EP2856580B1 - Kohlebürste mit zentrierhülse - Google Patents

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EP2856580B1
EP2856580B1 EP13730139.6A EP13730139A EP2856580B1 EP 2856580 B1 EP2856580 B1 EP 2856580B1 EP 13730139 A EP13730139 A EP 13730139A EP 2856580 B1 EP2856580 B1 EP 2856580B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sleeve
centering sleeve
carbon brush
centering
stranded
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP13730139.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2856580A1 (de
Inventor
Klaus-Georg Tontsch
Reiner Pfeiffer
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
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schunk Kohlenstofftechnik GmbH filed Critical Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
Publication of EP2856580A1 publication Critical patent/EP2856580A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2856580B1 publication Critical patent/EP2856580B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • H01R39/59—Means structurally associated with the brushes for interrupting current

Definitions

  • the invention relates to a carbon brush with a wear limit reporting function, with a current-carrying strand arranged in a brush body and with a message strand which is surrounded and fixed at a conductor end portion of a sleeve having an insertion opening, wherein the sleeve is arranged in a recess formed in the brush body.
  • the message function fulfilled by the message cord can be supplemented by a shutdown function which forcibly stops the operating power supply via the (operating) current-carrying Litze entailed.
  • This shutdown function can be designed as a mechanical shutdown device.
  • a shutdown device is known, which is designed as a composite of several components assembly in the brush body.
  • the switch-off device has an electrically insulating Abschaltnippel, which is received under spring preload in a receiving bore.
  • a compression spring connected to the shut-off nipple is supported on a compacted filling compound filled into the receiving bore, which as a rule consists of a metal powder.
  • One way to circumvent the complex design of a mechanical shutdown function is to form the message splice such that it also fulfills the shutdown function in an electrical manner in addition to the reporting function.
  • the Meldelitze is designed as a contact conductor for the shutdown function for controlling an electrical shutdown device.
  • both the recess for the Meldelitze and for the operating current-carrying strand are designed as possible uniformly dimensioned recordings.
  • the object underlying the invention is to design the connection of a strand, in particular the message strand, with the carbon brush such that the strand can be securely fixed in the carbon brush body with a few simple manufacturing steps.
  • the sleeve is designed as such a centering sleeve whose inner diameter at the insertion an outer diameter corresponds and has a conical taper in the insertion direction.
  • the conical taper of the inner diameter is limited to a section adjacent to the insertion opening, the centering sleeve subsequently having a section of constant inner diameter.
  • the conical taper can basically extend over the entire length of the sleeve, so the sleeve in its entirety represent an inner cone whose inner diameter is constantly reduced at a constant outer diameter of the Ein Industriesrand with any thin wall thickness to the opposite end.
  • the conical course in the longitudinal direction of the centering sleeve is limited to a section adjacent to the insertion opening, to which a region is constant Inside diameter connects. This embodiment is easy to implement in terms of manufacturing technology and gives the sleeve a sufficient stability.
  • the limited in its length to the region of the insertion cone-shaped portion is advantageously formed so that the cone angle of the centering corresponds to a point angle of a center drill.
  • This configuration allows the shaping of the sleeve interior in production technology simple way through a hole with a center drill.
  • a preferred cone angle of 30 ° ensures obstacle-free insertion of the strand bundle.
  • the centering sleeve is designed as a closed sleeve on one side.
  • This cup-shaped centering sleeve surrounds the Litzenendabrough as electrically insulating socket within the carbon brush body - optionally in conjunction with an applied on the outer wall of the strand insulating adhesive layer - and prevents in normal operation electrical contact with the carbon brush.
  • An electrically conductive connection with the carbon brush body or the commutator comes off only when due to the carbon brush wear and abrasion of the (cup) bottom is done.
  • the centering sleeve can be designed as a sleeve open on both sides.
  • the strand end portion protrudes beyond the lower sleeve end and may be enclosed by an insulating adhesive layer.
  • the Meldelitze is crimped by crimping with the centering sleeve or glued into it. These joining techniques are easy to perform production technology before inserting the assembly in the carbon brush body and ensure a sufficiently high-tensile strength connection.
  • the centering sleeve is glued into the recess of the brush body.
  • the bonding of the centering can be done with an insulating adhesive material.
  • the centering sleeve is made of electrically non-conductive material.
  • the material may be, for example, an insulating plastic. This ensures that, as long as the wear limit has not yet been reached, the message cord has no electrical contact with the carbon brush body or the slip ring.
  • the centering sleeve may be made of metal, wherein an electrically non-conductive adhesive material is used as an insulating sheath when gluing the centering in the recess of the brush body and the centering sleeve is designed as a sleeve open on both sides. Due to its elasticity, a metallic sleeve allows both easy squeezing of the message strand and easy fitting of the sleeve into the recess of the carbon brush body. In addition, the metal can be reliably bonded. In the case of a metallic centering sleeve, this is open at the bottom so as not to damage the commutator.
  • the message strand and the centering sleeve are fixed by tamping with a ramming powder in the recess. If the drilling depth of the recess is greater than the sleeve length, then the sleeve can be fixed with the melding rope fastened in it by tamping a sheathed section of the message rope above the sleeve insertion opening with a ramming powder.
  • the ramming powder may in this case be a metallic ramming powder.
  • the strand end section can have exposed individual wires within the recess which are surrounded by an insulating stamping powder for fixing the message strand and the centering sleeve.
  • an insulating stamping powder for fixing the message strand and the centering sleeve.
  • the centering sleeve is used as a sleeve made of conductive material for the connection of the current-carrying stranded wire with the brush body (4).
  • the use of a sleeve in the embodiment as a centering sleeve is not limited to mounting a Meldelitze, but can also be used advantageously in the form of a metallic sleeve for producing a mechanical and electrical connection of the current-carrying stranded wire.
  • Fig. 1a shows a carbon brush 2 with a carbon brush body 4, which has a recess 6.
  • the recess 6 is preferably formed as a bore into which a centering sleeve 8 according to the invention is inserted.
  • the centering sleeve 8 receives a message cord 10.
  • a Litzenendabêt 12 of the Meldelitze 10 is connected to the centering sleeve 8, preferably by crimping with the centering sleeve 8 pressed or glued to this.
  • the carbon brush body 4 still another, not shown recess for receiving a live wire, via which the operating current is supplied and transmitted via a contact surface at the lower end of the carbon brush 2 on a slip ring.
  • the centering sleeve 8 itself is glued into the recess 6 with preferably insulating adhesive material and forms a cup-shaped insulating socket for the Litzenendabexcellent 12 of the Meldelitze 10, wherein at the end of the Litzenendabitess 12 exposed by stripping single wires 13, 14 bundle-like in the interior 20 (FIGS. Fig. 2 ) of the centering sleeve 8 protrude.
  • the contact surface of the carbon brush body 4 moves with the slip ring in the direction of the lower end of the centering 8, so that the tip of an insulating bottom 16 of the centering 8 is affected by the abrasion and at further wear the individual wires 13, 14 come into contact with the brush body 4 via the slip ring, whereby a warning signal is triggered.
  • Fig. 1b shows a further embodiment, which differs from the embodiment in Fig. 1a only differs in that the signal wire 10 is not stripped in their Litzenendabites 12, but has an insulating sheathing or encapsulation.
  • Fig. 2 shows a centering sleeve 8 according to the invention in detail.
  • the - not shown to scale - centering 8 is made of electrically non-conductive material and has the shape of a cylindrical body 18 with a cavity or interior 20 which is bounded at the lower end by the tapered bottom 16 and at the upper end an insertion 22nd for the reporting cord 10 has.
  • This cup-shaped configuration provides an insulated socket for the strand end section 12 of the message strand 10 within the carbon brush body 4.
  • the cylindrical base body 18 has a constant shape Outer diameter 24 and an inner diameter 26a, which corresponds to the insertion opening 22 almost the outer diameter 24, so that there the wall thickness and thus the end face goes to zero.
  • the introduction of the message cord 10 is considerably simplified.
  • the bundle 14 of individual wires 13, 14 initially slides in the bore 6 in the carbon brush body 4 along and then, without experiencing the resistance of a stepped shoulder, in the interior 20 of the centering sleeve 8 to the bottom before.
  • Adjoining the insertion opening 22 is an inner cone 30 that tapers in the direction of the sleeve bottom 16, which leads the individual wires 14 and, in the further course, merges into a section 32 of constant inner diameter 26b.
  • the centering sleeve 8 according to the invention can be used in an advantageous manner completely in a bore 6 of the carbon brush body 4.
  • the cavity 20 is formed in manufacturing technology simple manner by drilling with a center drill, so that for the cone angle ⁇ results in a value that can be selected according to the apex angle of the center drill.
  • a cone angle ⁇ of 30 ° has proven to be favorable to be able to insert the strand end portion 12 without having to fear the risk of everting the individual wires 13, 14.
