CH149798A - Einrichtung zur Verhinderung einer Beschädigung von Kollektoren oder Schleifringen elektrischer Maschinen infolge zu weitgehender Bürstenabnutzung. - Google Patents

Description

  Einrichtung     zür    Verhinderung einer     Beschädigting    von     Ifollektoren    oder     Schleifringen     t3 c  elektrischer     31aschinen    infolge zu weitgehender     Bfirstenabniitztiii".       Bei Motoren, insbesondere     Kleinmotoreii          und        gekapselten    Motoren, mit Kollektor oder       Schleifringen,

      tritt häufig eine     Beschädiguno-          n        21   <B>'</B>  des Kollektors oder der     Schleifrino-e        cl-iidLirc'h          el     ein,     dass    die Bürsten nicht     rechtzeitio-        aus-          C          .o ewecliselt    und durch den zu     lan--en    Ge  brauch zu weit oder     cänzlieli        abo-enLLtzt        wer-          C   <B>kn</B>  den,

   wodurch eine die Bürste gegen den     Kol        -          lehfor        bezw.    die Schleifringe hin     vor-          bewe-,ende    Feder in Kontakt mit diesen  Teilen gelangt. Hierdurch entsteht starke       Funkenbildunc    in dem Kollektor     bezw.    den       Schltifringen,    die häufig eine Zerstörung  dieser Teile herbeiführt.  



  Zur Behebung dieser Nachteile sind<B>be-</B>  reits verschiedene Einrichtungen vorgeschla  gen worden. Bei einer dieser Einrichtungen  wird die Bürste bei fortschreitendem     Ab-          brauch    durch Auslösung von mechanischen  Mitteln plötzlich ausser Kontakt mit dem  Kollektor     bezw.    den Schleifringen gebracht.

    Diese Einrichtung hat zwar auf der einen    Seite den Vorteil,     dass    die Stromunterbre  chung- plötzlich bewirkt wird, anderseits ist       aber        ihre        Ba-uart        so        unist#        ändlich,        dass        sie        be-          sonders    gerade für     Xleinmotoren,

      bei denen  die     Anwenduino-    der     Sicherun--seinrichtun-          aus        naheliegenden   <B>0</B>     ründen    besonders       wünselibar    ist, praktisch nicht verwendbar  ist.  



  Bei einer andern     T,inrichtun(,    wird die       StromzLiffilirun",    zu den Bürsten in     Abhän-          n          1,        Olig)heit        von        ihrem        Vorschub        bei        züi        starker          Abnutzun-    der Bürsten     selbstiäthr    unter  brechen.

   Dies wird dadurch erreicht-,     dass     entweder die stromführende     Führunrrsbüchse     der Kohle an ihrem Ende isoliert ist, oder       (lass    die Kohle von einem in der Büchse glei  tenden Isolierkörper     gefasst    ist, wobei in bei  den Fällen die Kohle bei ihrem Vorschub  ihre     Stromzuführuno#    verliert-.

   Diese letztere       Einrielituno-    hat zwar den Vorzug der ein  fachen Bauart, auf der andern Seite aber  den Nachteil,     dass    die Stromunterbrechung      entsprechend dem langsamen Vorschub der  Bürste durch     den    üblichen geringen     Abbrauch     der Kohle unter einem lange andauernden  Funken erfolgt. Hierbei ist zwar die     Fun-          henbildung    von dem Kollektor     bezw.    den       Solileifrin(-en    fort an -einen Teil, das heisst  den     Dürstenhalter,    verlegt, der     (1-Lirch    Fun  kenbildung weniger gefährdet ist.

   Jedoch  kann dieses stunden-, gegebenenfalls sogar       kD        PD        t'          tao-elang    andauernde Funken zu einer     uner-          wünseliten    Erhitzung der Bürsten, sowie des  Bürstenhalters und dadurch zu einer     Beschä-          dio-Ung    zum wenigsten dieser Teile des     No-          tors    führen.  



