EP0723318A2 - Kohlebürste - Google Patents

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EP0723318A2
EP0723318A2 EP96104231A EP96104231A EP0723318A2 EP 0723318 A2 EP0723318 A2 EP 0723318A2 EP 96104231 A EP96104231 A EP 96104231A EP 96104231 A EP96104231 A EP 96104231A EP 0723318 A2 EP0723318 A2 EP 0723318A2
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EP
European Patent Office
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carbon brush
recess
sleeve
wire
bore
Prior art date
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EP96104231A
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EP0723318A3 (de
EP0723318B1 (de
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Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
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Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/58—Means structurally associated with the current collector for indicating condition thereof, e.g. for indicating brush wear
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/38—Brush holders
    • H01R39/383—Brush holders characterised by the electrical connection to the brush holder

Definitions

  • the invention relates to a carbon brush with a cuboid or cylindrical geometry with side or end faces, wherein an end face can be placed on a commutator or slip ring of an electric motor, comprising current-conducting wire arranged in the carbon brush, optionally a shut-off nipple made of insulating material and spring-loaded in the longitudinal axis of the carbon brush and a signaling wire which is arranged and fixed in position with a section of a first recess, preferably running in the longitudinal direction of the carbon brush, such as a bore, in order to generate a signal for indicating a specific consumption of carbon brushes by interacting with the commutator or slip ring.
  • Signaling strands can be covered at least in some areas with Teflon or an equivalent material, at least in the section running within the carbon brush.
  • the section is then glued into the recess. So that the signal wire cannot slip out of the adhesive material - Teflon does not accept an adhesive - on the one hand, a wavy or twisted geometry is impressed on the section surrounded by Teflon, and on the other hand the section is laid in a loop or U-shape in the recess. The installation of corresponding signal wires is clearly complex.
  • FR-A 2 223 858 it is known to arrange a signaling wire surrounded by an insulating sheath in a sleeve made of insulating material, which extends at least in regions within a correspondingly adapted recess of the carbon brush without end-position fixing.
  • optical conductors are used to detect carbon brush wear, via which light signals are transmitted or received.
  • a carbon brush for collector motors is known from DE 28 04 547 A1, in which a signaling wire surrounded by an insulating jacket is arranged in a longitudinal bore.
  • a prefabricated plastic sleeve is proposed according to G 84 33 023 U1, which can be inserted into a bore in a carbon brush.
  • the signal wire is then inserted into the plastic part itself. So that the signaling wire remains in the sleeve, it is slotted so that when inserted into the carbon brush, the signaling wire is clamped between the longitudinal halves of the sleeve which can be moved relative to one another. If the bore for receiving the sleeve is too large compared to its outer diameter, a secure holding of the signal wire is not guaranteed.
  • the sleeve can also melt at high temperatures, resulting in an uncontrolled displacement of the signaling wire.
  • the present invention has for its object to develop a carbon brush of the type described in such a way that the carbon brush can be fitted with the signaling wire in a manner which is suitable for automatic and problem-free operation, and in addition a simple and secure position fixing of the signaling wire should be ensured. It should also be ensured that the position fixing of the signaling wire does not cause any tensions in the carbon brush, which can lead to inadmissible cracks, particularly in the case of laminated carbon brushes.
  • the signal wire is fixed in position via a second recess extending from a side surface.
  • the signaling wire is preferably tamped via the second recess starting from the side surface, such as a bore in the first recess.
  • the longitudinal bore can be adapted to the cross-section of the signal wire, so that a sufficient residual wall thickness remains.
  • the bore emanating from the side surface can have a relatively large cross-section in order to introduce and compact the powder for pounding the signaling wire through it.
  • the cross section of the second recess that is to say that which should be perpendicular or approximately perpendicular to the longitudinal axis of the carbon brush, is preferably approximately 1.5 times the cross section of the first recess, which, as mentioned, is adapted approximately to that of the signaling wire.
  • the second recess should run at a distance L / 3 to L / 2 from the free end of the section of the signal wire running inside the carbon brush, the length of which corresponds within the carbon brush L.
  • a carbon brush in which the signal wire is partially surrounded by a sleeve which extends within the first recess is characterized in that a pin element is arranged in the second recess, which preferably runs perpendicular to the longitudinal axis of the carbon brush, which is preferably above an edge of the sleeve and this touching.
