RU2588056C2

RU2588056C2 - Coal brush with tripping device

Info

Publication number: RU2588056C2
Application number: RU2013123097/07A
Authority: RU
Inventors: Манфред ЛУТЦ
Original assignee: Роберт Бош Гмбх
Priority date: 2010-10-22
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2016-06-27

Abstract

FIELD: instrument making.

SUBSTANCE: invention relates to coal brush with disconnecting device. Coal brush (10) with disconnecting device (20) has cavity (12) of its brush element (11) made from insulating material to cut off element (21) with previously compressed, elastic loading its pressure flexible element (24). Pressing flexible element (24) and/or a breaking element (21) are/is made from polymer material and has on one end made integral with it cylindrical extension which in form of pressed part is pressed into cavity of brush element and is tightly retained therein by way of press fit.

EFFECT: technical result is low cost of manufacturing.

9 cl, 7 dwg

Description

Уровень техникиState of the art

Настоящее изобретение относится к угольной щетке с отключающим устройством согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.The present invention relates to a carbon brush with a disconnecting device according to the preamble of claim 1.

Угольные щетки такого типа известны (DE 1679529 U1) и имеют работающий на сжатие нажимной упругий элемент, который образован цилиндрической витой пружиной, которая выполнена из пружинной стали и которая для сокращения общей длины системы отключающего устройства до минимально возможной и для увеличения расходуемой на износ длины щеточного элемента до максимально возможной допускает возможность своего предварительного сжатия максимум до такого состояния, в котором цилиндрические витки пружины прилегают друг к другу, а сама она предварительно сжата до блока. Данным фактором определяется максимально полезная расходуемая на износ длина щеточного элемента, которая вытекает из отношения теоретически возможной расходуемой на износ длины угольной щетки к длине отключающего устройства. Малая расходуемая на износ длина в качестве фактической полезной длины щеточного элемента требует ранней замены угольных щеток при превышении ими допустимой расходуемой на износ длины. Цилиндрические витые пружины из металла в качестве нажимных упругих элементов дороги и могут приходить в негодность, например разламываться. Они обладают малой изгибной жесткостью. В процессе отключения, когда нажимной упругий элемент уже приподнял щеточный элемент от коллектора электродвигателя и разомкнул электрическую цепь, электродвигатель продолжает вращаться по инерции. Такое вращение вхолостую по инерции у машин без торможения может длиться от 5 до 15 с. На протяжении этого времени на нажимной упругий элемент из-за контакта отключающего элемента с вращающимся коллектором воздействуют поперечные силы, которые могут привести к значительному перекосу цилиндрической витой пружины с ее поломкой и к вырыванию отключающего элемента из полости щеточного элемента вследствие такого значительного перекоса. В обоих случаях не исключена возможность повреждений коллектора вплоть до полного разрушения электродвигателя.Carbon brushes of this type are known (DE 1679529 U1) and have a compressive pressure elastic element, which is formed by a coiled coil spring, which is made of spring steel and which to reduce the total length of the disconnecting device system to the minimum possible and to increase the length of the brush used for wear element to the maximum possible allows its pre-compression maximum to a state in which the cylindrical coils of the spring are adjacent to each other, and she pre o compressed to block. This factor determines the maximum useful brush element length spent on wear, which follows from the ratio of the theoretically possible carbon brush length spent on wear to the length of the disconnecting device. The small wear-out length as the actual usable length of the brush element requires early replacement of carbon brushes if they exceed the permissible wear-out length. Cylindrical coil springs made of metal as pressure elastic elements of the road and can become unusable, for example, break. They have low bending stiffness. In the process of shutdown, when the push-in elastic element has already lifted the brush element from the collector of the electric motor and opened the electric circuit, the electric motor continues to rotate by inertia. This idle inertia rotation of machines without braking can last from 5 to 15 seconds. During this time, the transverse forces act on the pressure spring due to the contact of the disconnecting element with the rotating collector, which can lead to a significant distortion of the coil spring with its breakage and tearing of the disconnecting element from the cavity of the brush element due to such a significant distortion. In both cases, the possibility of damage to the collector up to the complete destruction of the electric motor is not excluded.