  • other cone angles ⁇ are also possible - even conical angles ⁇ independent of a drill geometry, as long as a problem-free insertion of the strand end section 12 succeeds and the advantage of forming the cone by means of the center drill is dispensed with.
  • the centering sleeve 8 can also be designed as a sleeve open on both sides without bottom 16, if it is ensured that the exposed individual wires 13, 14 do not come into contact with the brush body 4. This can for example by a fixation the centering sleeve 8 previously introduced into the recess 6 electrically non-conductive adhesive material can be achieved, which completely lines the recess 6 in an insulating manner.
  • the centering sleeve 8 may consist of conductive material, wherein an electrically non-conductive adhesive material is used as an insulating sheath when gluing the centering sleeve 8 in the recess 6 of the brush body 4.
  • an electrically non-conductive adhesive material is used as an insulating sheath when gluing the centering sleeve 8 in the recess 6 of the brush body 4.
  • the insulating effect of a centering sleeve 8 made of insulating (plastic) material is replaced by the adhesive layer.
  • the centering sleeve 8 can also be used as a sleeve made of conductive material for the connection of a current-carrying stranded wire with the brush body 4. Also in this arrangement for fixing the current-carrying strand, the conical configuration 30 at the insertion opening 22 causes a simplified insertion of the current-carrying stranded wire.
  • the centering sleeve 8 may also be designed as a sleeve open on both sides, since an enveloping insulation within the brush body 4 is not required - on the contrary even must be avoided.
  • Fig. 3 shows a carbon brush 2 with a carbon brush body 4, in the recess 6 which is arranged in the centering sleeve 8 according to the invention
  • Meldelitze 10 is tamped.
  • the centering sleeve 8 is as in Fig. 1a formed as a one-sided closed sleeve made of insulating material and takes up the strand end portion 12 of an unimasked in this embodiment Meldelitze 10.
  • the bundle 14 protrudes from exposed individual wires 13, 14 into the interior of the centering sleeve 8 and is glued there with an adhesive layer 17.
  • crimping or compression is possible.
  • the arrangement of Meldelitze 10 and centering 8 is fixed above the insertion of the centering 8 with an insulating ramming powder 15.

Landscapes

  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
  • Brushes (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kohlebürste mit einer Verschleißgrenzenmeldefunktion, mit einer in einem Bürstenkörper angeordneten stromführenden Litze und mit einer Meldelitze, die an einem Leiterendabschnitt von einer Hülse mit einer Einführöffnung umgeben und fixiert ist, wobei die Hülse in einer im Bürstenkörper ausgebildeten Ausnehmung angeordnet ist.
  • Bei elektrisch angetriebenen Handarbeitsgeräten, wie beispielsweise Bohrmaschinen, die im gewerblichen Einsatz betrieben werden, kommt es zur möglichst effektiven Nutzung der Arbeitszeit darauf an, Wartungsmaßnahmen an den Handarbeitsgeräten, die insbesondere den Austausch der Kohlebürsten betreffen, hinreichend genau einplanen zu können. Damit ist sichergestellt, dass rechtzeitig zum vorausgesehenen Wartungstermin die erforderlichen Verschleißteile bereitstehen und Arbeitszeitausfälle auf Grund ungeplanter Wartungsarbeiten weitestgehend vermieden werden können.
  • Zur rechtzeitigen Information über den Zustand der Kohlebürsten und als Warnhinweis über das bevorstehende Erreichen der Verschleißgrenze der Kohlebürsten ist es daher üblich, Kohlebürsten mit einer sogenannten Meldelitze zu versehen, die so ausgebildet bzw. im Bürstenkörper der Kohlebürste angeordnet ist, dass sich zur Ankündigung des bevorstehenden Erreichens der Verschleißgrenze ein elektrisch leitender Kontakt zwischen der Meldelitze und dem Schleifring bzw. dem Kommutator des Antriebsmotors des Handarbeitsgeräts einstellt.
  • Um zu vermeiden, dass es infolge einer Fortsetzung des Betriebs des Handarbeitsgeräts über die Verschleißgrenze hinaus zu Beschädigungen an dem Handarbeitsgerät kommt, kann die durch die Meldelitze erfüllte Meldefunktion noch durch eine Abschaltfunktion ergänzt werden, die eine zwangsweise Unterbrechung der Betriebsstromzuführung über die (betriebs)stromführende Litze zur Folge hat. Diese Abschaltfunktion kann als mechanische Abschalteinrichtung ausgeführt sein. So ist beispielsweise aus der EP 0 512 234 BI eine Abschalteinrichtung bekannt, die als eine aus mehreren Bestandteilen zusammengesetzte Baugruppe im Bürstenkörper ausgebildet ist. Die Abschalteinrichtung weist einen elektrisch isolierend ausgebildeten Abschaltnippel auf, der unter Federvorspannung in eine Aufnahmebohrung aufgenommen ist. Zur Erzeugung der Federvorspannung stützt sich eine mit dem Abschaltnippel verbundene Druckfeder an einer in die Aufnahmebohrung eingefüllten verdichteten Füllmasse ab, die in der Regel aus einem Metallpulver besteht. Durch ein mechanisches Abheben der Kohlebürste vom Kommutator bzw. vom Schleifring des Elektromotors wird die Unterbrechung der Stromzuführung gewährleistet.