  • the sleeve is rammed into the first recess via the second recess, which runs preferably perpendicular to the longitudinal axis of the carbon brush.
  • the signal wire Since the signal wire is cut to length before it is inserted into the carbon brush, it must be ensured that the free end is stripped. For this purpose, it can be provided that the signal wire, after it has been cut to length and optionally pretreated, is immersed in an etchant in an adhesive, preferably made of polyurethane.
  • shut-off nipple (14) is made of insulating material and is spring-biased in the direction of the longitudinal axis (16) of the carbon brush (10), preferably by means of a helical spring (18).
  • Both the stranded wire (12) and the shut-off nipple (14) are stamped in by means of powdered-in metal powder (20) or (22).
  • An insulating plate can also be inserted between the ramming powder (22) covering the shut-off nipple (14) and the end face facing it (24) can be arranged on which the coil spring (18) is supported.
  • a section (26) of a signaling wire (28) also runs within the carbon brush (10).
  • a signal is to be triggered via the signaling wire (28), namely when the carbon brush (10) interacting with a commutator or slip ring (not shown) is worn to such an extent that renewal is appropriate, i.e. before the carbon brush (10) in one Extent is used that the shut-off nipple (14) lifts the carbon brush from the slip ring or the commutator.
  • the section (26) of the signaling wire (28) extending in the bore (30) extends in the longitudinal direction of the bore (30).
  • the section (26) of the signaling wire (28) is surrounded in regions by a sleeve (32) which has a flange-like upper edge (34) which, when the signaling wire (28) is mounted, on a shoulder (36) of the stepped bore (30) is present.
  • the section (26) protrudes over the sleeve (32) so that the free end (38) of the section (26) extends in a space (44) which is between the bottom (42) of the bore (30) and the lower edge of the sleeve (32). Since the free end (38) of the signaling wire (28) is stripped, insulation can optionally be carried out with an adhesive material, in order not to generate a signal prematurely, which could otherwise be caused by carbon dust generated when the carbon brush runs off.
  • the flange-like edge or collar (34) is set back with respect to the free surface (46) of the side of the carbon brush (10) from which the stepped bore (30) originates.
  • the sleeve In order to clearly position the sleeve (32) and thus the signaling wire (28), the sleeve can be fixed in position in the carbon brush using adhesive material or a pin. This will be explained with reference to FIGS. 2 to 5.
  • a layered carbon brush (60) is shown, which consists of layers (62) and (64) glued together.
  • the stepped bore (30) for the signaling wire (28), not shown, and on the other hand an oblique bore (68) for a current-carrying wire extend from the end face (66) of the carbon brush (60).
  • the sleeve (32) with the signaling wire (not shown) is introduced into the bore (30), the edge (34) of the sleeve (32) resting on the shoulder (36) of the stepped bore (30).
  • This paragraph (36) can be caused by any change in cross section.
  • a recess such as a bore (74) extends perpendicular to the longitudinal axis (16) of the carbon brush (60) from a side surface (72) of the layer (64) of the carbon brush (60), into which a pen can be inserted.
  • the bore (74) or the pin is dimensionally designed so that the pin (76) touches the peripheral surface of the edge (34).
  • the position of the sleeve (32) in the bore (30) of the carbon brush (70) according to FIG. 5 is achieved by adhesive material which is metered into the space (78) that is located between the surface (80) of the carbon brush (70). and the upper free surface of the collar (34) of the sleeve (32) extends.
  • the position of the sleeve (32) can also be fixed in that the pin (76) does not run above the collar (34), but extends laterally along the sleeve and touches it tangentially in order to achieve a position fix .
  • fixing the sleeve in position by means of a recess running from one side surface and preferably perpendicular to the longitudinal axis of the sleeve, in that e.g. Carbon material is stamped.
  • a position fixation by e.g. a fastener such as screw were made.
  • FIG. 6 shows a cross section of a carbon brush (100) which has a cuboid geometry.
  • Bores (114) and (116) are provided parallel to the longitudinal axis (112) of the carbon brush.
  • a shut-off nipple (118) is arranged in the bore (114).
  • the shut-off nipple (118) is made of an insulating material and is preferably biased in the direction of the longitudinal axis (112) of the carbon brush with a helical spring (not shown).
  • a current-conducting strand (120) runs coaxially with the shut-off nipple (118) and above it.
  • a signaling wire (122) is arranged in the longitudinal bore (116) and extends with a section (124) of length L within the bore (116).
  • the cross section of the bore (116) corresponds approximately to that of the signaling wire (122).
  • the signal wire (122) is insulated within the bore (116).
  • the signaling wire (122) or its section (124) in the bore (116) is preferably covered with Teflon.
  • the end of the signal wire (122) has been pretreated with an etchant, so that it can then be immersed in an adhesive, preferably made of polyurethane.
  • an adhesive preferably made of polyurethane.
  • the free end (126) of the signaling wire (122) surrounded by the adhesive runs below the shut-off nipple (118). Consequently, when the carbon brush (110) wears, the end (126) first comes into an electrically conductive connection with a commutator or slip ring (not shown) before the carbon brush (110) is lifted off the commutator or slip ring via the shut-off nipple (118).
  • the current-carrying connection between the signal wire and the commutator or the slip ring triggers a signal which indicates that the carbon brush (110) has to be replaced.
  • a transverse bore (130) extends from a side surface (128) of the longitudinal bore (116), which is preferably perpendicular to the longitudinal axis (112) of the carbon brush (110) runs.
  • a transverse bore (130) is made of copper or iron powder or carbon introduced to tamp the signaling wire (122) or section (124), so that it immovably fix in the longitudinal bore (116).
  • the cross section of the transverse bore (130) can be considerably larger than that of the signaling wire (122) in order to introduce and compact the powder required for pounding to the required extent.
  • a screw or another fastening element can also be introduced into the transverse bore (130), by means of which the position is fixed of section (124) and thus the signaling wire (122).
  • the cross section of the transverse bore (130) preferably corresponds to 1.5 times the signaling wire (122).
  • the transverse bore (130) should also run approximately at a distance from the L / 3 to L / 2 to the free end (126) of the section (124) of the signaling wire (122).

Landscapes

  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)

Abstract

Es wird eine Kohlebürste (10) mit quader- oder zylinderförmiger Geometrie mit Seiten- oder Stirnflächen vorgeschlagen, in der eine stromführende Litze (12) sowie eine in Längsrichtung der Kohlebürste sich erstreckende Meldelitze (28) angeordnet ist. Die Meldelitze ist mit einem Abschnitt (26) einer vorzugsweise in Längsrichtung der Kohlebürste verlaufenden Ausnehmung (30) wie Bohrung angeordnet und lagefixiert, um zur Anzeige eines bestimmten Kohlebürstenverbrauchs durch Wechselwirken mit einem Kommutator oder Schleifring ein Signal zu erzeugen. Um eine eindeutige, jedoch spannungsfreie Lagefixierung der Meldelitze sicherzustellen, wird diese von einer Hülse (32) mit umlaufendem Rand (34) umgeben, der seinerseits an einem Absatz (36) der Ausnehmung anliegt. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Kohlebürste mit quader- oder zylinderförmiger Geometrie mit Seiten- oder Stirnflächen, wobei eine Stirnfläche an einen Kommutator oder Schleifring eines Elektromotors anlegbar ist, umfassend in der Kohlebürste angeordnete stromführende Litze, gegebenenfalls einen aus Isoliermaterial bestehenden, in Kohlebürstenlängsachse federvorgespannten Abschaltnippel sowie eine Meldelitze, die mit einem Abschnitt einer vorzugsweise in Längsrichtung der Kohlebürste verlaufenden ersten Ausnehmung wie Bohrung angeordnet und lagefixiert ist, um zur Anzeige eines bestimmten Kohlebürstenverbrauchs durch Wechselwirken mit dem Kommutator oder Schleifring ein Signal zu erzeugen.
  • Bei insbesondere für gewerbliche Zwecke bestimmten Maschinen ist es erforderlich, daß, bevor die Kohlebürste im unzulässigen Umfang abgenutzt und durch den Abschaltnippel von einem Kommutator oder Schleifring des Motors abgehoben wird, ein Signal auftritt, das anzeigt, daß in Kürze die Kohlebürsten aufgrund ihres Verbrauches erneuert werden müssen. In diesem Fall wird die Isolierung der normalerweise isolierten Meldelitze oder das diese umgebende isolierende Material durch Wechselwirken mit dem Kommutator und dem Schleifring abgerieben, so daß sodann die Meldelitze selbst in elektrisch leitenden Kontakt mit dem Kommutator oder Schleifring gelangt, wodurch ein Stromkreis geschlossen und das gewünschte Signal selbsthaltend freigegeben wird.
