EP0547437A2

EP0547437A2 - Bürstenführungsanordnung für elektrische Maschinen

Info

Publication number: EP0547437A2
Application number: EP92120600A
Authority: EP
Inventors: Alfred Dipl.-Ing. Appeldorn; Werner Dipl.-Ing. Steinecke
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1991-12-14
Filing date: 1992-12-03
Publication date: 1993-06-23
Also published as: DE4141307C2; DE4141307A1; EP0547437A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bürstenführungsanordnung für elektrische Maschinen, bei der die Kommutierungsbürsten (5) mit einer schraubenförmigen Andruckfeder (3) in einem prismatischen Führungsrohr (1) verschiebbar angeordnet sind. Eine kostengünstige und reibungsarme Führung dieser Kommutierungsbürsten (5) und der Andruckfeder (3) wird dadurch erreicht, daß in den beiden großflächigen Seitenwänden des Führungsrohres (1) Ausbuchtungen (13, 15) angeordnet sind, mit denen die Andruckfeder (3) in linienförmiger Berührung steht. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Bürstenführungsanordnung für elektrische Maschinen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Die Verwendung von Kommutierungsbürsten zur Bildung einer gleitenden elektrischen Verbindung zum Kommutator ist durch die DE-AS 12 08 001 bekannt. Hierbei wird ein Bürstenhalter verwendet, bei dem eine rechteckige Bürste in einem rechteckigen Bürstenrohr aufgenommen ist. Die mit der Bürste verbundene elektrische Leitung ist mit einer Feder umgeben, die zwischen der Kohlebürste und einer mit der elektrischen Leitung verbundenen Klemme liegt. Alle Teile werden in dem Bürstenrohr aufgenommen, wobei im eingebauten Zustand die Druckfeder einerseits gegen die Bürste und andererseits über die Klemme gegen das Ende des Bürstenrohres drückt. Nachteilig ist bei dieser bekannten Anordnung, daß die zylindrische Bürstenandruckfeder keine genaue Führung erhält, so daß die Feder seitlich ausgeknickt und somit die Kontaktkraft zwischen der Kommutierungsbürste und dem Kommutator wesentich reduziert wird.
Zur Verringerung der Reibung zwischen der Bürstenführung und der Kommutierungsbürste ist es bekannt (DE-AS 11 48 646) mindestens zwei der vier Bürstenführungsseiten über einen Teil ihrer Breite mit einer Ausstülpung zu versehen. Die Bürstenführung ist somit mit einem Querschnitt ausgeführt, der dem Umfang eines übereinander gelegten Rechteckes und eines Kreises entspricht. Üblicherweise sind solche aus Messingblech hergestellten Bürstenführungen mit Anschlüssen für die Stromzuführung versehen, welche über die Wände der Bürstenführung erfolgt. Diese Ausführung mit zwei an den Seitenwänden vorgesehenen Ausstülpungen reduziert zwar die Reibung zwischen Kommutierungsbürste und Bürstenführung und verleiht der Bürstenandruckfeder in Gleitrichtung der Kommutierungsbürste eine hinreichend gute Führung, erzeugt aber eine hohe Reibungswärme zwischen der Feder und den kreisförmigen Ausbuchtungen. Die hierdurch erzeugte Wärme führt zu Verbrennungen von in die Bürstenführung gelangenden Kohleabrieb, wodurch eine dauerhafte leichte und sichere Führung der Bürsten gefährdet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige, einfache Bürstenführung und Kommutierungsbürste zu schaffen, die auch eine genaue Führung der Bürstenandruckfeder bei geringer Reibung gewährleistet und ein Verbrennen von Kohleabrieb in der Bürstenführung sicher verhindert. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Durch die linienförmige Berührung der schraubenförmigen Andruckfeder mit dem Führungsrohr wird eine verbesserte Funktion der Bürstenandruckfeder über die gesamte Lebensdauer der Kohlebürsten erzielt.
Weiterhin wird durch die Ausgestaltung der Bürstenführungsanordnung nach Anspruch 3 ein Eindringen von Kohlestaub in das Führungsrohr unterdrückt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1: einen Längsschnitt durch eine Bürstenführungsanordnung,
Figur 2: einen Querschnitt durch die Bürstenführungsanordnung nach Anspruch 1,
Figur 3: eine Einzelheit aus Figur 2 in vergrößerter Darstellung,
Figur 4: Führungsrohr mit zwei anliegenden Windungen an zwei Berührungspunkten und
Figur 5: entsprechend Figur 4 an zwei anderen Berührungspunkten.