Краткое изложение сущности изобретения Summary of the invention

Преимущество предлагаемой в изобретении угольной щетки с отключающим устройством состоит в снижении затрат на ее изготовление благодаря применению полимерного материала, а также в возможности достижения укороченной, компактной конструкции отключающего устройства. Преимущество полимерного материала состоит далее в большей легкости формования из него изделий различных конфигураций. Благодаря этому создаются далее предпосылки к возможности изготовления двух деталей - нажимного упругого элемента и отключающего элемента - в виде цельного компонента. При таком цельном выполнении возможно также использование различных полимерных материалов для изготовления нажимного упругого элемента, с одной стороны, и отключающего элемента, с другой стороны, при этом изготовление отключающего устройства возможно также методом двухкомпонентного литья под давлением. Поскольку полимерный материал благодаря своим упругим свойствам при изготовлении из него изделия соответствующей конфигурации обладает уплотняющим действием, при определенных условиях можно отказаться от применения располагаемой с верхней стороны разделительной дисковидной вставки, которая в противном случае необходима при использовании металлических пружин во избежание попадания металлического порошка при его набивке в полость щеточного элемента, что может привести к блокированию установленной в ней металлической пружины. The advantage of the inventive carbon brush with a tripping device is to reduce the cost of its manufacture due to the use of polymer material, as well as the possibility of achieving a shortened, compact design of the tripping device. The advantage of the polymeric material is further in the ease of forming articles of various configurations from it. Due to this, further prerequisites are created for the possibility of manufacturing two parts - a pressure elastic element and a disconnecting element - in the form of an integral component. With such an integral implementation, it is also possible to use various polymeric materials for the manufacture of a push-fit elastic element, on the one hand, and a disconnecting element, on the other hand, while the manufacture of a disconnecting device is also possible by two-component injection molding. Since the polymeric material, due to its elastic properties, in the manufacture of products of the corresponding configuration has a sealing effect, under certain conditions it is possible to abandon the use of a disc-shaped spacer insert located on the upper side, which is otherwise necessary when using metal springs to prevent metal powder from getting into it when stuffing into the cavity of the brush element, which can lead to blocking of the metal spring installed in it.

Соответствующее выполнение нажимного упругого элемента из полимерного материала позволяет также повысить его изгибную жесткость по сравнению с цилиндрическими металлическими витыми пружинами, вследствие чего нажимной упругий элемент способен также выдерживать высокие поперечные силы без более или менее значительного своего перекоса, благодаря чему в свою очередь удается надежно исключить повреждения коллектора электродвигателя, угольных щеток и других деталей электроприбора и избежать обусловленных этим затрат на ремонт.The corresponding implementation of the pressure elastic element made of a polymer material can also increase its bending stiffness compared to cylindrical metal coil springs, as a result of which the pressure elastic element is also able to withstand high lateral forces without more or less significant distortion, due to which it is possible to reliably eliminate damage the collector of the electric motor, carbon brushes and other parts of the appliance and to avoid the associated repair costs.

Благодаря представленным в зависимых пунктах формулы изобретения мерам возможны различные предпочтительные модификации и усовершенствования заявленной в п. 1 угольной щетки.Thanks to the measures presented in the dependent claims, various preferred modifications and improvements of the carbon brush declared in paragraph 1 are possible.

В одном из предпочтительных вариантов выполнения угольной щетки нажимной упругий элемент выполнен из термопласта. При этом нажимной упругий элемент и отключающий элемент могут быть также объединены в одну цельную деталь из полимерного материала. Подобный цельный компонент в качестве отключающего устройства имеет особо простую конструкцию и малую стоимость. В зависимости от конструктивного исполнения отключающего устройства возможно сохранение малым его осевого размера и благодаря этому возможно дальнейшее увеличение полезной расходуемой на износ длины угольной щетки со всеми вытекающими отсюда преимуществами.In one of the preferred embodiments of the carbon brush, the pressure elastic element is made of thermoplastic. In this case, the pressure elastic element and the disconnecting element can also be combined into one integral part made of a polymeric material. Such a one-piece component as a disconnecting device has a particularly simple design and low cost. Depending on the design of the disconnecting device, it is possible to keep its axial size small and, due to this, it is possible to further increase the useful carbon brush length used for wear with all the ensuing advantages.

В другом предпочтительном варианте нажимной упругий элемент выполнен из эластомера. В этом случае также может оказаться предпочтительным выполнять нажимной упругий элемент и отключающий элемент в виде цельного компонента.In another preferred embodiment, the push elastic element is made of elastomer. In this case, it may also be preferable to perform a push elastic element and a disconnecting element in the form of a single component.

