DE560230C - Buerstenanordnung fuer elektrische Maschinen - Google Patents

Description

Die Entwicklung der Bürstenhalter für Kommutatoren und Schleifringe hat nach Einführung der Kohlenbürsten zu zwei Hauptausführungsformen geführt, dem sogenannten S Kastenhalter und dem Daumen- oder Bügelhalter. Der erstere, in Fig. 1 der Zeichnung veranschaulichte, ist dadurch gekennzeichnet, daß nur die prismatische Kohlenbürste b beweglich, ihre rahmen- oder kastenartige Führung r dagegen fest angeordnet ist, während bei dem zweiten System, wie in Fig. 2 gezeigt, die beliebig gestaltete Bürste b mit einem schwenk- oder drehbaren Bügel d starr verbunden ist. Beide Ausführungsformen sind mit mancherlei Nachteilen behaftet.

Der Hauptfehler des Kastenhalters besteht darin, daß die Kohlenbürste, die bei den nie vermeidbaren Unrundheiten der Kommutatorschleiffläche dauernd kleine Relativbewegungen zur Kastenwand ausführt, sich nach längerer oder kürzerer Zeit an den Berührungsflächen stark abnutzt, wie Fig. 3 zeigt. Infolgedessen wird der Spielraum zwischen Bürste und Kasten vergrößert, unter Umständen bleibt die Bürste auch an der Kastenwand hängen. Ein weiterer Nachteil des Kastenhalters besteht darin, daß er eine sehr genaue Passung (Kaliberarbeit) erfordert. Bei zu kleinem Spielraum klemmt sich die Bürste infolge der Wärmedehnung leicht fest, bei zu großem kantet sie sich im Halter, vibriert oder springt und ruft infolge der gestörten Berührungsflächen Funkenbildung hervor. Der Kastenhalter verbietet ferner eine Benutzung der Kastenwände zur Stromleitung wegen der Gefahr des Ausbrennens an den Berührungsflächen, sondern erfordert eine unmittelbare Stromabführung von der Bürste zum Bürstenbolzen. Diese wird in der Regel durch eine mit der Bürste fest verschraubte oder verlötete Zuführung mit Hilfe eines biegsamen Kupferseiles hergestellt. Da diese Armierung, die in den mannigfaltigsten Formen ausgeführt wird, für die Auflagedruckfeder genügend Platz bieten muß, ist ein Kastenhalter für die Verwendung kleiner und schmaler Kohlenprofile nicht geeignet. Durch die zunehmende Verwendung des weichen graphitischen Materials an Stelle harter Reinkohlen sind die besprochenen Nachteile besonders stark in Erscheinung getreten.

Der wesentlichste Fehler der zweiten Gruppe von Haltern besteht darin, daß die mit dem Halteorgan (dem Daumen oder Bügel) fest verbundene Kohle mit der schweren Masse dieses Konstruktionsteiles belastet ist, den schnellen, im Betriebe auftretenden Schwingungen daher nicht zu folgen vermag. Dadurch leidet der Kontakt zwischen Bürste und Schleiffläche in dem Maße, daß man in der Regel einen übermäßig starken Anpressungsdruck anwenden muß, wodurch die Reibungsarbeit vergrößert und die Lebensdauer der Kohle

*) Von dem Patent sucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. e. h. Carl Tretiin in Berlin.

verkleinert wird. Wird der Auflagedruck durch eine mit dem Bürstenbolzen starr verbundene Zugfeder ausgeübt, so kommt, wie in Fig. 4 veranschaulicht, nur die eine Komponente (Z₁) in der gewünschten Richtung zur Wirkung, die zweite (Z/,), die oftmals die größere ist, dient nur dazu, die Gelenkreibung am Drehpunkt D des Daumens zu vergrößern. Wird dagegen der Daumen federnd ausgebildet, ίο so liegt, wie Fig. 5 zeigt, die Gefahr des Kantens der Bürsten vor, d. h. der Auflagedruck verteilt sich ungleichmäßig über die Auflagefläche; er ist außerdem wegen des langen Hebelarme: nur sehr ungenau einstellbar. Auch die Befestigung der Bürsten an einem einzigen federnden Metallband, wie sie in verschiedenen Ausführungsformen bereits vorgeschlagen wurde, genügt nicht den Ansprüchen, die im vorstehenden gestellt wurden, da das Metallband dabei immer so stark bemessen ist, daß es die Bürste federnd trägt, also eine verhältnismäßig große Masse besitzen muß.