In den Figuren ist eine Bürstenführungsanordnung für elektrische Maschinen dargestellt, bei der ein aus einem leitenden Material hergestelltes und aus einem Metallstreifen gebogenes Führungsrohr 1 vorgesehen ist, in der sich eine in Längsrichtung verschiebbar gelagerte und durch eine schraubenförmige Bürstenandruckfeder 3 belastete Kommutierungsbürste 5 aus Kohle befindet. Diese Bürstenandruckfeder 3 übt auf die Kommutierungsbürste 5 in Richtung des offenen Führungsrohrendes 7 eine derartige Kraft aus, daß deren abgeschrägtes freie Ende 9 gegen einen rotierenden Kommutator 11 gepreßt und mit dieser in Kontakt gehalten wird. Das Führungsrohr 1 hat einen rechteckigen Querschnitt zur formschlüssigen Führung der entsprechend rechteckig ausgebildeten Kommutierungsbürste 5. Um eine genaue und reibungsarme Führung der Andruckfeder zu erzielen, ist diese in Ausbuchtungen 13, 15, die sich in den beiden großflächigen Seitenwänden 17, 19 des Führungsrohres 1 befinden, linienförmig geführt angeordnet. Zu diesem Zweck können die Ausbuchtungen 13, 15 jeweils einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, wobei die Bodenflächen 21, 23 und die beiden Unterkanten 25, 27, 29, 31 der trapezförmigen Ausbuchtungen 13, 15 mit dem Umfang der Andruckfeder 3 in linienförmigen Berührungen bringbar sind. Da die Bürstenandruckfeder 3 etwas kleiner als der Innendurchmesser des Führungsrohres 1 ausgebildet ist, liegt die Bürstenandruckfeder 3 immer nur an zwei Berührungslinien von sechs möglichen Berührungslinien 33, 35, 37, 39, 41, 43 in dem Führungsrohr 1 an, wodurch die Andruckfeder 3 besonders genau und reibungsarm geführt wird. Die linienförmige Anlage erfolgt hierbei im gesamten Federführungsbereich immer nur an zwei Berührungspunkten einer Federwindung. So liegt gemäß Figur 3 die Windung 4 an den Berührungspunkten 39 und 41 an dem Führungsrohr 1 an. Da die einzelnen Windungen immer etwas versetzt zueinander angeordnet sind, ist eine gute Führung der Andruckfeder 3 gewährleistet.
Im Rahmen der Erfindung kann die Ausbuchtung auch einen rechteckigen Querschnitt haben oder eine derartige Querschnittsform aufweisen, wobei die Andruckfeder 3 immer nur mit zwei Berührungslinien auf jeder Seite der beiden großflächigen Seitenflächen 17, 19 des Führungsrohres 1 mit diesem Führungsrohr 1 in Verbindung steht. Die Unterkanten 25, 27, 29, 31 der trapezförmigen Ausbuchtungen 13, 15 haben jeweils eine abgerundete Form.
Weiterhin ist das Führungsrohr 1 so ausgebildet, daß die Bodenflächen 21, 23 der trapzeförmigen Ausbuchtungen 13, 15 an dem offenen Führungsrohrende 7 zu den Kommutierungsbürsten 3 hin konisch eingeengte Endflächen 45, 47 derart aufweisen, daß eine Kaminwirkung im Bürstenschacht nicht entsteht. Durch diese Einengung des Führungsrohres 1 an der Kohlebürstenausgangsseite wird ein Eindringen von Kohlestaub in das Führungsrohr 1 erschwert.
Das z. B. aus einem Messingblech bestehende Führungsrohr 1 ist in ein aus einem Isolierwerkstoff bestehendes Bürstengehäuse 49 einsetz- und in diesem verrastbar. Dieses Bürstengehäuse 49 besteht aus zwei Gehäuseteilen 51, 53, von der ein Gehäuseteil 51 Befestigungslaschen 55, 57 mit Bohrungen 59, 61 für Befestigungsschrauben zum Befestigen des Bürstenführungsgehäuses 49 an einer bekannten Bürstenplatte, einer Endscheibe oder einem sonstigen Bauelement in den elektrischen Maschinen aufweist.
Die Kommutierungsbürste 3 ist an ihrem in dem Führungsrohr 1 liegenden Ende mit einem Anschlagstück 63 versehen, an welchem ein Ende der Andruckfeder 3 befestigt ist. Die Stromzuführung erfolgt über eine Kupferlitze 65, welche mit ihrem einen Ende mit einer Kontaktplatte 67 verbunden ist und den Kontakt zur Bürste 5 bildet. Am gegenüberliegenden Ende ist die Kupferlitze 51 in bekannter Weise mit einem Anschlagstück 63 verbunden. Das andere Ende der Andruckfeder 3 ist übrigens auch an diesem Anschlagstück 63 befestigt.
Im Rahmen der Erfindung kann die Stromzuführung auch über das Führungsrohr 1 selbst erfolgen.
Die Bürstenanordnung ermöglicht eine einfache Montage der Kohlebürste 5 und Andruckfeder 3 und eine längere Lebensdauer dieser Bauteile. Jede Windung der Bürstenandruckfeder 3 liegt immer nur an zwei von den sechs möglichen Berührungspunkten 33, 35, 37, 39, 41, 43 an. So liegen gemäß Figur 4 die Windung 71 an den Berührungspunkten 41 und 43 und die Windung 73 an den Berührungspunkten 37 und 39 an. In der Figur 5 berührt die Windung 75 das Führungsrohr 1 an den Punkten 33 und 43, während die Windung 77 an den Berührungspunkten 41 und 39 anliegt. Da die einzelnen Windungen der Bürstenandruckfeder 3 immer etwas zueinander versetzt angeordnet sind, ist eine sichere und reibungsarme Führung der Bürstenandruckfeder 3 stets gewährleistet.

