EP0723318B1 - Kohlebürste - Google Patents

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EP0723318B1
EP0723318B1 EP96104231A EP96104231A EP0723318B1 EP 0723318 B1 EP0723318 B1 EP 0723318B1 EP 96104231 A EP96104231 A EP 96104231A EP 96104231 A EP96104231 A EP 96104231A EP 0723318 B1 EP0723318 B1 EP 0723318B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carbon brush
recess
sleeve
section
signal lead
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP96104231A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0723318A3 (de
EP0723318A2 (de
Inventor
Horst Ulm
Günter Schardt
Anton Swoboda
Edmund Kübler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
Original Assignee
Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE9211524U external-priority patent/DE9211524U1/de
Application filed by Schunk Kohlenstofftechnik GmbH filed Critical Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
Publication of EP0723318A2 publication Critical patent/EP0723318A2/de
Publication of EP0723318A3 publication Critical patent/EP0723318A3/de
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Publication of EP0723318B1 publication Critical patent/EP0723318B1/de
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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, one end face on a commutator or slip ring of an electric motor can be applied, comprising current-carrying ones arranged in the carbon brush Strand, possibly an insulating material, in the longitudinal axis of the carbon brush spring-loaded shut-off nipple as well as a signaling wire with a section in one preferably in the longitudinal direction of the carbon brush extending first recess such as bore is arranged and fixed in order to display a specific carbon brush consumption generate a signal by interacting with the commutator or slip ring.
  • Signaling braids can at least in the section running inside the carbon brush be covered at least in regions with Teflon or an equivalent material. The section is then glued into the recess. So that the signal wire from the Adhesive material cannot slip out - Teflon will not accept an adhesive - will on the one hand, the section surrounded by Teflon has a wavy or twisted geometry embossed and on the other hand the section loop or U-shaped in the recess relocated. The installation of corresponding signal wires is clearly complex.
  • FR-A 2 223 858 it is known to use a signal wire surrounded by an insulating jacket to be arranged in a sleeve made of insulating material, which can be fixed in position without being fixed at the end at least in areas within a correspondingly adapted recess of the Carbon brush extends.
  • EP 0 232 209 A1 uses optical conductors to detect carbon brush wear used to send and receive light signals.
  • DE 28 04 547 A1 discloses a carbon brush for collector motors, in which one signaling wire surrounded by an insulating jacket is arranged in a longitudinal bore.
  • the G 84 33 023 U1 is a prefabricated one Proposed plastic sleeve 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 signal wire in the Sleeve remains, it is slotted, so that the signal wire when inserted into the carbon brush is clamped between the mutually movable longitudinal halves of the sleeve.
  • the bore for receiving the sleeve is too large compared to its outer diameter, a secure hold of the signal wire is not guaranteed. Even at high temperatures the sleeve is melted, causing an uncontrolled displacement of the signal wire he follows.
  • the present invention has for its object a carbon brush of the beginning to further develop the described type in such a way that it is easy to assemble in an automated manner the carbon brush is made with the signal wire, which is also a simple and safe Fixation of the signal wire should be guaranteed. It should also be ensured that through the position fixation of the signal wire no tensions in the carbon brush occur, in particular with layered carbon brushes can lead to inadmissible cracks.
  • the object is achieved in that the signal wire via one of a second recess extending in the longitudinal direction of the carbon brush it is fixable in position that the signaling wire via the second recess in the first Mashed recess or via a through the second recess with the signal wire or a receiving the signal wire sleeve interacting fastener is fixed in position.
  • the longitudinal bore in the carbon brush, within which the signal wire runs considerably larger cross-section than the signal wire itself must have in order to pound bring the required material.
  • the longitudinal bore can be the cross section of the Signaling wire must be adjusted so that a sufficient residual wall thickness remains.
  • the bore emanating from the side surface can have a relatively large cross section have to bring in and over this the powder for pounding the signal wire condense.
  • the cross section of the second recess that is to say the one, preferably amounts to should run perpendicular or approximately perpendicular to the longitudinal axis of the carbon brush, approximately 1.5 times the cross section of the first recess, which is said to be approximately that the signal wire is adapted.
  • the second recess should be at a distance L / 3 to L / 2 from the free end of the section of the carbon brush
  • the signal wire runs, the length of which corresponds within the carbon brush L.