В еще одном предпочтительном варианте нажимной упругий элемент образован по меньшей мере одной пружиной из полимерного материала. Такая пружина при этом может быть, например, выполнена в виде сильфона или иметь витки. В последнем случае может оказаться предпочтительным, чтобы витки пружины в ее предварительно сжатом состоянии по меньшей мере частично располагались внутри друг друга с обеспечением тем самым ее укорочения. Благодаря этому удается добиться укорочения зоны нажимного упругого элемента в его предварительно сжатом состоянии, вследствие чего достигается увеличение полезной расходуемой на износ длины угольной щетки. Очевидно, что нажимной упругий элемент и при таком его выполнении может быть объединен с отключающим элементом из полимерного материала в одну цельную деталь. Возможно также использование разных материалов для изготовления той части цельного компонента, которая образует нажимной упругий элемент, и изготовления другой его, образующей отключающий элемент части, при этом подобный цельный компонент можно изготавливать методом двухкомпонентного литья под давлением.In yet another preferred embodiment, the push elastic element is formed by at least one spring of polymeric material. Such a spring may be, for example, made in the form of a bellows or have coils. In the latter case, it may be preferable that the coils of the spring in its pre-compressed state are at least partially located inside each other, thereby ensuring its shortening. Due to this, it is possible to achieve a shortening of the zone of the pressure elastic element in its pre-compressed state, as a result of which an increase in the useful carbon brush length used for wear is achieved. It is obvious that the pressure elastic element, and with such its implementation, can be combined with a disconnecting element of a polymeric material into one integral part. It is also possible to use different materials for the manufacture of that part of the integral component that forms the pressure elastic element, and the manufacture of its other, forming the disconnecting element of the part, while such a solid component can be produced by two-component injection molding.

В еще одном возможном предпочтительном варианте нажимной упругий элемент закрывает конец полости щеточного элемента с ее уплотнением от проникновения в нее материала набивной заглушки, располагаемой над этим нажимным упругим элементом. Благодаря этому можно отказаться от применения отдельной разделительной дисковидной вставки. Исключение разделительной дисковидной вставки позволяет уменьшить осевые размеры отключающего устройства, а также сократить затраты на его изготовление. Благодаря этому отключающее устройство становится еще компактнее. Для уплотнения полости щеточного элемента от проникновения в нее металлического порошка в процессе его набивки используется уплотняющее действие полимерного материала.In yet another possible preferred embodiment, the push elastic element closes the end of the cavity of the brush element with its seal from the penetration of the stuffing plug material located above this push elastic element. Due to this, you can refuse to use a separate dividing disk insert. The exclusion of the dividing disk insert allows to reduce the axial dimensions of the disconnecting device, as well as reduce the cost of its manufacture. Thanks to this, the disconnecting device becomes even more compact. To seal the cavity of the brush element from the penetration of metal powder into it during its filling, the sealing effect of the polymer material is used.

В еще одном возможном предпочтительном варианте нажимной упругий элемент образован пенопластовым элементом. Подобный элемент выполнен из вспененной пластмассы и обладает достаточно высокой упругостью. Нажимной упругий элемент может быть при этом выполнен, например, из упруго сжимаемого пенополиуретана и представлять собой при выполнении в виде цельного компонента примерно цилиндрический элемент, который выполняет функцию своего рода пружинного буфера и который на своем нижнем конце при цельном выполнении имеет часть, которая при выполнении отключающего устройства из двух частей представляет собой его отключающий элемент. Таким путем достигается существенное упрощение всей конструкции. Количество необходимых компонентов отключающего устройства сокращается до такого единственного цельного пенопластового элемента, который благодаря своим уплотняющим свойствам делает также излишним применение разделительной дисковидной вставки под набивной заглушкой. В полости щеточного элемента в этом случае находится только пенопластовый элемент, при этом сама полость на открытом конце закрыта набивной заглушкой, которая воспринимает опорные усилия пенопластового элемента.In yet another possible preferred embodiment, the push elastic member is formed by a foam member. A similar element is made of foamed plastic and has a sufficiently high elasticity. In this case, the pressed elastic element can be made, for example, of elastically compressible polyurethane foam and, when executed as a single component, is approximately a cylindrical element that performs the function of a kind of spring buffer and which at its lower end has an integral part that when a two-part disconnecting device is its disconnecting element. In this way, a significant simplification of the entire structure is achieved. The number of necessary components of the disconnecting device is reduced to such a single integral foam element, which, thanks to its sealing properties, also makes it unnecessary to use a separating disk-shaped insert under the stuffed cover. In this case, only the foam element is located in the cavity of the brush element, while the cavity itself at the open end is closed by a stuffing plug, which receives the supporting forces of the foam element.

В еще одном возможном предпочтительном варианте нажимной упругий элемент индивидуально или в виде цельного с отключающим элементом компонента выполнен в виде пустотелого или полнотелого элемента.In another possible preferred embodiment, the push elastic element individually or as a solid component with a disconnecting element is made in the form of a hollow or solid element.