Claims

Bürstenführungsanordnung für elektrische Maschinen mit einer in einem Führungsrohr in dessen Längsrichtung beweglich angeordneten Kommutierungsbürste und einer schraubenförmigen Andruckfeder, welche auf die Kommutierungsbürste in Richtung des offenen Führungsrohrendes eine Kraft ausübt und deren freies Ende gegen einen rotierenden Kommutator preßt und mit diesem in Kontakt hält, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (1) einen rechteckigen Querschnitt zur Führung der entsprechend rechteckig Kommutierungsbürste (5) aufweist und daß in den beiden großflächigen Seitenwänden (17, 19) des Führungsrohres (1) Ausbuchtungen (13, 15) derart angeordnet sind, daß die schraubenförmige Andruckfeder (3) mit dem Führungsrohr (1) in linienförmiger Berührung steht.
Bürstenführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbuchtungen (13, 15) einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenflächen (21, 23) und die beiden Unterkanten (25, 27; 29, 31) der trapezförmigen Ausbuchtungen (13, 15) mit dem Umfang der Andruckfeder (3) in linienförmigen Berührungen stehen.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterkanten (25, 27; 29, 31) der trapezförmigen Ausbuchtungen (13, 15) abgerundete Formen aufweisen.
Bürstenhalterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche (21, 23) der trapezförmigen Ausbuchtungen (13, 15) an dem offenen Führungsrohrende (7) zu den Kommutierungsbürsten (3) hin konisch eingeengte Endflächen (45, 47) aufweisen.
Bürstenhalterung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (1) aus einem einstückigen Blechteil besteht.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbuchtungen rechteckförmig ausgebildet sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (1) in einem aus einem Isolierwerkstoff bestehenden Bürstengehäuse (49) einsetz- und verrastbar ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckfeder (3) einen etwas kleineren Durchmesser hat als die Abstände zwischen den Bodenflächen (21, 23) und/oder den gegenüberliegenden Unterkanten (25 und 29; 27 und 31).