  • Meldelitzen können zumindest in dem innerhalb der Kohlebürste verlaufendem Abschnitt zumindest bereichsweise mit Teflon oder einem gleichwirkenden Material ummantelt sein. Der Abschnitt wird sodann in die Ausnehmung eingeklebt. Damit die Meldelitze aus dem Klebermaterial nicht herausrutschen kann - Teflon nimmt einen Kleber nicht an -, wird einerseits dem von Teflon umgebenen Abschnitt eine wellenförmige oder verdrillte Geometrie aufgeprägt und andererseits der Abschnitt schlaufen- bzw. U-förmig in der Ausnehmung verlegt. Das Montieren entsprechender Meldelitzen ist erkennbar aufwendig.
  • Aus der FR-A 2 223 858 ist es bekannt, eine von einem Isoliermantel umgebene Meldelitze in einer aus Isoliermaterial bestehenden Hülse anzuordnen, die sich ohne endseitige Lagefixierung zumindest bereichsweise innerhalb einer entsprechend angepaßten Aussparung der Kohlebürste erstreckt.
  • Um die Hülse selbst definiert in der Kohlebürste festzulegen, verläuft im erheblichen Abstand zur Kohlebürstenoberfläche ein Absatz, gegen den die Hülse geschoben werden kann. Bei Paßungenauigkeiten kann der Fall auftreten, daß die Hülse bereits im Abstand zu der Stufe nicht mehr verschiebbar ist, so daß infolge dessen die Meldelitze zu spät anzeigen würde, daß eine Erneuerung der Kohlebürste erforderlich ist. Auch kann ein unkontrolliertes Verschieben der Hülse erfolgen, wodurch eine reproduzierbare Überwachung des Kohlebürstenverschleißes nicht gewährleistet ist.
  • In der EP 0 232 209 A1 werden zu Feststellung einer Kohlebürstenabnutzung optische Leiter benutzt, über die Lichtsignale gesendet bzw. empfangen werden.
  • Aus der DE 28 04 547 A1 ist eine Kohlebürste für Kollektormotoren bekannt, bei der eine von einem Isoliermantel umgebende Meldelitze in einer Längsbohrung angeordnet wird.
  • Um die Meldelitze eindeutig zu positionieren, müssen geeignete Klebermaterialien verwendet werden, wobei jedoch insbesondere bei ruckartigen Stößen nicht sichergestellt ist, daß die Meldelitze nicht verschoben wird.
  • Uni diesen Nachteil zu vermeiden, wird nach dem G 84 33 023 U1 eine vorgefertigte Kunststoffhülse vorgeschlagen, die in eine Bohrung einer Kohlebürste einsteckbar ist. In das Kunststoffteil selbst wird sodann die Meldelitze eingebracht. Damit die Meldelitze in der Hülse verbleibt, ist diese geschlitzt, so daß beim Einbringen in die Kohlebürste die Meldelitze zwischen den zueinander bewegbaren Längshälften der Hülse festgeklemmt wird. Sofern die Bohrung zur Aufnahme der Hülse im Vergleich zu dessen Außendurchmesser zu groß ist, ist ein sicheres Halten der Meldelitze nicht gewährleistet. Auch kann bei hohen Temperaturen ein Schmelzen der Hülse erfolgen, wodurch ein unkontrolliertes Verschieben der Meldelitze erfolgt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kohlebürste der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß ein automatengerechtes und problemloses Bestükken der Kohlebürste mit der Meldelitze erfolgt, wobei außerdem eine einfache und sichere Lagefixierung der Meldelitze gewährleistet sein soll. Auch soll sichergestellt sein, daß durch die Lagefixierung der Meldelitze keine Spannungen in der Kohlebürste auftreten, die insbesondere bei Schichtkohlebürsten zu unzulässigen Rißbildungen führen können.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meldelitze über eine von einer Seitenfläche ausgehende zweite Ausnehmung lagefixiert ist. Dabei wird die Meldelitze vorzugsweise über die von der Seitenfläche ausgehende zweite Ausnehmung wie Bohrung in der ersten Ausnehmung festgestampft.
  • Alternativ besteht auch die Möglichkeit, durch die zweite Ausnehmung ein Befestigungselement wie Schraube zur Lagefixierung der Meldelitze einzuführen.
  • Durch die erfindungsgemäße Lehre ist es nicht mehr erforderlich, daß die in Längsrichtung der Kohlebürste verlaufende Bohrung, innerhalb der die Meldelitze verläuft, einen erheblich größeren Querschnitt als die Meldelitze selbst aufweisen muß, um das zum Feststampfen benötigte Material einzubringen. Vielmehr kann die Längsbohrung dem Querschnitt der Meldelitze angepaßt werden, so daß eine hinreichende Restwandstärke verbleibt.
  • Dagegen kann die von der Seitenfläche ausgehende Bohrung einen relativ großen Querschnitt aufweisen, um über diese das Pulver zum Feststampfen der Meldelitze einzubringen und zu verdichten.
  • Vorzugsweise beläuft sich der Querschnitt der zweiten Ausnehmung, also derjenigen, die senkrecht oder in etwa senkrecht zur Längsachse der Kohlebürste verlaufen sollte, in etwa dem 1,5-fachen des Querschnitts der ersten Ausnehmung, die erwähntermaßen in etwa dem der Meldelitze angepaßt ist.
  • Um eine sichere Lagefixierung zu gewährleisten, sollte die zweite Ausnehmung im Abstand L/3 bis L/2 vom freien Ende des innerhalb der Kohlebürste verlaufenden Abschnitts der Meldelitze verlaufen, dessen Länge innerhalb der Kohlebürste L entspricht.
  • In Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich eine Kohlebürste, bei der die Meldelitze bereichsweise von einer Hülse umgeben ist, die sich innerhalb der ersten Ausnehmung erstreckt, dadurch aus, daß in der zweiten vorzugsweise senkrecht zur Längsachse der Kohlebürste verlaufenden Ausnehmung ein Stiftelement angeordnet ist, welches vorzugsweise oberhalb eines Randes der Hülse und diesen berührend verläuft. Insbesondere ist vorgesehen, daß die Hülse über die zweite vorzugsweise senkrecht zur Längsachse der Kohlebürste verlaufenden Ausnehmung in der ersten Ausnehmung festgestampft ist.
  • Da die Meldelitze vor Einbringen in die Kohlebürste abgelängt ist, muß sichergestellt sein, daß das freie Ende abisoliert ist. Hierzu kann vorgesehen werden, daß die Meldelitze nach dessen Ablängen und gegebenenfalls erfolgter Vorbehandlung in einem Ätzmittel in einem Kleber vorzugsweise aus Polyurethan-Basis getaucht wird.
  • Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Ausschnitt einer ersten Ausführungsform einer Kohlebürste,
    Fig. 2
    eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kohlebürste im Schnitt und Seitenansicht,
    Fig. 3
    die Kohlebürste gemäß Fig. 2 in Vorderansicht,
    Fig. 4
    die Kohlebürste gemäß Fig. 2 in Draufsicht,
    Fig. 5
    eine dritte Ausführungsform einer Kohlebürste und
    Fig. 6
    eine vierte Ausführungsform einer Kohlebürste.
  • In den Fig. 1 bis 5, in denen grundsätzlich gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, sind teilweise im Ausschnitt Kohlebürsten (10) bzw. (60) dargestellt, in denen eine stromführende Litze (12) und ein Abschaltnippel (14) angeordnet sein können (Fig. 1). Der Abschaltnippel (14) besteht aus isolierendem Material und ist in Richtung der Längsachse (16) der Kohlebürste (10) vorzugsweise mittels einer Schraubenfeder (18) federvorgespannt.
  • Sowohl die Litze (12) als auch der Abschaltnippel (14) sind mittels Einstampf- wie Metallpulver (20) bzw. (22) eingestampft. Zwischen dem den Abschaltnippel (14) abdeckenden Einstampfpulver (22) und der diesem zugewandten Stirnseite kann zusätzlich ein Isolierplättchen (24) angeordnet sein, an dem sich die Schraubenfeder (18) abstützt.
  • Die insoweit beschriebenen Elemente sind aus dem Stand der Technik bekannt und können auch bekannte Modifizierungen erfahren.