  • Auf Grund dieser komplexen Ausgestaltung der Abschalteinrichtung erweist sich auch deren Herstellung als entsprechend aufwändig mit einer Vielzahl von aufeinanderfolgend auszuführenden Herstellungsschritten, beginnend mit dem Einbringen der Aufnahmebohrung, dem anschließenden Installieren der Abschaltnippel/Druckfeder-Kombination und schließlich der Teilverfüllung der Aufnahmebohrung mit dem Metallpulver zur Schaffung eines Widerlagers für die Druckfeder.
  • Eine Möglichkeit, die aufwändige Konstruktion einer mechanischen Abschaltfunktion zu umgehen, besteht darin, die Meldelitze derart auszubilden, dass sie neben der Meldefunktion auch die Abschaltfunktion auf elektrische Weise erfüllt. Dabei ist die Meldelitze als Kontaktleiter für die Abschaltfunktion zur Ansteuerung einer elektrischen Abschaltvorrichtung ausgebildet. Daneben sind sowohl die Ausnehmung für die Meldelitze als auch die für die betriebsstromführende Litze als möglichst gleichdimensionierte Aufnahmen ausgeführt.
  • Das Einbringen der Litzen in den Kohlebürstenkörper gestaltet sich fertigungstechnisch recht aufwändig, da die aus einer Vielzahl von dünnen Einzeldrähten bestehenden Litzenenden in der Regel von Hand U- oder schlaufenförmig gebogen und in den Kohlebürstenkörper eingeführt werden müssen. Um diesen Fertigungsvorgang zu vereinfachen und den erforderlichen Bohrdurchmesser der Ausnehmung möglichst klein zu halten, damit der Bürstenkörper nicht geschwächt wird, schlägt die Offenlegungsschrift DE 41 11 206 A1 vor, dass die Meldelitze von einer Hülse gehalten oder geführt ist, die ihrerseits in der Ausnehmung lagefixiert ist.
  • Allerdings erweist sich auch bei dieser Befestigungsweise das Einführen des Litzenbündels in die Hülse als besonders zeitaufwändiger und sorgfältig durchzuführender Fertigungsschritt, der daher immer noch meist mühsam per Hand durchgeführt wird.
  • Dokument EP 0585591 offenbart die Merkmale des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1.
  • Somit besteht im Zuge einer effizienten Fertigung von Kohlebürsten die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe darin, die Verbindung einer Litze, insbesondere der Meldelitze, mit der Kohlebürste derart auszugestalten, dass die Litze mit wenigen einfachen Herstellungsschritten sicher in dem Kohlebürstenkörper fixiert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Hülse als eine solche Zentrierhülse ausgebildet ist, deren Innendurchmesser an der Einführöffnung einem Außendurchmesser entspricht und eine in Einführrichtung konische Verjüngung aufweist.