  Bei einer weiteren Einrichtung erfolgt die       Stromzufülirung    zur Bürste durch eine be  sondere Zuleitung, die durch ein leicht  schmelzendes     Lötinetall    mit der Bürste ver  bunden ist und eine solche Länge hat,     dass     sie bei starker     Abnutzuno-    der Bürste,     o-e          ZD        ZD     spannt wird und den     Bürstendruch    auf  nimmt-,

   so     dass    infolge des durch das lose  Aufliegen der Bürste verursachten Bürsten  feuers das     Lötinetall    schmilzt und die     Ver-          bindun-    der Bürste mit ihrer     Zuleituno,    un  terbrochen wird. Diese Anordnung ist jedoch  insofern nachteilig, als zu ihrer Wirksamkeit  einesteils eine Erhöhung der durch den  normalen Betriebsstrom erzeugten Erwär  mung erforderlich ist, welche durch ein     Bür-          stenfeuer,erzielt    wird, das vom     betriebliehen     Standpunkt aus unbedingt -unerwünscht ist.

    Da bei dieser     Anordnuno,    die das Schmelzen  des     Metalles    verursachende Wärme nicht  unmittelbar an dem     Schm-elzmetall,    sondern  in einer gewissen Entfernung von letzterem  erzeugt wird, wird ausserdem nur ein Teil  <B>in</B>  dieser Wärme zur Erzielung des     Durch-          schmelzens    herangezogen.  



  Die     Erfinduno-    bezweckt eine verhältnis  mässig einfache Einrichtung zu schaffen,  durch welche eine     raselie        Stromiinterbrechung     im gewünschten Zeitpunkt erfolgt, ohne     dass     eine die normale Betriebswärme des Motors  überschreitende     Erwärmuno-    desselben oder  eine schädliche Funkenbildung am     Kollekt-or          bezw.        Schleifring    auftritt,       C,       Die     Erfinduno-    betrifft eine     Einrichtum,

       zur Verhinderung einer Beschädigung von  Kollektoren oder Schleifringen elektrischer  Maschinen infolge     züi-    weitgehender Bürsten  abnutzung-, bei     weleber    bei     dinem        vorgre-          schrittenen    Grad der     Bürsten,#tbn-Litziin(r    der       Stroinübergang    zwischen der Bürste und dem  der Bürste den Strom von aussen her zu  führenden Teil     selbsttätio-    unterbrochen wird.

    Sie hat mit der letztgeschilderten Einrich  tung- das Merkmal gemeinsam,     dass    die     Unter-          brechun--    infolge,     Erwärmun(r    von     Schmelz-          C-        tn        eD          metall    erfolgt.

   Gemäss der Erfindung ist  das Schmelzmetall so an der Oberfläche der  Bürste oder des Bürstenhalters angebracht,       dass    bis zum Eintreten des     vorgeselirittenen          Grades    der Bürstenabnutzung höchstens nur  ein Teil des     BetriAsstromes    durch dasselbe  L     e     <B>,</B>     le          (r        itet    wird,

   während das     Schmelzinetall     bei Eintreten dieser Bürstenabnutzung     in-          folo-e    des     Vorseliubes    der Bürste im Halter  die Leitung     des    ganzen Betriebsstromes über  nimmt. Hierdurch kann erreicht worden,     dass     das Schmelzmetall durch Wärme zum  Schmelzen     (rebracht    wird, welche.     unmittel-          bar    in oder an ihm durch den Betriebsstrom  erzeugt wird.

   Hierbei     Icann    zum Beispiel  in bekannter Weise eine     Führun        gsbüchse     der Bürste an ihrem Ende isoliert oder der  obere Teil der Bürste ganz oder an seiner  Ober-     bezw.    Kontaktfläche aus, isolierendem  Material hergestellt sein.

   Es kann dann eine  sehr einfache, rasch und sicher wirkende     Ein-          rieUtung        dadtirch    geschaffen sein,     dass'    das       Se'hmelzmetall        t'        an        der        Oberfläche        des        Isolier-          teils    der     Führuno-sbüchse        bezw.    der Bürste       -in        (1        er        Grenzlinie        

  zwischen        leitendem        Teil     und isolierendem Teil angebracht ist.  



  Der die     SeUmelzvorrichtun--    bildende       Schmelzstreifen    kann so     aus(rebildet    sein,       dass    er eine Zeitlang die volle Stromleitung,  ohne     züi    schmelzen, übernimmt und erst  schmilzt, wenn nach Überschreiten der     ore-          nannten    Grenzlinie die Bürste um ein Stück  in der Richtung zum Kollektor     bezw.    den       Sehleifringen.        vorgreschoben    ist.

       Auf    diese  Weise kann eine plötzliche, gänzlich oder  wenigstens nahezu     fi--tnlzenlose    Unterbrechung      mit einer sehr einfachen, insbesondere auch  für Kleinmotoren geeigneten Bauart erreicht  en  werden.  Der     Eriiiidun,)-s(,-e",e.iist#iind    ist auf der  Zeichnung durch. ein     Ausfülirungsbeispiel          veranschaulie,lit.     



       Fiol.   <B>1</B> und 2 zeigen die Einrichtung-     in     teilweisen     Längssehnitten    in zwei zueinander  senkrecht- stehenden<B>Ei</B>     benen.     



  Der Bürstenhalter weist     ein.en    innern,  aus leitendem Material bestehenden,     hVilseii-          förmigen    Teil oder Führungsbüchse<B>1.</B> auf,  welcher von einem äussern, aus Isoliermate  rial bestehenden, hülsenförmigen Teil<B>92</B> um  geben ist.

   In der entsprechend geformten     Off-          Z,     nun- des Teils<B>1</B> ist die zum Beispiel     recht-          ZD          eckigen    Querschnitt aufweisende Bürste<B>3, 3'</B>       ZD          e,        Oleführt,        welche        auf        dem        Kollektor        bezw.          Schleifring    4 der elektrischen Maschine, zum  Beispiel eines Motors, schleift.

   Der Teil<B>3</B>  der     Bürsto    besteht aus leitendem Material,  zum Beispiel Kohle, der obere Teil<B>X,</B> wel  cher den obern Teil der Seitenflächen und  die obere Stirnfläche des Teils<B>3</B> bedeckt und  in beliebiger geeigneter Weise an dem Teil<B>3</B>       befestio-t    ist, -aus Isoliermaterial.<B>5</B> ist die  den     Von#ehub    der Bürste bewirkende Feder.

    An der Oberfläche des aus Isoliermaterial  bestehenden Teils<B>3'</B> der Bürste, Lind zwar  an einer der     seitliel-Len        Führungsflächen,    ist  ein Schmelzstreifen<B>6</B> angebracht, der an der  Grenzlinie<B>g</B> zwischen leitendem Teil<B>3</B> und  isolierendem Teil<B>3'</B> mit dem     Kolileteil   <B>3</B>  in leitender Verbindung steht und sieh von  der Grenzlinie aus, zum Beispiel etwa<B>1.</B> bis  <B>3</B> mm, nach oben erstreckt. Der Schmelz  streifen hat bei der dargestellten     Ausfüh-          runcsform    die Gestalt- eines Dreiecks     (Fi...     <B>2),</B> so     dass    sein Querschnitt- nach oben hin  abnimmt.  



  Wenn bei     vorgeseUrittenera        Abbrauch    des  Bürstenteils<B>3</B> die Grenzlinie<B>g</B> die untere  Kante     k    des     Bürstenhalterteils   <B>1</B>     verlässt.     übernimmt zunächst der     Schmelzstreifen*   <B>6</B>  die Stromleitung von dem     Bürstenlialterteil   <B>1</B>  zum Kollektor     bezw.        Schleifrine-    4.

   Der       Selimelzstreifen   <B>6</B> ist zweckmässig so bemes  sen,     dass    er hierbei nicht sogleich durch-    schmilzt, sondern vielmehr erst dann, wenn  nur noch sein     oherer    Teil mit dem     Bürsten-          halterteil   <B>1</B> in     Berrihrung    steht, -also die  Grenzlinie<B>g</B> sieh schon ein Stück von der  untern Kante     li:

      des     Bürstenhalterteils   <B>1,</B>  fortbewegt     hat.   <B>Die</B>     Stroinunterbrechung    er  folgt hierdurch mit Sicherheit ohne oder  höchstens mit     "anz    kurz andauernder     Fun-          kenbiläum,    zwischen<B>1</B> und<B>6.</B> Der     Notor     bleibt somit unter sicherer     Vermeidun-        Piner          Berührun-    zwischen Feder 5     und        Nollektor          hezw.        Schleifring    4 stehen,

   und kann erst  wieder in Gang gesetzt     werde.n,    nachdem eine  neue Bürste in den Bürstenhalter     ein-esetzt     ist.  