  • Innerhalb der Kohlebürste (10) verläuft des weiteren ein Abschnitt (26) einer Meldelitze (28). Über die Meldelitze (28) soll ein Signal ausgelöst werden, nämlich dann, wenn die mit einem nicht dargestellten Kommutator oder Schleifring wechselwirkende Kohlebürste (10) in einem Umfang abgenutzt ist, daß ein Erneuern angebracht ist, also bevor die Kohlebürste (10) in einem Umfang verbraucht ist, daß der Abschaltnippel (14) die Kohlebürste von dem Schleifring bzw. dem Kommutator abhebt.
  • Die Meldelitze (28), die im Ausführungsbeispiel in einer parallel zur Längsachse (16) der Kohlebürste (10) velaufenden Ausnehmung wie abgesetzte Bohrung (30) verläuft, ist isoliert. Zumindest der in der Bohrung (30) verlaufende Abschnitt (26) kann zusätzlich von Teflonmaterial (31) umgeben sein.
  • Der sich in der Bohrung (30) erstreckende Abschnitt (26) der Meldelitze (28) verläuft in Längsrichtung der Bohrung (30).
  • Der Abschnitt (26) der Meldelitze (28) ist bereichsweise von einer Hülse (32) umgeben, die einen flanschartig ausgebildeten oberen Rand (34) aufweist, der bei montierter Meldelitze (28) an einem Absatz (36) der abgestuften Bohrung (30) anliegt.
  • Der Abschnitt (26) steht über der Hülse (32) vor, so daß sich das freie Ende (38) des Abschnittes (26) in einem Raum (44) erstreckt, der zwischen dem Boden (42) der Bohrung (30) und dem unteren Rand der Hülse (32) verläuft. Da das freie Ende (38) der Meldelitze (28) abisoliert ist, kann eine Isolierung gegebenenfalls mit einem Klebermaterial erfolgen, um nicht vorzeitig ein Signal zu erzeugen, das ansonsten durch beim Ablaufen der Kohlebürste erzeugten Kohlenstaub hervorgerufen werden könnte.
  • Damit die Meldelitze (28) zu der Hülse (32) nicht verrutschen kann, werden diese miteinander z.B. durch Crimpen verquetscht. Dieser Bereich ist in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen (40) gekennzeichnet.
  • Der flanschartige Rand oder Bund (34) ist in bezug auf die freie Oberfläche (46) der Seite der Kohlebürste (10) zurückversetzt angeordnet, von der die abgestufte Bohrung (30) ausgeht.
  • Um die Hülse (32) und damit die Meldelitze (28) eindeutig zu positionieren, kann die Hülse in der Kohlebürste durch Klebermaterial oder durch einen Stift lagefixiert werden. Dies soll an Hand der Fig. 2 bis 5 erläutert werden.
  • So ist in den Fig. 2 bis 4 eine Schichtkohlenbürste (60) dargestellt, die aus zusammengeklebten Schichten (62) und (64) besteht. Von der Stirnfläche (66) der Kohlebürste (60) geht einerseits die abgestufte Bohrung (30) für die nicht dargestellte Meldelitze (28) und andererseits eine schräg verlaufende Bohrung (68) für eine stromführende Litze aus.
  • In die Bohrung (30) wird die Hülse (32) mit der nicht dargestellten Meldelitze eingebracht, wobei der Rand (34) der Hülse (32) auf dem Absatz (36) der gestuften Bohrung (30) aufliegt. Dieser Absatz (36) kann durch eine beliebige Querschnittsveränderung hervorgerufen werden.
  • Um ein unkontrolliertes axiales Verschieben der Hülse (32) auszuschließen, verläuft von einer Seitenfläche (72) der Schicht (64) der Kohlebürste (60) eine senkrecht zur Längsachse (16) der Kohlebürste (60) sich erstreckende Ausnehmung wie Bohrung (74), in die ein Stift einbringbar ist. Dabei ist die Bohrung (74) bzw. der Stift dimensionsmäßig so ausgelegt, daß der Stift (76) die Umfangsfläche des Randes (34) berührt.
  • Da sich die Bohrung (74) ausschließlich in einer der Schichten der Kohlebürste (60) erstreckt, können Spannungen zwischen den Schichten nicht auftreten, durch die ein Auseinanderplatzen oder das Ausbilden von Haarrissen in der Kohlebürste (60) ausgeschlossen ist.
  • Die Lagefixierung der Hülse (32) in der Bohrung (30) der Kohlebürste (70) nach Fig. 5 erfolgt durch Klebermaterial, welches in den Raum (78) dosiert eingebracht wird, der sich zwischen der Oberfläche (80) der Kohlebürste (70) und der oberen freien Fläche des Bundes (34) der Hülse (32) erstreckt.
  • Da das Klebermaterial -angedeutet durch die geschwärzten Ecken (82) und (84)- erst nach Positionieren der Hülse (32) in der Bohrung (30), also nach dem Aufliegen des Randes (34) auf dem Absatz (36) der Bohrung (30) eingebracht wird, gelangt nur eine geringe Klebermenge in den Bereich zwischen Hülse (32) bzw. deren Rand (34) und der Wandung der Bohrung (30). Dies wiederum hat zur Folge, daß Wärmedehnungen nicht zu Rissen führen können.
  • Zu erwähnen ist noch, daß eine Lagefixierung der Hülse (32) auch dadurch erfolgen kann, daß der Stift (76) nicht oberhalb des Bundes (34) verläuft, sondern sich seitlich entlang der Hülse erstreckt und diese tangential berührt, um eine Lagefixierung zu erreichen. Auch besteht die Möglichkeit, die Hülse durch ein von einer Seitenfläche und vorzugsweise senkrecht zur Längsachse der Hülse verlaufende Ausnehmung dadurch lagezufixieren, daß in diese z.B. Kohlenstoffmaterial eingestampft wird. Auch kann eine Lagefixierung durch z.B. ein Befestigungselement wie Schraube erfolgten.
  • In der Fig. 6 ist ein Querschnitt einer Kohlebürste (100) dargestellt, die eine quaderförmige Geometrie aufweist.
  • Parallel zur Längsachse (112) der Kohlebürste sind Bohrungen (114) und (116) vorgesehen. In der Bohrung (114) ist ein Abschaltnippel (118) angeordnet. Der Abschaltnippel (118) besteht aus einem isolierenden Material und ist in Richtung der Längsachse (112) der Kohlebürste vorzugsweise mit einer nicht näher bezeichneten Schraubenfeder vorgespannt.
  • Koaxial zum Abschaltnippel (118) und oberhalb von diesem verläuft eine stromleitende Litze (120).
  • In der Längsbohrung (116) ist eine Meldelitze (122) angeordnet, die sich mit einem Abschnitt (124) der Länge L innerhalb der Bohrung (116) erstreckt. Der Querschnitt der Bohrung (116) entspricht in etwa dem der Meldelitze (122).
  • Die Meldelitze (122) ist innerhalb der Bohrung (116) isoliert. Hierzu ist die Meldelitze (122) bzw. dessen in der Bohrung (116) vorhandene Abschnitt (124) vorzugsweise mit Teflon ummantelt. Die Meldelitze (122) ist endseitig mit einem Ätzmittel vorbehandelt worden, um sodann in einen vorzugsweise aus Polyurethan bestehenden Kleber eingetaucht zu werden. Somit ist das sich in der Bohrung (116) erstreckende freie Ende mit einem Kleber isoliert.
  • Das freie mit dem Kleber umgebene Ende (126) der Meldelitze (122) verläuft unterhalb des Abschaltnippels (118). Folglich gelangt bei Abnutzung der Kohlebürste (110) zunächst das Ende (126) mit einem nicht dargestellten Kommutator oder Schleifring in elektrisch leitende Verbindung, bevor die Kohlebürste (110) über den Abschaltnippel (118) von dem Kommutator bzw. Schleifring abgehoben wird. Durch die stromleitende Verbindung zwischen der Meldelitze und dem Kommutator bzw. dem Schleifring wird ein Signal ausgelöst, durch das angezeigt wird, daß die Kohlebürste (110) zu erneuern ist.
  • Um die Meldelitze (122) in der gewünschten Position innerhalb der Längsbohrung (116) festzulegen, geht von einer Seitenfläche (128) der Längsbohrung (116) eine Querbohrung (130) aus, die vorzugsweise senkrecht zur Längsachse (112) der Kohlebürste (110) verläuft. Über die Querbohrung (130) wird nun z. B. aus Kupfer oder aus Eisen bestehendes Pulver oder Kohlenstoff eingebracht, um die Meldelitze (122) bzw. den Abschnitt (124) festzustampfen, um diesen also unverrückbar in der Längsbohrung (116) zu fixieren. Dabei kann der Querschnitt der Querbohrung (130) erheblich größer als der der Meldelitze (122) sein, um in erforderlichem Umfang das zum Feststampfen benötigte Pulver einzubringen und zu verdichten.