  • Ausgehend von einer zylindrischen Grundform der Hülse und einer Wandstärke von in Etwa der Hälfte des Innendurchmessers ist an der Litzen-Einführöffnung erfindungsgemäß der Innendurchmesser auf die Größe des Außendurchmessers aufgeweitet, so dass die Stirnfläche der Hülse gegen Null geht und dem einzuführenden Litzenbündel beim Einführen in die Hülse keine Anschlagfläche als Hindernis im Wege steht. In Verbindung mit der sich zum Ausnehmungsgrund hin konischen Verjüngung des Innendurchmessers gleitet eine in ihrem Litzenendabschnitt isolierte, insbesondere aber eine in dem Litzenendabschnitt abisolierte Litze ohne Widerstand in den Innenraum der Zentrierhülse. Im Fall einer abisolierten Litze sind ein Umstülpen einzelner Litzendrähte und damit die Gefahr einer unzuverlässigen Verbindung im Gegensatz zu einer Hülse mit ebener Stirnfläche an der Einführöffnung ausgeschlossen. Damit vereinfacht sich die Montage der Litze sowohl in dem Fall, dass die Litze außerhalb der Kohlebürste zunächst mit der Zentrierhülse verbunden und anschließend die Einheit aus Litzenendabschnitt und Zentrierhülse in den Kohlebürstenkörper eingebracht wird, als auch in dem Fall, dass die Litze in die bereits in dem Kohlebürstenkörper vormontierte Zentrierhülse eingeführt wird.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung beschränkt sich die konische Verjüngung des Innendurchmessers auf einen an die Einführöffnung angrenzenden Abschnitt, wobei die Zentrierhülse daran anschließend einen Abschnitt konstanten Inndurchmessers aufweist. Die konische Verjüngung kann sich grundsätzlich über die gesamte Länge der Hülse erstrecken, die Hülse also in ihrer Gesamtheit einen Innenkonus darstellen, dessen Innendurchmesser sich bei konstantem Außendurchmesser von dem Einführrand mit beliebig dünner Wandstärke bis zum gegenüberliegenden Ende stetig verringert. Bevorzugterweise aber ist der konusförmige Verlauf in Längsrichtung der Zentrierhülse auf einen an die Einführöffnung angrenzenden Abschnitt beschränkt, an den sich ein Bereich konstanten Innendurchmessers anschließt. Diese Ausgestaltung ist fertigungstechnisch einfach zu realisieren und verleiht der Hülse eine hinreichende Stabilität.
  • Der in seiner Länge auf den Bereich der Einführöffnung begrenzte konusförmige Abschnitt ist in vorteilhafter Weise so ausgebildet, dass der Konuswinkel der Zentrierhülse einem Spitzenwinkel eines Zentrierbohrers entspricht. Diese Ausgestaltung ermöglicht die Formgebung des Hülseninnenraumes in fertigungstechnisch einfacher Weise durch eine Bohrung mit einem Zentrierbohrer. Ein bevorzugter Konuswinkel von 30° gewährleistet eine hindernisfreie Einführung des Litzenbündels.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist die Zentrierhülse als einseitig geschlossene Hülse ausgeführt. Diese becherförmig ausgestaltete Zentrierhülse umgibt den Litzenendabschnitt als elektrisch isolierende Fassung innerhalb des Kohlebürstenkörpers - gegebenenfalls in Verbindung mit einer an der Außenwand der Litze aufgetragenen isolierenden Klebeschicht - und verhindert im Normalbetrieb einen elektrischen Kontakt mit der Kohlebürste. Eine elektrisch leitfähige Verbindung mit dem Kohlebürstenkörper bzw. dem Kommutator kommt erst zustande, wenn infolge des Kohlebürstenverschleißes auch ein Abrieb des (Becher-)Bodens erfolgt ist.
  • In alternativer Ausführung kann die Zentrierhülse als beidseitig offene Hülse ausgeführt sein. In diesem Fall ragt der Litzenendabschnitt über das untere Hülsenende hinaus und kann von einer Isolier-Klebeschicht umschlossen werden.
  • Bevorzugt ist die Meldelitze durch Crimpen mit der Zentrierhülse verpresst oder in diese eingeklebt. Diese Verbindungstechniken sind produktionstechnisch vor Einführen der Anordnung in den Kohlebürstenkörper einfach durchzuführen und gewährleisten eine hinreichend zugfeste Verbindung.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist die Zentrierhülse in die Ausnehmung des Bürstenkörpers eingeklebt. Die Verklebung der Zentrierhülse kann dabei mit einem isolierenden Klebematerial erfolgen.
  • Mit Vorteil ist die Zentrierhülse aus elektrisch nicht leitfähigem Material hergestellt. Das Material kann beispielsweise ein isolierender Kunststoff sein. Dadurch ist sichergestellt, dass die Meldelitze, solange die Verschleißgrenze noch nicht erreicht ist, keinen elektrischen Kontakt mit dem Kohlebürstenkörper bzw. dem Schleifring besitzt.
  • Alternativ kann die Zentrierhülse aus Metall bestehen, wobei ein elektrisch nicht leitfähiges Klebematerial als isolierende Umhüllung beim Einkleben der Zentrierhülse in die Ausnehmung des Bürstenkörpers verwendet wird und die Zentrierhülse als beidseitig offene Hülse ausgeführt ist. Eine metallische Hülse erlaubt auf Grund ihrer Elastizität sowohl einfaches Verquetschen der Meldelitze als auch ein problemloses Einpassen der Hülse in die Ausnehmung des Kohlebürstenkörpers. Zudem lässt sich das Metall zuverlässig verkleben. In dem Fall einer metallischen Zentrierhülse ist diese unten offen ausgeführt, um den Kommutator nicht zu beschädigen.