  Der Schmelzstreifen<B>6</B> kann auch     beliebit#          dÜnner,    als auf der     Zeichii-Lim,#          ausceführt    sein. Er könnte     aueli,    anstatt  nach oben abgeschrägt, zum Beispiel nach  oben dünner werdend ausgeführt sein. Der  obere Teil der Bürste<B>3'</B> könnte auch, anstatt  nur an der Oberfläche mit Isoliermaterial  belegt     züi    sein, ganz aus solchem Material<B>be-</B>  stehen.  



  Der     Selimelzstreifen   <B>6</B> könnte     auell,        ',In-          st-att    nach oben hin abnehmenden Querschnitt  zu besitzen, mit gleichbleibendem     QuerschniU     in seiner ganzen Höhe     ausgebildetsein.    Auch       in    diesem Falle kann der     Schnie17streifen    so  bemessen werden,     dass    er nicht     durchselimilzt,          solan--e    er mit dem Teil<B>1</B> des Bürstenhalters  in leitender V,     erbindun--    steht,

   sondern erst  dann unter kurz     andtuiernder        Funkeitbildun-          n          durchschmilzt,    wenn seine, obere Begrenzung  aufhört, mit dem Teil<B>1</B> Kontakt zu machen.

    Auch in diesem Falle hat sich die Grenz  linie     g    zwischen<B>3</B> und<B>3'</B> in dem     ZeitpunUt     des     Durchschmelzens        selion    ein Stück von  dem     Bürstenhalterteil   <B>1</B> fortbewegt, das auch  n  hier etwa<B>1</B> bis<B>3 'mm</B> betragen kann, so     dass     eine sichere Lind schnelle     Stroinunterbreebun-          erfolo-t.     



  Die das     Nachrüchen    der Bürste bewir  kende, Feder<B>5</B> kann in -allen Fällen isoliert,  beispielsweise mit einer isolierenden     Hühe          i--imo,eben,        ausueführt    sein.  



  Anstatt, wie auf der     Zeichnun--    darge  stellt, die Bürste oben mit einem isolierenden      Teil zu versehen, könnte auch der     Bi.trsteii-          halter    an seinem untern, das heisst dem Kol  lektor     bezw.    den     Schleifrino-en        zuo-ekehrten     Teil wenigstens an seiner Oberfläche mit  einem isolierenden Teil, zum Beispiel einer  isolierenden Hülse, versehen sein. Es ist dann  auf der- Innenfläche des Bürstenhalters eine  Grenzlinie zwischen isolierendem und metal  lischem Teil gebildet.

   Der Schmelzstreifen.<B>6</B>  ist dann an der Oberfläche der isolierenden  Hülse angebracht-, derart,     dass    er an der  <B>G</B>     renzlinie    mit dem leitenden Teil der Hülse  Kontakt macht und sich von der Grenzlinie  aus nach unten hin erstreckt.

   Wenn die  Bürste, die dann in     üblidher    Weise ganz aus  Kohle bestehen kann, bei ihrer     Vorbewegung     nur noch mit dem Schmelzstreifen in     Verbin-          dun--    sieht oder ihn     verlässt,    tritt     Durch-          ,zellmelzen    des     Sclimelzstreifens    und dadurch  Stillstand des Motors in der oben     besehrie-          benen    Weise ein.  



  Die     auf    der Zeichnung dargestellte     Aus-          f        ülirungsform    kann     auel-i    beispielsweise wie  folgt abgeändert werden: Der als Führungs  büchse dienende     hülsenförmi        'ge    Teil<B>1</B> wird  innen so mit einer     Isolierschieli%.    bedeckt,       dass    all den Innen-     bezw.        Führunasflächen     des Teils<B>1</B> nur unten ein     verhältnismässi0-          kurzes        Stfick,    aus leitendem Material bleibt.

    Hierdurch wird erreicht,     dass    der Schmelz  streifen<B>6</B> zunächst ganz stromlos bleibt und  erst bei     vorgeschrittenem    Grad     der        Bürsten-          abnutzulin,    Strom führt, so     dass    bis zu     die-          sein    Zeitpunkt ein vorzeitiges Schmelzen des  Schmelzstreifens,<B>6,</B> welches gegebenenfalls  durch Funken infolge mangelhafter Führung       bezw.    Kontaktes zwischen Bürste<B>3</B>     bezw.          Schmelzstreifen   <B>6</B> einerseits und Teil<B>1</B> an  derseits auftreten könnte, unbedingt ver  mieden wird.

Claims (1)

1. _PATE, NTANSPRUCH. Einriehtuno, zur Verhinderuno- einer Be schädigung von Kollektoren oder Schleif- l# ringen elektriselier Maschinen infolge zu <B>k></B> weitgehender Bürstenz%bnutzun,-,-,

   bei welcher bei einem vorceschrittenen Grad der Bürsten- abnillzung der St-roiniiberLrano- zwischen der Bürste und dem der Bürste den Strom von missen her zufübrenden Teil durch Einschal tung eines Isolierteils in den Stromweg zwi- C, z# sehen den genannten beiden Teilen selbst tätig unterbrochen wird, und mit Unterbre chung infolge Erwärmung von Sehmelz- metall, dadurch gekennzeichnet,

   dass das Schmelzmetall so an der Oberfläche der Bürste oder des Bärstenhalters angebracht, ist, dass bis zum Eintreten des vorgesehrit- tenen Grades der Biir2i-en-,tbnutz-utno- höch stens mir ein Teil des Betriebsstromes durch dasselbe geleitet wird, und dass das Schmelz metall bei Eintreten dieser Bürstenabnutzung infolo#e des Vorseliabes der Bürste im Halter die Leituno- des canzen Betriebsstromes über nimmt.

   UNTERANTSPRüCITE <B>:</B> <B>1.</B> Einrichtung nach Pafentanspruch, bei welcher eine Führunr"sbüc'hse der Bürste an ihrem dem Kollektor bezw. den Schleif ringen zugekehrten Ende wenigstens in ihrer Innenfläche isoliert ist, dadurch o.-e- kennzeichnet, dass das Schmelzmeiall an der Oberfläche des Isolierteils der Füh- rungsbüellse an der Grenzlinie (g)

   zwi- sehen leitendem Teil und isolierendem Teil der Führungsbüchse angebracht ist. <B>9-</B> Einrichtung nach Patentanspruch, bei welcher der dem Kollektor bezw. den Schleifrinwen abo-ekehrte Teil der Bürste wenio-st-ens an seiner Ober- bezw. Kontakt fläche aus isolierendem Material bestellt, dadurch cekennzeichnet, dass'das Schmelz metall<B>(6)

   </B> an der Oberfläche des Isolier- teils (3') der Bürste an der Grenz linie<B>(g)</B> zwischen leitendem Teil<B>(3)</B> und Isolierteil (3') der Bürste angebracht ist.

   <B>3.</B> Einrielltung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, lass' das Schmelz metall als Sehmelzstreifen so auso-ebildet ist, dass er erst dann schmilzt, wenn nach Überschreiten der genannt-en Grenzlinie <B><I>(g)</I></B> die Bürste um ein Stück in der Rich- tung zum Kollektor bez#v. (Ion Schleif'- ringen (4) vorgesehoben ist.

   ,I:. Einrichtung nach Unteranspruch<B>3,</B> da durch gekennzeichnet, dass der Schmolz- Streifen <B>so</B> auso-e,13ildet ist, dass er erst durch Funkenbildung durchschinilzt, wenn er aufhört-, infolge Vorbewegens der Bür- st-p einün Kontakt zu bilden.

   r). Einrichtung nach Unteranspruch <B>3,</B> da durch gekennzeichnet, dass der Schmelz streifen<B>(6)</B> in einem von der aenannten Grenzlinie<B>(g)</B> entfernter gelegenen Teil schwächer ausoobildp-t- ist als in der Nähe der Grenzlinie, derart-, dass er durch schmilzt, wenn nur noch sein schwiteher ausgebildeter Teil (Ion Kontakt bewirkt.

   EinrIelitung nach Unteranspruch 2, da durch gehennzeichnei, dass die Innen flächen der Fülirun.o-sbiielise nur in ihren dem Kollektor bezw. den Schleifrin-en züi- gekehrten 1i7,iiden aus leitendem, im übri gen aus isoliertein Material bestehen, der art, (lass das Sebnielzmetall zunächst liell stromlos bleibt und erst bei einem voi-,)

   -erücldeii Grad der Bürstenabniitz7Liii#,- Strom züi führen beo-iiint. el