  • Anstelle von festzustampfenden Pulver kann in die Querbohrung (130) auch eine Schraube oder ein anderes Befestigungselement eingebracht werden, mittels dessen die Lagefixierung des Abschnitts (124) und damit der Meldelitze (122) erfolgt.
  • Vorzugsweise entspricht der Querschnitt der Querbohrung (130) dem 1,5-fachen der Meldelitze (122).
  • Die Querbohrung (130) sollte des weiteren etwa im Abstand vom L/3 bis L/2 zum freien Ende (126) des Abschnitts (124) der Meldelitze (122) verlaufen.

Claims (9)

  1. Kohlebürste (110) mit quader- oder zylinderförmiger Geometrie mit Seiten- oder Stirnflächen, wobei eine Stirnfläche an einen Kommutator oder Schleifring eines Elektromotors anlegbar ist, umfassend in der Kohlebürste angeordnete stromführende Litze (120), gegebenenfalls einen aus Isoliermaterial bestehenden, in Kohlebürstenlängsachse federvorgespannten Abschaltnippel (118) sowie eine Meldelitze (122), die mit einem Abschnitt (124) einer vorzugsweise in Längsrichtung (112) der Kohlebürste verlaufenden ersten Ausnehmung (116) wie Bohrung angeordnet und lagefixiert ist, um zur Anzeige eines bestimmten Kohlebürstenverbrauchs durch Wechselwirken mit dem Kommutator oder Schleifring ein Signal zu erzeugen,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Meldelitze (122, 124) über eine von einer Seitenfläche (128) der Kohlebürste (110) ausgehenden zweiten Ausnehmung (130) lagefixiert ist.
  2. Kohlebürste nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Meldelitze (122) über die von der senkrecht oder nahezu zu der ersten Ausnehmung ((116) verlaufenden Seitenfläche (128) ausgehende zweite Ausnehmung wie Bohrung (130) in der ersten Ausnehmung (116) festgestampft oder über ein die zweite Ausnehmung (130) durchsetzendes Befestigungselement wie Schraube lagefixiert ist.
  3. Kohlebürste nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Querschnitt der zweiten Ausnehmung (130) größer als der der ersten Ausnehmung (116) ist, vorzugsweise dem 1,5-fachen des Querschnitts der ersten Ausnehmung (116) entspricht.
  4. Kohlebürste nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Meldelitze bereichsweise von einer Hülse (32) umgeben ist, die sich innerhalb der ersten Ausnehmung erstreckt,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in der zweiten vorzugsweise senkrecht zur Längsachse (16) der Kohlebürste (60) verlaufenden Ausnehmung (74) ein Stiftelement (76) angeordnet ist, welches vorzugsweise oberhalb eines Randes (34) der Hülse (32) und diesen berührend verläuft.
  5. Kohlebürste nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Hülse (32) über die zweite vorzugsweise senkrecht zur Längsachse (16) der Kohlebürste (60) verlaufenden Ausnehmung (74) in der ersten Ausnehmung (30) festgestampft ist.
  6. Kohlebürste nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der flanschartige Rand (34) der Hülse (32) spielfrei oder im wesentlichen spielfrei zwischen einem Absatz (36) der ersten Ausnehmung (30) wie abgesetzter Bohrung und dem Stiftelement (76) angeordnet ist.
  7. Kohlebürste nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sich innerhalb der zweiten Ausnehmung (74) ein die Hülse (32) lagefixierendes Stiftelement (76) erstreckt.
  8. Kohlebürste nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kohlebürste eine Schichtkohlebürste (60) ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die zweite, vorzugsweise senkrecht zur Längsachse (16) der Kohlebürste (60) verlaufende Ausnehmung (74) ausschließlich innerhalb einer der Kohlebürstenschichten (62, 64) verläuft.
  9. Kohlebürste nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der innerhalb der Kohlebürste (110) verlaufende Abschnitt (124) der Meldelitze (122) eine Länge L aufweist und die zweite Ausnehmung (130) im Abstand L/3 bis L/2 vom freien Ende der Meldelitze verläuft.
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