  • In einer weiteren Ausführung sind die Meldelitze und die Zentrierhülse durch Feststampfen mit einem Stampfpulver in der Ausnehmung fixiert. Ist die Bohrtiefe der Ausnehmung größer als die Hülsenlänge, so kann die Hülse mit der in ihr befestigten Meldelitze durch Feststampfen eines ummantelten Abschnitts der Meldelitze oberhalb der Hülsen-Einführöffnung mit einem Stampfpulver fixiert werden. Das Stampfpulver kann in diesem Fall ein metallisches Stampfpulver sein.
  • Alternativ zur Befestigung einer ummantelten Meldelitze kann der Litzenendabschnitt innerhalb der Ausnehmung freiliegende Einzeldrähte aufweisen, die zur Fixierung der Meldelitze und der Zentrierhülse von einem isolierenden Stampfpulver umgeben sind. In diesem Fall ist wegen des isolierenden Stampfpulvers keine Ummantelung der Meldelitze erforderlich, so dass die Zentrierhülse und der Bohrdurchmesser der Ausnehmung kleiner und damit stabiler ausgelegt werden können.
  • Bevorzugt ist die Zentrierhülse als Hülse aus leitfähigem Material für die Verbindung der stromführenden Litze mit dem Bürstenkörper (4) eingesetzt. Die Verwendung einer Hülse in der Ausführung als Zentrierhülse ist nicht auf Befestigung einer Meldelitze beschränkt, sondern kann in Form einer metallischen Hülse auch vorteilhaft zur Herstellung einer mechanischen und elektrischen Verbindung der stromführenden Litze eingesetzt werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an Hand von Beispielen erläutern. Es zeigen:
    • Fig. 1a:
    einen Teil einer Kohlebürste mit einer in ihrem Litzenendabschnitt abisolierten Meldelitze und erfindungsgemäßer Zentrierhülse,
    Fig. 1b:
    einen Teil einer Kohlebürste mit einer nicht abisolierten Meldelitze und erfindungsgemäßer Zentrierhülse,
    Fig. 2:
    eine erfindungsgemäße Zentrierhülse in Detaildarstellung,
    Fig. 3:
    einen Teil einer Kohlebürste mit einer festgestampften Meldelitze.
  • Fig. 1a zeigt eine Kohlebürste 2 mit einem Kohlebürstenkörper 4, der eine Ausnehmung 6 aufweist. Die Ausnehmung 6 ist vorzugsweise als Bohrung ausgebildet, in die eine erfindungsgemäße Zentrierhülse 8 eingesetzt ist. Die Zentrierhülse 8 wiederum nimmt eine Meldelitze 10 auf. Dabei ist ein Litzenendabschnitt 12 der Meldelitze 10 mit der Zentrierhülse 8 verbunden, vorzugsweise durch Crimpen mit der Zentrierhülse 8 verpresst oder mit dieser verklebt. Daneben weist der Kohlebürstenkörper 4 noch eine weitere, nicht dargestellte Ausnehmung zur Aufnahme einer stromführenden Litze auf, über die der Betriebsstrom zugeführt und über eine Kontaktfläche an dem unteren Ende der Kohlebürste 2 auf einen Schleifring übertragen wird.
  • Die Zentrierhülse 8 selbst ist in die Ausnehmung 6 mit bevorzugt isolierendem Klebematerial eingeklebt und bildet eine becherförmige isolierende Fassung für den Litzenendabschnitt 12 der Meldelitze 10, wobei an dem Ende des Litzenendabschnitts 12 die durch Abisolieren freigelegten Einzeldrähte 13, 14 bündelartig in den Innenraum 20 (Fig. 2) der Zentrierhülse 8 ragen. Bei fortschreitendem Verschleiß des Kohlenbürstenkörpers 4 während des Betriebs der Kohlebürste 2 verlagert sich die Kontaktfläche des Kohlebürstenkörpers 4 mit dem Schleifring in Richtung des unteren Endes der Zentrierhülse 8, so dass auch die Spitze eines isolierenden Bodens 16 der Zentrierhülse 8 von dem Abrieb betroffen ist und bei weitergehendem Verschleiß die Einzeldrähte 13, 14 über den Schleifring mit dem Bürstenkörper 4 in Kontakt kommen, wodurch ein Warnsignal ausgelöst wird.