  • a carbon brush is distinguished characterized in that a pin element is arranged in the second recess, which preferably above an edge of the sleeve and touching it.
  • the sleeve over the second preferably perpendicular to the longitudinal axis of the carbon brush extending recess is pounded in the first recess.
  • the signal wire Since the signal wire is cut to length before being inserted into the carbon brush, it must be ensured that that the free end is stripped. For this purpose, it can be provided that the signal wire after their cutting to length and, if appropriate, pretreatment in one etchant in one Glue is preferably dipped from a polyurethane base.
  • shut-off nipple (14) is made of insulating material and is in the direction of the longitudinal axis (16) of the carbon brush (10) is preferably spring-biased by means of a helical spring (18).
  • Both the stranded wire (12) and the shut-off nipple (14) are made of powdered metal or powder (20) or (22) stamped. Between the one that covers the shut-off nipple (14) Punching powder (22) and the end face facing it can also have an insulating plate (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 one not shown commutator or slip ring interacting carbon brush (10) in one Scope is worn that a renewal is appropriate, that is, before the carbon brush (10) in to an extent that the shut-off nipple (14) removes the carbon brush from the slip ring or the commutator.
  • the signaling wire (28), which in the embodiment in a parallel to the longitudinal axis (16) of the Carbon brush (10) extending recess such as stepped bore (30) is isolated. At least the section (26) running in the bore (30) can additionally contain Teflon material (31) be surrounded.
  • the section (26) of the signaling wire (28) extending in the bore (30) runs in 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 is installed (28) abuts a shoulder (36) of the stepped bore (30).
  • the section (26) protrudes over the sleeve (32) so that the free end (38) of the section (26) in a space (44) extending between the bottom (42) of the bore (30) and the lower edge of the sleeve (32). Since the free end (38) of the signal wire (28) is stripped, insulation can optionally be done with an adhesive material to not to generate a signal prematurely, which otherwise occurs when the carbon brush runs out generated coal dust could be caused.
  • the flange-like edge or collar (34) is in relation to the free surface (46) of the side the carbon brush (10) is arranged set back, from which the stepped bore (30) starts.
  • the sleeve In order to clearly position the sleeve (32) and thus the signaling wire (28), the sleeve be fixed in position in the carbon brush according to the invention by a pin. This is supposed to will be explained with reference to FIGS. 2 to 5.
  • a layered carbon brush (60) is shown, which consists of glued together Layers (62) and (64) exist. From the end face (66) of the carbon brush (60) goes on the one hand 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.
  • the sleeve (32) with the signaling wire (not shown) is introduced into the bore (30), wherein the edge (34) of the sleeve (32) rests on the shoulder (36) of the stepped bore (30).
  • This paragraph (36) can be caused by any change in cross section.
  • the position of the sleeve (32) can also be fixed by that the pin (76) does not run above the collar (34), but laterally along the Extends sleeve and touches it tangentially to achieve a position fix. Also there is the possibility of the sleeve by one of a side surface and preferably Fixing the recess perpendicular to the longitudinal axis of the sleeve in that these 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 is a cuboid Has 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) consists of an insulating material and is in the direction of the longitudinal axis (112) Carbon brush preferably biased with a coil spring, not specified.
  • a current-conducting strand runs coaxially to the shut-off nipple (118) and above it (120).
  • a signaling wire (122) is arranged in the longitudinal bore (116) and is aligned with a section (124) of length L extends within the bore (116).
  • the cross section of the bore (116) corresponds approximately to that of the signal wire (122).
  • the signal wire (122) is insulated within the bore (116).
  • the signal wire (122) has been pretreated at the end with an etchant in order to then to be immersed in an adhesive preferably made of polyurethane.
  • an adhesive preferably made of polyurethane.
  • a transverse bore goes from a side surface (128) of the carbon brush (110) (130), which preferably runs perpendicular to the longitudinal axis (112) of the carbon brush (110).
  • z. B. made of copper or iron powder or carbon is introduced to tamp the signaling wire (122) or the section (124). so that it can be immovably fixed in the longitudinal bore (116).
  • the Cross section of the transverse bore (130) to be considerably larger than that of the signaling wire (122) in to the extent necessary to introduce and compact the powder required for pounding.
  • a screw can also be inserted into the transverse bore (130) or another fastening element can be introduced, by means of which the position fixation 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 cross hole (130) should also be approximately at a distance from L / 3 to L / 2 to the free The end (126) of the section (124) of the signal wire (122) run.