В еще одном возможном предпочтительном варианте нажимной упругий элемент имеет на одном своем конце выполненное за одно целое с ним цилиндрическое продолжение, которое в виде запрессованной детали запрессовано в полость щеточного элемента и герметично и прочно удерживается в ней по прессовой посадке. В соответствии с этим упругие свойства полимерного материала используются не только для уплотнения полости щеточного элемента, но и для запрессовки в эту полость, благодаря чему нажимной упругий элемент оказывается настолько прочно соединен со щеточным элементом по прессовой посадке при дополнительном уплотнении его полости, что таким соединением по прессовой посадке воспринимаются также опорные усилия нажимного упругого элемента.In another possible preferred embodiment, the push elastic element has a cylindrical extension integral with it at one end, which is pressed into the cavity of the brush element in the form of a pressed part and is tightly and firmly held in it by pressing fit. Accordingly, the elastic properties of the polymeric material are used not only to seal the cavity of the brush element, but also to be pressed into this cavity, so that the pressure elastic element is so firmly connected to the brush element by press fit with additional sealing of its cavity, so that such a connection The press fit also perceives the supporting forces of the pressure elastic element.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено в последующем описании на примере некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи. Below the invention is described in more detail in the following description by the example of some variants of its implementation with reference to the accompanying drawings.

На этих чертежах, которые носят схематичный характер, в частности, показано:In these drawings, which are schematic, in particular, it is shown:

на фиг. 1 - схематичный вид в разрезе с частичным видом сбоку угольной щетки с отключающим устройством согласно первому варианту осуществления изобретения при сжатом нажимном упругом элементе,in FIG. 1 is a schematic sectional view with a partial side view of a carbon brush with a disconnecting device according to a first embodiment of the invention with a compressed elastic element,

на фиг. 2 - схематичный вид в разрезе изображенной на фиг. 1 угольной щетки при разжатом нажимном упругом элементе,in FIG. 2 is a schematic sectional view of FIG. 1 carbon brush when unclenched push the elastic element,

на фиг. 3 - схематичный вид в разрезе с частичным видом сбоку части угольной щетки с отключающим устройством согласно второму варианту осуществления изобретения при сжатом нажимном упругом элементе,in FIG. 3 is a schematic sectional view with a partial side view of a part of a carbon brush with a disconnecting device according to a second embodiment of the invention with a compressed elastic element,

на фиг. 4 - схематичный вид в разрезе изображенной на фиг. 3 угольной щетки при разжатом нажимном упругом элементе,in FIG. 4 is a schematic sectional view of FIG. 3 carbon brushes when the pressed elastic element,

на фиг. 5 - схематичный вид в разрезе с частичным видом сбоку части угольной щетки с отключающим устройством согласно третьему варианту осуществления изобретения при сжатом нажимном упругом элементе,in FIG. 5 is a schematic sectional view with a partial side view of a part of a carbon brush with a disconnecting device according to a third embodiment of the invention with a compressed elastic element,

на фиг. 6 - схематичный вид в разрезе изображенной на фиг. 5 угольной щетки при разжатом нажимном упругом элементе иin FIG. 6 is a schematic sectional view of FIG. 5 carbon brushes when unpressed push the elastic element and

на фиг. 7 - схематичный вид в разрезе с частичным видом сбоку части угольной щетки с отключающим устройством согласно четвертому варианту осуществления изобретения при сжатом нажимном упругом элементе.in FIG. 7 is a schematic sectional view with a partial side view of a portion of a carbon brush with a disconnecting device according to a fourth embodiment of the invention with a compressed elastic member.

На фиг. 1 и 2 показана выполненная по первому варианту угольная щетка 10 с отключающим устройством 20. Угольные щетки 10 такого типа обеспечивают известным образом электрический контакт с коллектором электродвигателей, используемых, например, в электроприборах бытового или ремесленного назначения, прежде всего также в электрических ручных машинах. Подобные угольные щетки 10 состоят из щеточного элемента 11, который выполнен из графита и в который обычно запрессован или с которым иным образом соединен электрический контактный вывод. Необходимое прижимное усилие, с которым щеточный элемент 11 прижимается к коллектору электродвигателя, создается упругим элементом в виде, например, спиральной пружины (ЕР 0937320 В1).In FIG. 1 and 2, a carbon brush 10 according to the first embodiment is shown with a disconnecting device 20. Carbon brushes 10 of this type provide, in a known manner, electrical contact with the collector of electric motors used, for example, in electrical appliances for household or handicraft purposes, especially electric hand-held machines. Such carbon brushes 10 consist of a brush element 11, which is made of graphite and which is usually pressed into or otherwise connected to an electrical contact terminal. The necessary clamping force with which the brush element 11 is pressed against the electric motor manifold is created by an elastic element in the form of, for example, a spiral spring (EP 0937320 B1).