  • Fig. 1b zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das sich von der Ausführung in Fig. 1a nur dadurch unterscheidet, dass die Meldelitze 10 in ihrem Litzenendabschnitt 12 nicht abisoliert ist, sondern eine isolierende Ummantelung oder Umspritzung aufweist.
  • Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Zentrierhülse 8 im Detail. Die - nicht maßstäblich dargestellte - Zentrierhülse 8 ist aus elektrisch nicht leitfähigem Material hergestellt und besitzt die Gestalt eines zylindrischen Grundkörpers 18 mit einem Hohlraum bzw. Innenraum 20, der am unteren Ende durch den spitz zulaufenden Boden 16 begrenzt ist und am oberen Ende eine Einführöffnung 22 für die Meldelitze 10 aufweist.
    Diese becherförmige Ausgestaltung stellt eine isolierte Fassung für den Litzenendabschnitt 12 der Meldelitze 10 innerhalb des Kohlebürstenkörpers 4 dar. Der zylindrische Grundkörper 18 weist einen konstanten Außendurchmesser 24 sowie einen Innendurchmesser 26a auf, der an der Einführöffnung 22 nahezu dem Außendurchmesser 24 entspricht, so dass dort die Wandstärke und damit die Stirnfläche gegen Null geht. Insbesondere bei in dem Kohlebürstenkörper 4 eingesetzter Zentrierhülse 8 wird dadurch die Einführung der Meldelitze 10 erheblich vereinfacht.
    Das Bündel 14 aus Einzeldrähten 13, 14 gleitet zunächst in der Bohrung 6 im Kohlebürstenkörper 4 entlang und stößt dann, ohne den Widerstand eines stufenförmigen Absatzes zu erfahren, in den Innenraum 20 der Zentrierhülse 8 bis zu deren Grund vor.
  • An die Einführöffnung 22 schließt sich ein in Richtung Hülsenboden 16 verjüngender Innenkonus 30 an, der die Einzeldrähte 14 führt und im weiteren Verlauf in einen Abschnitt 32 konstanten Innendurchmessers 26b übergeht. Im Gegensatz zu bekannten Aderendhülsen, die einen konischen Kragen aufweisen, kann die erfindungsgemäße Zentrierhülse 8 in vorteilhafter Weise vollständig in eine Bohrung 6 des Kohlebürstenkörpers 4 eingesetzt werden.
  • Der Hohlraum 20 wird in fertigungstechnisch einfacher Weise durch Bohrung mit einem Zentrierbohrer geformt, so dass sich für den Konuswinkel α ein Wert ergibt, der entsprechend dem Spitzenwinkel des Zentrierbohrers gewählt werden kann. Ein Konuswinkel α von 30° hat sich als günstig erwiesen, um den Litzenendabschnitt 12 einführen zu können ohne die Gefahr des Umstülpens der Einzeldrähte 13, 14 befürchten zu müssen. Ohne Weiteres sind aber auch andere Konuswinkel α möglich - auch von einer Bohrergeometrie unabhängige Konuswinkel α, solange ein problemloses Einführen des Litzenendabschnitts 12 gelingt und auf den Vorteil der Formung des Konus durch den Zentrierbohrer verzichtet wird.
  • In vereinfachter Weise kann die Zentrierhülse 8 auch als beidseitig offene Hülse ohne Boden 16 ausgeführt sein, wenn sichergestellt ist, dass die freiliegenden Einzeldrähte 13, 14 nicht in Kontakt mit dem Bürstenkörper 4 kommen. Dies kann beispielsweise durch ein zur Fixierung der Zentrierhülse 8 zuvor in die Ausnehmung 6 eingebrachtes elektrisch nicht leitfähiges Klebematerial erreicht werden, welches die Ausnehmung 6 in isolierender Weise vollständig auskleidet.
  • In alternativer Ausgestaltung kann die Zentrierhülse 8 aus leitfähigem Material bestehen, wobei ein elektrisch nicht leitfähiges Klebematerial als isolierende Umhüllung beim Einkleben der Zentrierhülse 8 in die Ausnehmung 6 des Bürstenkörpers 4 verwendet wird. In dieser Ausführung wird die isolierende Wirkung einer aus isolierendem (Kunststoff-) Material hergestellten Zentrierhülse 8 durch die Klebstoffschicht ersetzt.
