Bürstenhalter mit Rollbandfeder und armaturloser Bürste für elektrische Maschinen Der Rollenbandfeder-Bürstenhalter wird seit einigen Jahren mit Erfolg angewendet. Ein Bürstenhalter dieser Art ist in Fig. 1 im Aufriss und in Fig. 2 im Grund riss dargestellt. Der Vorteil dieses Halters besteht darin, dass der Druckfinger - und somit zusätzliche bewegte Massen - wegfallen, weil die Feder direkt über eine Isolierrolle auf die Kohlebürste drückt.
Die Rollenband feder ist seine Spiralfeder, welche auf der Isolierrolle aufgerollt ist und einen ziemlich gleichmässigen Druck über die ganze Bürstenlänge (bei der Bürstenverkürzung durch Abnützung) aufweist. Jedoch wurde dieser vorteil hafte Halter im. allgemeinen nur für Bürsten mit Armatur (d. h. Kabel mit Stampfkontakt in Kohle) verwendet. Armaturlose Bürsten werden vorzugsweise bei Bahn motoren, Erregermaschinen und sonstigen Gleichstrom maschinen verwendet.
Das Auswechseln dieser Bürsten ist leichter und kann sogar während des Betriebes er folgen, was besonders bei Erregermaschinen wichtig ist. Ausserdem sind solche Bürsten billiger.
Die bisher für armaturlose Bürsten verwendeten Halter haben meist einen Druckfinger, welcher durch seine Masse nach- teilig wirkt. (Abheben des Fingers bedingt durch seine Masse.) Es ist nun zwar auch schon ein für armaturlose Bürsten geeigneter Rollfederbürstenhalter bekannt, bei dem der auf die Kohlebürste drückende, spiralig auf gewickelte Teil der Rollfeder von einer zylindrischen, geschlitzten Metallhülse umgeben ist,
innerhalb welcher vorzugsweise ein aus Isolierstoff bestehender Druck körper angeordnet ist, auf den der auf die Kohlebürste drückende Teil der Rollfeder spiralig aufgewickelt ist. Ein Nachteil dieses Bürstenhalters besteht darin, dass die Rolleder, die durch den Schlitz der Metallhülse aus dieser heraustritt, den Schlitzrand berühren und sich so unerwünschterweise an der Stromführung be teiligen kann.
Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass die Kohlebürste keine Kopfmulde aufweist und deshalb ein Abgleiten der Metallhülse stattfinden kann, wodurch ein zusätzlicher unerwünschter Kontakt, und zwar mit der Haltemasche entsteht. Ausserdem weist die Metall- hülse bei der bekannten Anordnung nur eine lineare Berührung mit der Kohlebürste auf, wodurch der Strom übergang erschwert wird.
Die Erfindung gestattet es, alle genannten Nachteile zu vermeiden. Darüber hinaus hat der erfindungsgemässe Rollfederbürstenhalter den Vorteil, einen einfacheren und wesentlich robusteren Aufbau aufzuweisen, was be sonders im Hinblick auf mögliche Ratterschwingungen von grosser Bedeutung .ist.
Gegenstand der Erfindung ist ein Bürstenhalter mit Rollbandfeder und armatur- loser Bürste für elektrische Maschinen mit dem Kenn zeichen, dass die Rollfeder einen den Strom von der Bürste ableitenden, mit einer Stromzuführung versehe- nen, ein- oder mehrteiligen Kontaktkörper, vorzugsweise einen Rotationskörper, z. B. eine Rolle oder Spule, umschliesst und dass das Fliessen eines Stromes durch die Rollfeder selbst durch eine Isolierung verhindert ist.
Vorteilhafterweise können die Kontaktkörper das oder die an sie stromleitend anzuschliessenden Strom zuführungskabel (Litzen) umschliessen, und zwar vor zugsweise konzentrisch umschliessen, wenn die Litze in eine zentrale Öffnung eines als Kontaktkörper dienen den Rotationskörpers eingeführt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert.
Während, wie erwähnt, die Fig. 1 und 2 der Zeichnung Aufriss und Grundriss eines bekannten Roll- bandfeder-Bürstenhalters zeigen, stellen die Fig. 3 und 4 im Aufriss bzw. Grundriss die an einem solchen im Sinne dere Erfindung beispielsweise vorzunehmenden Änderungen dar.
Die Fig. 5 und 6 zeigen zwei Varian ten zu der sich aus Fig. 4 ergebenden Ausführungsart, während die Fig. 7a und 7b weitere Bauformen erfin dungsgemässer Bürstenhalter darstellen und die Fig. 8a und 8b Varianten dieser Bauformen, bei denen die Roll- feder isoliert befestigt wird, wie es beispielsweise die Fig. 8c zeigt.
In der Zeichnung bedeutet 1 eine auf einem Kommu- tator oder Schleifring 2 schleifende, mit zwei einge stampften Bürstenkabeln 3 armierte Kohlebürste, die in einem Bürstenhalter 4 verschiebbar ist. Dieser ist in üblicher Weise an einem Klemmstück 5 befestigt, an welches auch die Kabelschuhe 6 der Bürstenkabel 3 kontaktgebend angeschraubt sind. Die Rollbandfeder ist mit 7, ihre Haltefeder mit 8 bezeichnet, des weiteren mit 9 eine z. B. aus Teflon bestehende Isolierrolle, auf die die Rollbandfeder 7 aufgerollt ist.
Die Isolier- rolle 9 ruht in einer Kopfmulde 1' der Kohlebürste 1 und überträgt auf diese den von der Roilbandfeder 7 ausgeübten Druck, ohne dass die Rollbandfeder in elek trischen Kontakt mit der Kopfmulde kommt, so dass eine Stromverzweigung und ein unzulässiger Strom fluss durch die Rollbandfeder vermieden sind.
Nach den Fig. 3 und 4 wird nun im Sinne der Erfindung die Verwendung einer armaturlosen Bürste 10 dadurch ermöglicht, dass koaxial an einer hohlen, mit 90 bezeichneten, mit der Rollbandfeder 7 umwickel ten Isolierrolle eine vorzugsweise ebenfalls hohle, die Isolierrolle durchdringende, gegen diese eventuell dreh bare Rolle 11 aus leitendem Material vorgesehen ist und an dieser das oder die axial herangeführten und von ihr umschlossenen Kabel 30, z. B. durch Löten, befestigt werden.
Vorzugsweise wird nur ein .einziges durchlaufendes Kabel 30 durch eines hohle leitende Rolle 11 durchgezogen und z. B. an einer oder beiden Aus trittsstellen an diese Rolle angelötet oder etwa in an derer Weise, z. B. auch durch Klemmung elektrisch leitend angeschlossen.
Die Endplatten 11', 11" der leitenden Rolle 11, von denen wenigstens eine 1 i' nur angeschraubt oder angelötet sein kann, um die Isolierrolle 90 vorher überschieben zu können, haben einen grösseren Durchmesser als die Flansche der Isolier- rolle 90, so dass sie in der Bürsten-Kopfmulde 1'0' kontaktgebend aufruhen, wie in Fig. 3 durch die Strom- Pfeile 12 angedeutet :ist.
Nach Fig. 5 kann die leitende Rolle 11 auch durch zwei, mit dem oder den Kabel(n) 30, z. B. durch Löten, zu verbindende leitende Endplatten 110 ersetzt werden, die etwa an die mit 900 bezeichnete geflanschte oder seitlich mit entsprechenden Isolierscheiben verse hene Isolierrolle geschraubt oder in anderer Weise, ge gebenenfalls drehbar, befestigt werden. Diese Platten <B>110</B> können ebenso wie auch beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 die leitende Rolle 11 bzw.
deren Flanschen 11', 11", zur Verbesserung des Stromüberganges aus Silber hergestellt oder mit einer Silberauflage versehen sein.
Die Stromübergangsfläche kann durch entspre chende Wahl der Dicke bzw. auch des Durchmessers. der Flanschen 11', 11" oder der Platten<B>110</B> aus reichend gross gemacht werden. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, von einer rotationssymmetri schen Form dieser Platten bzw.
Flanschen etwa zu Gun sten einer vergrösserten Auflagefläche abzugehen und dabei etwa eine nun unerwünschte Verdrehung durch Wahl einer beispielsweise ebenen Auflagefläche zu ver hindern, in welchem Falle Bürsten ohne Kopfmulde zu verwenden wären. Es könnten z. B. auch die beiden Flanschen bzw.
Platten an der der Bürste zugekehrten Stelle durch einen möglichst breiten, seine etwa recht eckige Auflagefläche bildenden, mit ihnen vorzugsweise aus einem Stück bestehenden Steg verbunden sein.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 umschliesst die Rollfeder 7 den rollen- oder spulenförmigen Kontakt körper 11 unmittelbar, d. h. ohne Zwischenfügung einer Isolierrolle, wie sie bei den vorher beschriebenen Aus- führungsarten verwendet ist.
Die Rollfeder 7 ist je doch von der Metallrolle 11 durch eine Isolationsschicht 13 elektrisch isoliert, welche auf die fertige Metall rolle 11 aufgebracht wird, und zwar entweder durch Wirbelsinterung oder durch Anstrich oder durch irgend ein anderes Verfahren. Die Feder 7 umschliesst diese Isolation. Die Stromweiterleitung erfolgt durch das Kabel 30; die Kohlebürste benötigt keine Armatur.
Bei kleiner tangentialer Abmessung der Kohlebürste, z. B. bei kleinen Gleichstrommaschinen und bei Bahn motoren, lässt sich, wie in Fig. 7a gezeigt, mit Vorteil anstelle der Metallrolle (11 in Fig. 6) ein massiver oder hohler Metallstift 101 zur Stromübertragung (siehe Pfeile) von bzw. zu der Kohlebürste 10a verwen den.
Der Vorteil liegt im kleinen Durchmesser des Stiftes 101, welcher auch bei kleinen tangentialen Abmessungen der Haltertaschen verwendet werden kann. Der Stift besteht aus elektrisch leibendem Material mit: oder ohne Silberauflage, z. B. aus Messing. Im Be reich der Umschliessung durch die Rollbandfeder 7 weist der Stift 101 eine Verengung auf, die ihn hin dert, sich axial zu verschieben. Durch die Isolation 13, die in gleicher Weise, wie zu Fig. 6 angegeben, her gestellt sein kann, ist die Feder vom Stift elektrisch isoliert.
Da die RolIbandfeder bei tangential sehr schmalen Bürsten über den Durchmesser des Stiftes relativ weit hinausreichen wird, ist die Haltertasche im Bereich, den die Feder im Laufe der Bürstenabnützung bestreicht, entsprechend auszunehmen. Die Kohlebürste 10a selbst hat im Bereich der Feder eine keilförmige Ausnehmung 14, die gleichzeitig zum Herausnehmen der Bürste aus dem Halter mittels einer Klammer dient.
Die Anbringung des den Strom zu- bzw. abführenden Kabels 30 kann in allen günstigen Lagen erfolgen, wie es in den Figuren dargestellt ist. Die Kohlebürste 10a ist als Zwillingsbürste ausgebildet und hat z. B. :eine durchgehende zylindrische Kopfmulde.
Eine Variante zur Anordnung nach Fig. 7a ist in Fig. 7.t- dargestellt-. Hier hat der nun mit 101' be zeichnete Metallstift keine der Führung dienende Ver engung; er besitzt vielmehr durchwegs. gleichen Durch messer.
Seine .axiale Bewegung ist durch eine ent sprechende Ausbildung der Kopfmulde der Bürste 10b begrenzt. Der Stift l01', der wieder an der Stelle, an der ihn die Rollbandfeder umgreift, einen Isolier- belag 13 aufweist, ist in der linken Hälfte der Figur dargestellt und in der rechten Hälfte hohl.
Bei den den Anordnungen nach den Fig. 7a und<B>7b</B> entsprechenden Anordnungen nach den Fig. 8a und<B>8b</B> ist der Metallstift 101 bzw. 101' nicht von der Roll bandfeder 7 isoliert. Dabei ist es allerdings zur Ver meidung einer Stromverzweigung und eines unzulässi gen Stromflusses durch die Rollbandfexler erforder lich, dass die Feder 7 isoliert im Halter angebracht wird.
Zu diesem Zwecke kann z. B., wie Fig. 8c zeigt, die Feder mittels einer Niete 15 an einer Hartpapierplatte 1b befestigt und diese ihrerseits mit der Haltefeder 17 vernietet sein.
Der Vorteil der angegebenen Ausführungen ist vor allem bei Bürstenhaltern für Bahnmotoren sehr gross. Durch den Wegfall des Druckfingers mit seiner nicht unerheblichen Masse wird ein Springen der Bürste bei hohen Lokomotiv-Geschwindigkeiten und bei schweren Anfahrten vermieden.
Ausserdem ist bei Bahnmotoren wegen des Platzmangels die geringe Ausladung des Bür- stenhalters in t-angentialer Richtung von Bedeutung. Der :erfindungsgemässe Rollfeder-Bürstenhalter kann sowohl als Radial- wie auch als Schräghalter aus geführt werden.