Отключающее устройство 20 предназначено для защиты коллектора электродвигателя от механических повреждений или от обгорания после износа угольных щеток. Отключающее устройство 20 имеет отключающий элемент 21 из электроизоляционного материала, выполненный в виде пальца или отключающего ниппеля. В показанном на чертеже первом варианте отключающий элемент 21 имеет закругленную головку 22 с тыльным стержневидным выступом 23. Помимо этого предусмотрен предварительно сжатый нажимной упругий элемент 24, который работает на сжатие и упруго нагружает отключающий элемент 21 вниз в плоскости чертежа по фиг. 1 и который одним своим концом воздействует на отключающий элемент 21. The disconnecting device 20 is designed to protect the motor collector from mechanical damage or from burning after wear of carbon brushes. The disconnecting device 20 has a disconnecting element 21 of electrical insulation material, made in the form of a finger or a disconnecting nipple. In the first embodiment shown in the drawing, the disconnecting element 21 has a rounded head 22 with a rear rod-shaped protrusion 23. In addition, a pre-compressed push-in elastic element 24 is provided which compresses and elastically loads the disconnecting element 21 downward in the plane of the drawing of FIG. 1 and which at one end acts on the disconnecting element 21.

Щеточный элемент 11 выполнен с, например, цилиндрической полостью 12, в которой удерживаются нажимной упругий элемент 24 и отключающий элемент 21. Такая полость 12 на своем верхнем в плоскости чертежа по фиг. 1 конце закрыта разделительной дисковидной вставкой (или дисковидной перегородкой) 13, на которую опирается нажимной упругий элемент 24 и сверху которой предусмотрена так называемая набивная заглушка 14 из металлических порошковых материалов, которой воспринимаются опорные усилия нажимного упругого элемента 24 и передаются на щеточный элемент 11. Разделительная дисковидная вставка 13 предотвращает в процессе набивки металлического порошка возможность его проникновения в полость 12, а тем самым и в зону расположения нажимного упругого элемента 24, что в противном случае могло бы создать помехи в процессе отключения угольной щетки. The brush element 11 is made with, for example, a cylindrical cavity 12 in which the pressure elastic element 24 and the disconnecting element 21 are held. Such a cavity 12 on its upper plane of the drawing of FIG. 1 end is closed by a separating disk-shaped insert (or disk-like partition) 13, on which a pressure elastic element 24 rests and on top of which a so-called stuffing plug 14 of metal powder materials is provided, which receives the supporting forces of the pressure elastic element 24 and is transmitted to the brush element 11. Separation the disk-shaped insert 13 prevents the possibility of penetration of the metal powder into the cavity 12, and thereby into the area of the pressure elastic element nta 24, which otherwise could create interference in the process of turning off the carbon brush.

На фиг. 1 отключающее устройство 20 показано в сжатом состоянии нажимного упругого элемента 24, при этом щеточный элемент 11 показан не целиком на свою полную длину, а лишь частично.In FIG. 1, the disconnecting device 20 is shown in a compressed state of the pressure elastic element 24, while the brush element 11 is shown not entirely in its full length, but only partially.

По причине неизбежного срабатывания материала угольной щетки вследствие контакта между ней и не показанным на чертеже коллектором ротора электродвигателя происходит износ угольной щетки 10, а именно в ее концевой части, противоположной концу, на котором расположено отключающее устройство 20. После полного истирания угольной щетки 10 в процессе работы электродвигателя отключающий элемент 21 проламывает находящийся в соседней с ним зоне 15 материал угольной щетки 10 и под действием нажимного упругого элемента 24 приходит в соприкосновение с коллектором. В результате этого отключающий элемент 21 посредством разжимающегося нажимного упругого элемента 24 отжимает оставшийся щеточный элемент 11 в направлении стрелки 16 от коллектора, вследствие чего прерывается прохождение тока, а электродвигатель затем контролируемо выключается. Due to the inevitable actuation of the carbon brush material due to contact between it and the collector of the motor rotor not shown in the drawing, the carbon brush 10 is worn, namely, in its end part, the opposite end, on which the disconnecting device 20 is located. After the carbon brush 10 is completely abraded in the process of the operation of the electric motor, the disconnecting element 21 breaks down the material of the carbon brush 10 located in the adjacent zone 15 and, under the action of the pressure elastic element 24, comes into contact with collector. As a result of this, the disconnecting element 21 presses the remaining brush element 11 in the direction of the arrow 16 from the collector by means of a expandable pressing elastic element 24, as a result of which the flow of current is interrupted, and the electric motor is then turned off in a controlled manner.

Для обеспечения надежного выключения электродвигателя щеточный элемент 11 должен приподниматься от коллектора, например, на по меньшей мере 1 мм. Соблюдение этого условия возможно благодаря соответствующему предварительному сжатию нажимного упругого элемента 24, который должен при этом обеспечивать развитие требуемого упругого усилия на протяжении всего своего необходимого рабочего хода. Благодаря такому действию отключающего устройства 20 исключаются повреждения коллектора ротора электродвигателя, и поэтому пользователю, соответственно работнику сервисной мастерской, требуется лишь заменить изношенные угольные щетки 10 на неиспользованные новые.To ensure reliable shutdown of the electric motor, the brush element 11 must be lifted from the collector, for example, by at least 1 mm. Compliance with this condition is possible due to the corresponding preliminary compression of the pressure elastic element 24, which should ensure the development of the required elastic force throughout its entire required stroke. Due to this action of the disconnecting device 20, damage to the collector of the rotor of the electric motor is eliminated, and therefore the user, respectively, the employee of the service workshop, only needs to replace the worn carbon brushes 10 with unused new ones.