Die geschilderten Nachteile, deren Aufstellung noch längst nicht erschöpft ist, werden durch die Bürstenhalterkonstruktion nach der Erfindung vermieden. Diese besteht darm, daß die Bürste unmittelbar oder noch in ihrer Nähe durch das freie Ende eines nur als Zugorgan wirkenden biegsamen Bandes gehalten wird und an diesem freischwebend durch eine mit ihrem freien Ende in der Bürstenachse nur in radialer Richtung auf sie wirkende, von dem Band unabhängige Feder gegen die Schleiffläche gepreßt wird. Das Band wird dabei zweckmäßig als dünne Blattfeder ausgeführt, damit die Bürste gegen seitliche Verschiebungen gesichert ist und ihre Lage auch beibehält, wenn die Drehrichtung der Maschine gelegentlich sich umkehrt. Die Blattfeder darf aber nicht so stark sein, daß durch sie irgendeine Druckkraft oder ein Biegungsmoment auf die Bürste ausgeübt wird. Sie dient, wie gesagt, nur als ein auf Zug beanspruchtes, mit einer gewissen Knickfestigkeit ausgestattetes Verbindungsglied zwischen der Bürste und dem Bürstenbolzen. Der Auflagedruck wird von der unmittelbar, d. h. ohne Hebel oder andere Übertragungsorgane, angreifenden Feder hervorgebracht, deren An-Ordnung und Wirkungsweise von der Bürstenbefestigung vollständig unabhängig ist, die also — grundsätzlich gesprochen — mit irgendeinem Teil des feststehenden Gehäuses verbunden sein könnte.

Eine solche Anordnung ist in Fig. 6 der Zeichnung veranschaulicht. Die Bürste b wird nur durch ein Band α gehalten, das an dem auf dem Bürstenbolzen ζ sitzenden Klemmstück k befestigt ist. Außerdem ist eine Feder f vorgesehen, die an dem Arm m des Klemmstückes befestigt ist und auf die Bürste in radialer Richtung drückt. Das Band kann auch statt am Klemmstück eingespannt zu werden, gelenkig mit diesem verbunden werden.

Mit der Bürstenanordnung nach der Erfindung können folgende Vorteile erreicht werden:

1. Die frei aufliegende Bürste erleidet außer der Reibungskraft an der Auflagefläche keinerlei mechanische Beanspruchungen, erlaubt mithin die Verwendung der elektrisch hochwertigen, aber mechanisch empfindlichen Weichgraphite ohne die lästigen Anforderungen an Formgebung und Kalibrierung.

2. Der Halter bedarf weder Gelenke noch Hebel, Bügel oder ähnlicher Druckübertragungen, die bei allen anderen Haltern zusätzliche Reibungswiderstände hervorrufen und den Auflagedruck verändern.

3. Die mechanische Trägheit der mit der Bürste verbundenen Konstruktionsteile (Armierung, Federung) kann so niedrig gehalten werden, daß die Bürste praktisch allen Schwingungen folgt.

Zweckmäßig wird der Halter in der Weise ausgeführt, daß man den Strom von der Bürste bis zum Bolzen nicht durch die dünne Haltefeder, die aus Stahl- oder Bronzeblech bestehen kann, leitet, sondern durch gesonderte, mit der Bürste verbundene Kupferbleche oder Litzen. Für die Druckfeder kommt in erster Linie die Spiralform in Betracht, weil sich bei dieser die Federkraft mit der Durchbiegung am wenigsten ändert. Die Befestigung der Kohlen mit der Feder wird man im Interesse der leichten. Auswechselbarkeit in Form eines Schiebekontaktes ausbilden, wofür sich Bajonettverschlüsse oder andere kraftschlüssige Elemente am besten eignen.

Ein Ausführungsbeispiel mit einem solchen Verschluß ist in Fig. 7 und 8 der Zeichnung veranschaulicht. Die Bürste b ist durch ein elastisches Band α mit dem Klemmstück k verbunden. An dem Band α sind Stifte t befestigt, die über die Bürste ragen und durch Leitungen g mit dem Klemmstück elektrisch gut leitend verbunden sind. Die Bürste ist mit einer Metallkappe f versehen, die die Stifte t umfaßt. Zum Verschluß ist auf dem Band α eine federnde Platte e mit einem Anstoß η befestigt, die in eine Öse i an der Bürstenkappe f eingreift. Der Anstoß η "» legt sich gegen die Öse i und verhindert, daß Bürste und Platte auseinanderrutschen. Die Druckfeder f für die Bürste sitzt an dem Arm m des Klemmstückes k. An ihrem freien Ende befindet sich ein Druckstück s, das auf der Bürstenkappe aufliegt.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   i. Bürstenanordnung für elektrische Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürste unmittelbar oder noch in ihrer Nähe

   durch das freie Ende eines nur als Zugorgan wirkenden biegsamen Bandes gehalten wird und an diesem frei schwebend durch eine mit ihrem freien Ende in der Bürstenachse nur in radialer Richtung auf sie wirkende, von dem Band unabhängige Feder gegen die Schleiffläche gepreßt wird.
   2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürste mit ihrem Halteorgan, wie an sich bekannt, kraftschlüssig verbunden ist.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürste, vorteilhaft mit besonderen leitenden Teilen, an dem Band befestigte Stifte verschiebbar umfaßt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen