausführung in zufriedenstellender Weise erfüllt sind. Das wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Bürste an ihrer der Rollbandfeder abgewandten Seite im Bürstenhalterkasten zwangsgeführt ist und dass zur Erreichung des gewünschten Andruckes dieses Bereiches an die Führungsflächen des Bürstenhalterkastens mit dem frei auslaufenden Ende der Rollbandfeder ein vorzugsweise eine Schrägfläche aufweisendes Druckgleitstück befestigt ist, das mit einer dem Druckgleitstück entsprechenden Anschlagfläche der Bürste zusätzlich zur Axialkraft die Querkraft verstärkt oder verringert. Der Vorteil einer derartigen Ausbildung ist darin zu sehen, dass durch den gleichmässigen Andruck der Kohlebürste gegen den Bürstenhalterkasten zuverlässig ein Führungsspiel vermieden wird, das zu Kippbewegungen führen kann. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass entstehender Abrieb zuverlässig abgeführt wird.
- Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Bürstenhalterkasten zwei obere schräg zueinander verlaufende Führungsflächen auf, wobei die Bürste ebenfalls zwei entsprechende schräg zueinander verlaufende Stützflächen aufweist. Auf diese Weise wird eine einwandfreie Anlage der beiden Kontaktflächen gewährleistet, die der Stromzuführung dienen können, so dass kein Kupferkabel mehr in die Kohlebürste eingestampft zu werden braucht. Das Kupferkabel stellt ausserdem bei Kurzschlussbelastung eine Schwachstelle dar. Der Bürstenhalterkasten kann dann nämlich direkt leitend mit einer Stromschiene verbunden sein. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die Herstellungskosten auf ein Minimum reduziert werden, weil lediglich zwei Kontaktflächen sorgfältig bearbeitet werden müssen und auf Armierungen gänzlich verzichtet werden kann.
- Damit der in die noch vorhandenen Führungsspalte eingedrungene Kohlestaub auch in Achsrichtung des Federwickels nicht verfestigt und nicht zu Betriebsstörungen führt, weist die Bürste an ihrer der Rollbandfeder abgewandten Seite eine gerade Abschlussfläche auf, zwischen der und der Innenseite des oberen Steges des Kastens ein Freiraum vorhanden ist. Des weiteren sind Freiräume zwischen der Bürste und den Seitenwänden des Bürstenhalterkastens vorgesehen. Um eine stabile Federstellung auch in unbelastetem Zustand zu gewährleisten, ist das Druckgleitstück in einem Ausschnitt eines die Rollbandfeder abstützenden Klemmbügels geführt. Zur Reduzierung der Reibung und zur Isolation der Rollbandfeder stützt sich erfindungsgemäss die Rollbandfeder unter Zwischenschaltung eines Kunststoffgleitlagers an der Schrägfläche ab. Einer weiteren Ausführungsform gemäss ist zum Formstabilisierung die Rollbandfeder über eine Buchse auf einer Achse drehbar gelagert, wobei die Achse bewegbar an einer Schrägfläche gehalten ist. Ausserdem schlägt die Erfindung noch vor, dass die Rollbandfeder auf ihrer der Bürste zugewandten Seite mit einem Belag hoher Haftreibung versehen ist.
- Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und mehrerer dieses schematisch darstellender Figuren näher bezeichnet werden. Dabei zeigt:
- Figur 1 einen Bürstenhalter mit Bürste in der Vorderansicht,
- Figur 2 den in Figur 1 dargestellten Bürstenhalter in der Seitenansicht,
- Figur 3 einen gegenüber den Figuren 1 und 2 abgewandelten Bürstenhalter in perspektivischer Darstellung,
- Figur 4 eine Variante des Druckgleitstückes entsprechend der Figuren 1-3.