Очевидно, что отдельные компоненты отключающего устройства 20, т.е. отключающий элемент 21, нажимной упругий элемент 24, разделительная дисковидная вставка 13 и набивная заглушка 14, обуславливают наличие у всей системы некоторой общей длины и определяют полезную расходуемую на износ длину угольной щетки 10, т.е. ее полезный ход до предельно допустимого износа. Общая длина угольной щетки 10 обычно задается конструкцией электроприбора, и поэтому при соответствующей общей длине системы отключающего устройства 20 остальная расходуемая на износ длина остается в качестве фактической полезной длины. При превышении этой расходуемой на износ длины необходима замена угольных щеток 10.Obviously, the individual components of the disconnecting device 20, i.e. the disconnecting element 21, the pushing elastic element 24, the separating disk-shaped insert 13 and the stuffing plug 14, determine the presence of the entire system of a certain overall length and determine the useful wear-out length of the carbon brush 10, i.e. its useful stroke to the maximum allowable wear. The total length of the carbon brush 10 is usually determined by the design of the appliance, and therefore, with the corresponding total length of the system of the disconnecting device 20, the remaining wear-out length remains as the actual usable length. If this wear-out length is exceeded, replacement of carbon brushes 10 is necessary.

Нажимной упругий элемент 24 согласно первому варианту и согласно изобретению выполнен из полимерного материала и обладает упругостью. Нажимной упругий элемент выполнен, например, из эластомера. При этом нажимной упругий элемент 24 имеет вид пружины 25, которая выполнена, например, в виде сильфона 26 и имеет гофрированную стенку 27, в результате чего образуются реброобразные выступы, которые относительно продольной средней оси проходят либо примерно кольцеобразно и параллельно друг другу, либо по винтовой линии. Пружина 25 выполнена, например, в виде пустотелого элемента. На нижнем в плоскости чертежа конце этого нажимного упругого элемента 24 закреплен отключающий элемент 21. Верхний конец полости 12 закрыт разделительной дисковидной вставкой 13, над которой предусмотрена набивная заглушка 14. Выполнение нажимного упругого элемента 24 из полимерного материала позволяет благодаря его уплотняющему действию отказаться от применения разделительной дисковидной вставки 13 и использовать верхний конец нажимного упругого элемента 24 непосредственно в качестве уплотняющего элемента. В том случае, если на верхнем конце нажимного упругого элемента 24 прежде всего за одно целое с ним выполнено цилиндрическое продолжение, нажимной упругий элемент 24 можно этим его продолжением запрессовывать сверху в полость 12. Продолжение имеет при этом такие размеры, что оно по прессовой посадке удерживается в полости 12 и таким путем заменяет собой набивную заглушку 14, благодаря чему достигается дальнейшее упрощение всей конструкции.The pressure elastic element 24 according to the first embodiment and according to the invention is made of a polymeric material and has elasticity. The pressure elastic element is made, for example, of an elastomer. In this case, the push elastic element 24 has the form of a spring 25, which is made, for example, in the form of a bellows 26 and has a corrugated wall 27, as a result of which rib-shaped protrusions are formed, which, relative to the longitudinal middle axis, pass either approximately annularly and parallel to each other, or along a helical lines. The spring 25 is made, for example, in the form of a hollow element. A disconnecting element 21 is fixed at the lower end of this pressing elastic element 24 in the drawing plane. The upper end of the cavity 12 is closed by a separating disk-shaped insert 13, over which a packing plug 14 is provided. The execution of the pressing elastic element 24 of a polymeric material allows the seal to be rejected disk insert 13 and use the upper end of the pressure elastic element 24 directly as a sealing element. In the event that, at the upper end of the pressure elastic element 24, a cylindrical extension is made, first of all, with it, the pressure elastic element 24 can be pressed with its extension into the cavity 12. This extension is of such dimensions that it is held by pressing fit in the cavity 12 and in this way replaces the stuffed plug 14, thereby achieving further simplification of the entire structure.

Отключающий элемент 21 может быть выполнен из изоляционного, соответственно диэлектрического материала, прежде всего из полимерного материала, например, армированного волокном полимерного материала.The disconnecting element 21 may be made of an insulating or dielectric material, in particular of a polymeric material, for example, a fiber-reinforced polymeric material.