Landscapes

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

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 in 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.
Um 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.
Aus Patent Abstracts of Japan Vol. 7, Nr. 80 (E-168, 2, April 1983) ist ein Erdungskontakt bekannt, bei dem von einer Kohlebürste Vorsprünge abragen, die auf einer Welle abstützbar sind. In dem Raum zwischen der Welle und der wellenseitigen Stirnfläche der Kohlebürste ragt eine Meldelitze, um den Verschleiss der Vorsprünge zu überwachen. Aus der DE-A-2 128 457 ist eine Befestigung von Abschaltvorrichtungen von Schleifkontakten von elektrischen Maschinen zu entnehmen. Hierzu wird ein Abschaltkontakt mittels eines Zapfens bzw. eines Blocks aus gepresstem Pulver benutzt, der über eine von einer Stirnfläche der Kohlebürste ausgehenden Bohrung einbringbar und gegebenenfalls zusätzlich verklebbar ist. Dabei kann die Bohrung gegebenenfalls unter einem von 90° abweichenden Winkel zu der Abschaltvorrichtung verlaufen.
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 in Längsrichtung der Kohlebürste verlaufenden Seitenfläche ausgehende zweite Ausnehmung dadurch Lagefixierbar ist, dass die Meldelitze über die zweite Ausnehmung in der ersten Ausnehmung festgestampft oder über ein die zweite Ausnehmung durchsetzendes mit der Meldelitze oder einer die Meldelitze aufnehmenden Hülse zusammenwirkendes Befestigungselement lagefixiert ist.
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 dadurch aus, daß in der zweiten Ausnehmung ein Stiftelement angeordnet ist, welches vorzugsweise oberhalb eines Randes der Hiilse und diesen berührend verläuft. Insbesondere ist vorgesehen, daß die Hiilse iiber 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 deren 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, jedoch ohne erfindungsgemäße Lagefixierung einer Meldelitze,
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. in Draufsicht,
Fig. 5
eine dritte Ausführungsform einer Kohlebürste, jedoch ohne erfindungsgemäße Lagefixierung einer Meldelitze, 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) verlaufenden 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, wird die Hülse in der Kohlebürste erfindungsgemäß 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, die keine Kohlebürste mit der erfindungsgemäßen Lagefixierung der Meldelitze darstellt, 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 Kohlebürste (110) 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 (8)

  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) in 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 in Längsrichtung der Kohlebürste (110) verlaufenden Seitenfläche (128) ausgehende zweite Ausnehmung (130) dadurch Lagefixierbar ist, dass die Meldelitze über die zweite Ausnehmung in der ersten Ausnehmung (116) festgestampft oder iiber ein die zweite Ausnehmung (130) durchsetzendes mit der Meldelitze oder einer die Meldelitze aufnehmenden Hülse (32) zusammenwirkendes Befestigungselement lagefixiert ist.
  2. Kohlebürste nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zweite Ausnehmung (130) senkrecht oder nahezu senkrecht zu der ersten Ausnehmung (116) verläuft.
  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,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in der zweiten Ausnehmung (74) ein Stiftelement (76) angeordnet ist, welches vorzugsweise oberhalb eines Randes (34) der Hülse (32) und diesen berührend verläuft.
  5. Kohlebürste nach einem der Ansprüche 1-3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Hülse (32) über die zweite vorzugsweise senkrecht zur Längsachse (16) der Kohlebürste (60) verlaufende 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, 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.
  8. 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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