- Mit 1 ist in den Figuren 1 und 2 ein Bürstenhalterkasten bezeichnet, der zwei schräg zueinander verlaufende Führungsflächen 2 und 3 aufweist. An diesen beiden Führungsflächen schliessen sich nach unten die beiden Seitenwände 4 und 5 an, die an ihren unteren Enden um einen geringen Betrag nach innen um 90° abgewinkelt sind und Führungsflächen 6 und 7 bilden, wobei längs der Führungsflächen je eine Nut 8 bzw. 9 in den Seitenwänden 4 und 5 vorgesehen ist. Im hinteren Bereich des Bürstenhalterkastens 1 schliessen sich an die nach innen abgewinkelten Seitenwandungsteile 10 und 11 1 nach unten verlaufende Teile 12 und 13 an, die miteinander durch einen Steg 14 verbunden sind. Hinter diesem Steg 14 ist der profilierte Teil 15 eines Klemmbügels 16 eingerastet, der des weiteren eine Schrägfläche 17 und einen geraden Teil 18 aufweist. Dieser gerade Teil 18 ist in den Nuten 8 und 9 seitlich gehalten. Er weist einen mittleren Ausschnitt 19 auf, in dem sich ein Druckgleitstück 20 mit seinem Führungsteil 21 hin- und herbewegen kann. Mit dem Druckgleitstück 20 ist das frei auslaufende Ende einer Rollbandfeder 22 fest verbunden, deren eingerollter Teil 23 sich an der Schrägfläche 17 abstützt. Auf dem abgerollten Bereich 24 der Rollbandfeder 22 liegt die Bürste 25 auf, die aufgrund der Querkraft, die von der sich an der Schrägfläche 17 abstützenden Rollbandfeder 22 erzeugt wird, mit ihren beiden schrägen Stützflächen 25' und 25" gegen die beiden Führungsflächen 2 und 3 gepresst wird. Da diese Querkraft aber nicht über die ganze Länge der Bürste 25, sondern überwiegend in dessen vorderen Teil wirksam wird, wird zwecks Erzielung eines gleichmässigen Andrucks eine weitere Querkraft auf den hinteren Teil der Bürste 25 durch das Druckgleitstück 20 aufgebracht. Zu diesem Zweck weist letzteres eine schräge Fläche 26 auf, die an einer am hinteren unteren Teil der Bürste 25 angearbeiteten Schrägfläche 27 durch die Kraft der Rollbandfeder 22 angedrückt wird. Wie aus den Figuren 1 und 2 zu erkennen ist, sind die beiden Führungsflächen 2 und 3 im oberen Bereich des Bürstenhalterkastens 1 durch einen geraden Steg 28 miteinander verbunden, wobei der gerade Steg 28 Teil eines Befestigungsprofils 29 ist. Zwischen der Innenseite des Steges 28 und der die beiden Stützflächen 25' und 25" miteinander verbindenden geraden oberen Abschlussfläche 30 der Bürste 25 ist ein Freiraum 31 vorgesehen, so dass die Bürste 25 durch die von der Rollbandfeder 22 und dem Druckgleitstück 20 erzeugten Querkräfte auch nach längerer Einsatzdauer und dem dadurch an den Stützflächen 25' und 25" möglichen Verschleiss einwandfrei geführt und flächig angedrückt wird. Ein weiterer Vorteil des Freiraumes 31 ist darin zu sehen, dass sich hier keine Ablagerungen festsetzen können. Neben diesem Freiraum 31 sind weitere Freiräume 32 und 33 zwischen den Seitenwänden 4 und 5 des Bürstenhalterkastens und der Bürste 25 vorgesehen, so dass die Bürste 25 tatsächlich nur über ihre Schrägflächen 25' und 25" geführt und lagerichtig gehalten ist.
- Das Ausführungsbeispiel gemäss Figur 3 unterscheidet sich nur insofern von dem nach den Figuren 1 und 2, als dass das Druckgleitstück 20' nicht in einem Klemmbügel, sondern in einem Ausschnitt 35 im unteren, die Seitenwände 36 miteinander verbindenden Boden 37 geführt ist. Von den Seitenwänden 36 ist nur eine Seitenwand dargestellt. Die Rollbandfeder 22' stützt sich nicht an einem Klemmbügel ab. Vielmehr sind mit dem Boden 37 zwei Schrägflächen 38 aufweisende Halter 39 fest verbunden, an denen sich eine die Rollbandfeder 22' tragende Achse abstützt. Der Abstand der Halter 39 voneinander ist dabei grösser als die Breite der Rollbandfeder 22'.
- Die Ausführung nach Figur 4 findet Anwendung bei entweder sehr stark vorgespannter Feder 22 und gewünscht geringerer Querkraft.
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