В другом, не показанном на чертежах и особенно предпочтительном варианте нажимной упругий элемент 24 и отключающий элемент 21, изображенные на фиг. 1 и 2, объединены в одну цельную деталь из полимерного материала. Данный вариант особенно предпочтителен с точки зрения осевых размеров, а также с точки зрения затрат, поскольку цельный элемент 21, 24 особо экономичен и поскольку тем самым сокращается также количество отдельных необходимых компонентов отключающего устройства 20. При таком цельном выполнении возможно также изготовление подобной цельной детали 21, 24 из разных полимерных материалов методом двухкомпонентного литья под давлением. При выполнении в виде сильфона 26 нажимной упругий элемент 24 представляет собой пустотелый элемент. Очевидно, что исходя из профессиональных знаний возможны и иные варианты с выполнением нажимного упругого элемента 24 и/или отключающего элемента 21 из полимерного материала.In another, not shown, and particularly preferred embodiment, the push elastic member 24 and the disconnect member 21 shown in FIG. 1 and 2 are combined into one solid piece of polymer material. This option is especially preferred from the point of view of axial dimensions, as well as from the point of view of costs, since the integral element 21, 24 is particularly economical and since this also reduces the number of separate necessary components of the disconnecting device 20. With this integral performance, it is also possible to produce a similar integral part 21 , 24 of different polymeric materials by the method of two-component injection molding. When executed in the form of a bellows 26, the push elastic element 24 is a hollow element. Obviously, based on professional knowledge, other options are also possible with the implementation of the pressure elastic element 24 and / or the disconnecting element 21 of a polymeric material.

В показанном на фиг. 3 и 4 втором варианте нажимной упругий элемент 24 также выполнен из полимерного материала и обладает упругостью. Он может быть выполнен из термопласта. Нажимной упругий элемент 24 выполнен в виде примерно цилиндрической витой пружины 25 с несколькими витками 28, 29, 30, которые проходят по винтовой линии. Вместо этого нажимной упругий элемент 24, показанный на фиг. 3 и 4, может также иметь витки, которые по меньшей мере в предварительно сжатом состоянии нажимного упругого элемента 24 по меньшей мере частично расположены внутри друг друга с обеспечением тем самым его укорочения. На фиг. 3 и 4 на верхнем конце полости 12 показана разделительная дисковидная вставка 13, которая необходима в том случае, когда пружина 25 из-за своей обусловленной ее материалом уплотняющей способности не способна обеспечить уплотнение полости 12 от проникновения в нее материала набивной заглушки 14. As shown in FIG. 3 and 4 of the second embodiment, the push elastic element 24 is also made of a polymeric material and has elasticity. It can be made of thermoplastic. The pressure elastic element 24 is made in the form of an approximately cylindrical coil spring 25 with several turns 28, 29, 30 that extend along a helical line. Instead, the push elastic member 24 shown in FIG. 3 and 4, may also have turns that are at least partially in the pre-compressed state of the pressure elastic element 24 and are at least partially located inside each other, thereby shortening it. In FIG. 3 and 4, at the upper end of the cavity 12, a dividing disk-shaped insert 13 is shown, which is necessary when the spring 25 is unable to seal the cavity 12 from the penetration of the stuffed plug 14 material due to its sealing ability.

Нажимной упругий элемент 24 и отключающий элемент 21 объединены в одну цельную деталь из полимерного материала и тем самым представляют собой цельный компонент отключающего устройства 20. Полимерный материал такого цельного компонента 21, 24 является электроизоляционным, соответственно диэлектрическим и поэтому наиболее пригоден для такого цельного выполнения отключающего элемента 21 и нажимного упругого элемента 24. В данном варианте пружина 25 также может в качестве замены разделительной дисковидной вставки 13 и набивной заглушки 14 иметь на своем верхнем конце уплотняющее цилиндрическое, выполненное за одно целое с ней продолжение, которое в виде запрессованной детали герметично и прочно запрессовано в полость 12 и уплотняет ее, а также воспринимает опорное усилие пружины 25.The elastic elastic element 24 and the disconnecting element 21 are combined into one integral part made of a polymeric material and thereby constitute an integral component of the disconnecting device 20. The polymer material of such an integral component 21, 24 is electrically insulating, respectively dielectric and is therefore most suitable for such an integral embodiment of the disconnecting element 21 and pressure elastic element 24. In this embodiment, the spring 25 can also, as a replacement for the dividing disk-shaped insert 13 and the packing plug 14, have and at its upper end, a sealing cylindrical extension made in one piece with it, which in the form of a pressed part is hermetically and firmly pressed into the cavity 12 and seals it, and also perceives the supporting force of the spring 25.