  • Weiterhin kann die erfindungsgemäße Zentrierhülse 8 auch als Hülse aus leitfähigem Material für die Verbindung einer stromführenden Litze mit dem Bürstenkörper 4 eingesetzt werden. Auch in dieser Anordnung zur Fixierung der stromführenden Litze bewirkt die konusförmige Ausgestaltung 30 an der Einführöffnung 22 ein vereinfachtes Einführen der stromführenden Litze. In diesem Fall kann die Zentrierhülse 8 ebenfalls als beidseitig offene Hülse ausgeführt sein, da eine umhüllende Isolation innerhalb des Bürstenkörpers 4 nicht erforderlich ist- im Gegenteil sogar vermieden werden muss.
  • Fig. 3 zeigt eine Kohlebürste 2 mit einem Kohlebürstenkörper 4, in dessen Ausnehmung 6 die in der erfindungsgemäßen Zentrierhülse 8 angeordnete Meldelitze 10 festgestampft ist. Die Zentrierhülse 8 ist wie in Fig. 1a als einseitig geschlossene Hülse aus isolierendem Material ausgebildet und nimmt den Litzenendabschnitt 12 einer in dieser Ausführungsform nicht ummantelten Meldelitze 10 auf. Dabei ragt das Bündel 14 aus freiliegenden Einzeldrähten 13, 14 in den Innenraum der Zentrierhülse 8 hinein und ist dort mit einer Klebeschicht 17 verklebt. Alternativ ist auch - abhängig von der stofflichen Beschaffenheit der Hülse 8 - ein Crimpen oder eine Verpressung möglich. Die Anordnung aus Meldelitze 10 und Zentrierhülse 8 ist oberhalb der Einführöffnung der Zentrierhülse 8 mit einem isolierenden Stampfpulver 15 fixiert.

Claims (11)

  1. Kohlebürste (2) mit einer Verschleißgrenzenmeldefunktion, mit einer in einem Bürstenkörper (4) angeordneten stromführenden Litze und mit einer Meldelitze (10), die an einem Litzenendabschnitt (12) von einer Hülse (8) mit einer Einführöffnung (22) umgeben und durch die Hülse (8) fixiert ist, wobei die Hülse (8) einen Innendurchmesser (26a, 26b) und einen konstanten Außendurchmesser (24) aufweist und vollständig in einer im Bürstenkörper (4) ausgebildeten Ausnehmung (6) angeordnet ist,
    wobei die Hülse (8) als Zentrierhülse (8) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser (26a, 26b) des Zentrierhülses an der Einführöffnung (22) dem Außendurchmesser (24) entspricht und eine in Einführrichtung konische Verjüngung (30) aufweist, wobei sich die konische Verjüngung (30) des Innendurchmessers (26a, 26b) auf einen an die Einführöffnung (22) angrenzenden Abschnitt beschränkt und die Zentrierhülse (8) daran anschließend einen Abschnitt (32) konstanten Innendurchmessers (26b) aufweist.
  2. Kohlebürste nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Konuswinkel (α) der Zentrierhülse (8) einem Spitzenwinkel eines Zentrierbohrers entspricht.
  3. Kohlebürste nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zentrierhülse (8) als einseitig geschlossene Hülse (8) ausgeführt ist.
  4. Kohlebürste nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zentrierhülse (8)als beidseitig offene Hülse (8) ausgeführt ist.
  5. Kohlebürste nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Meldelitze (10) durch Crimpen mit der Zentrierhülse (8) verpresst ist oder in diese eingeklebt ist.
  6. Kohlebürste nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zentrierhülse (8) in die Ausnehmung des Bürstenkörpers (4) eingeklebt ist.
  7. Kohlebürste nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zentrierhülse (8) aus elektrisch nicht leitfähigem Material hergestellt ist.
  8. Kohlebürste nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zentrierhülse (8) aus Metall besteht, wobei ein elektrisch nicht leitfähiges Klebematerial als isolierende Umhüllung beim Einkleben der Zentrierhülse (8) in die Ausnehmung (6) des Bürstenkörpers (4) verwendet wird und die Zentrierhülse (8) als beidseitig offene Hülse (8) ausgeführt ist.
  9. Kohlebürste nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Meldelitze (10) und die Zentrierhülse (8) durch Feststampfen mit einem Stampfpulver (15) in der Ausnehmung (6) fixiert sind.
  10. Kohlebürste nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Litzenendabschnitt (12) innerhalb der Ausnehmung (6) freiliegende Einzeldrähte (14) aufweist, die zur Fixierung der Meldelitze (10) und der Zentrierhülse (8) von einem isolierenden Stampfpulver (15) umgeben sind.
  11. Kohlebürste nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zentrierhülse (8) als Hülse (8) aus leitfähigem Material für die Verbindung der stromführenden Litze mit dem Bürstenkörper (4) eingesetzt ist.
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