В показанном на фиг. 5 и 6 третьем варианте отключающий элемент 21 и нажимной упругий элемент 24 также объединены в одну цельную деталь из полимерного материала, при этом такой цельный компонент в данном случае представляет собой пенопластовый элемент, например, из упруго сжимаемого пенополиуретана. Подобный цельный компонент, объединяющий в себе отключающий элемент 21 и нажимной упругий элемент 24, может быть выполнен в виде пустотелого или полнотелого элемента. Из приведенных на фиг. 5 и 6 изображений следует, что в данном варианте разделительная дисковидная вставка 13 отсутствует. Конец полости 12 уплотнен цельным компонентом 21, 24 из полимерного материала благодаря наличию у него обусловленных им самим уплотняющих свойств.As shown in FIG. 5 and 6 of the third embodiment, the disconnecting element 21 and the pressing elastic element 24 are also combined into one integral part made of a polymeric material, and this integral component in this case is a foam element, for example, of elastically compressible polyurethane foam. Such a one-piece component, combining the disconnecting element 21 and the pressure elastic element 24, can be made in the form of a hollow or full-bodied element. From those shown in FIG. 5 and 6 of the images it follows that in this embodiment, the separating disk-shaped insert 13 is missing. The end of the cavity 12 is sealed with an integral component 21, 24 of a polymer material due to the presence of sealing properties due to it by itself.

Показанный на фиг. 7 четвертый вариант отличается от показанного на фиг. 5 и 6 варианта тем, что нажимной упругий элемент 24 на своем верхнем в плоскости чертежа конце имеет выполненное за одно целое с ним цилиндрическое продолжение 31, которое в виде запрессованной детали запрессовано в полость 12. Тем самым, с одной стороны, обеспечивается уплотнение, соответственно герметизация этой полости, а с другой стороны, достигается надежное закрепление нажимного упругого элемента 24 в щеточном элементе 11 благодаря прессовой посадке, воспринимающей опорные усилия. Набивная заглушка 14 становится при этом излишней. Отключающее устройство 20 благодаря этому имеет особо простую конструкцию, поскольку количество образующих его деталей уменьшено до единственной детали, которую требуется вставить в полость 12.Shown in FIG. 7, the fourth embodiment is different from that shown in FIG. 5 and 6 of the embodiment in that the push-in elastic element 24 at its upper end in the drawing plane has a cylindrical extension 31 made integrally with it, which is pressed into the cavity 12 as a pressed part. Thus, on the one hand, a seal is provided, respectively sealing of this cavity, and on the other hand, a reliable fastening of the pressure elastic element 24 in the brush element 11 is achieved due to the press fit, which receives support forces. The stuffed plug 14 becomes redundant. The disconnecting device 20 due to this has a particularly simple design, since the number of parts forming it is reduced to the only part that needs to be inserted into the cavity 12.

Изготовление нажимного упругого элемента 24 и отключающего элемента 21 из полимерного материала и их выполнение при этом, например, в особенно предпочтительном варианте в виде цельного компонента позволяют значительно сократить количество необходимых компонентов отключающего устройства 20. Благодаря этому удается существенно упростить отключающее устройство 20, придать ему компактность и удешевить его изготовление.The manufacture of the pressure elastic element 24 and the disconnecting element 21 from a polymer material and their implementation, for example, in a particularly preferred embodiment as an integral component, can significantly reduce the number of necessary components of the disconnecting device 20. Due to this, it is possible to significantly simplify the disconnecting device 20, to give it compactness and reduce the cost of its manufacture.

Claims

1. Carbon brush with a disconnecting device, having in the cavity (12) of its brush element (11) a disconnecting element (21) made of an insulating material made of electrically insulating material with a pre-compressed, elastic loading it pressing elastic element (24), while the pressing elastic element (24 ) and / or the disconnecting element (21) is made / made of a polymeric material, characterized in that the pressurized elastic element (24) has on its one end a cylindrical extension made in one piece with it (31), which is in the form of a pressed-in part of the press-fit but the cavity (12) of the brush element and sealingly and firmly retained therein by a press fit.

2. Carbon brush according to claim 1, characterized in that the pressure elastic element (24) is made of thermoplastic.

3. Carbon brush according to claim 1, characterized in that the pressure elastic element (24) is made of elastomer.

4. Carbon brush according to claim 1, characterized in that the pressure elastic element (24) is formed by at least one spring (25) of a polymeric material.

5. Carbon brush according to claim 4, characterized in that the spring (25) is made in the form of a bellows (26) or has coils (28-30), which in the pre-compressed state of the spring (25) are preferably capable of at least partially located inside each other, thereby ensuring its shortening.

6. Carbon brush according to claim 1, characterized in that the pressure elastic element (24) closes the end of the cavity (12) with its seal against penetration of the stuffing plug material (14) located above this pressure elastic element.

7. Carbon brush according to claim 1, characterized in that the pressure elastic element (24) is formed by a foam element.

8. Carbon brush according to claim 1, characterized in that the push elastic element (24) is made in the form of a hollow or solid body.

9. A carbon brush according to claim 1, characterized in that the push-in elastic element (24) and the disconnecting element (21) are combined into one integral part made of a polymeric material, from which part forming its disconnecting element is also made.