CH467534A - Bürstenhalter mit Rollbandfeder und armaturloser Bürste für elektrische Maschinen - Google Patents

Description

  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.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Bürstenhalter mit Rollbandfeder und armaturloser Bürste für elektrische Maschinen, dadurch gekennzeich net, dass die Rollfeder (7) einen den Strom von der Bürste (10, 10a, 10b) ableitenden, mit einer Strom zuführung (30) versehenen, ein- oder mehrteiligen Kon- takbkörpeT (11, 110, 101, 101') umschliesst und dass das Fliessen eines Stromes durch die Rollfeder (7) selbst durch eine Isolierung (90, 900, 13, 16) verhindert ist. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Bürstenhalter nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Kontaktkörper selbst zum Teil aus Isolierstoff besteht und dadurch einen Stromüber tritt auf die Rollfeder verhindert. z. Bürstenhalter nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass sich ein Isolierkörper (90, 900) zwi schen Rollfeder (7) und Kontaktkörper (11, 110) befindet. 3. Bürstenhalter nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkörper (11) den Isolier- körper (90) durchdringt. 4.

   Bürstenhalter nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Kontaktkörper als auch Iso- lierkörper Spulenform besitzen, wobei die Flanschen (11', 11") des Kontaktkörpers (11) grösseren Durch messer haben als die Flanschen des den Kontaktkörper umschliessenden Isolierkörpers (110). 5. Bürstenhalter nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zwei Kontaktkörper (110) zu beiden Seiten in eine Öffnung des Isolierkörpers (900) ein geführt sind oder/und zu beiden Seiten des Isolier- körpers an diesem, gegebenenfalls drehbar, befestigt sind.

   6. Bürstenhalter nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der oder die Kontaktkörper (11, 110, 101) das oder die Sbromzuführungskabel (30) koaxial umschliessen. 7. Bürstenhalter nach Patentanspruch, dadurch go- kennzeichnet, dass sich auf den von der Rollfeder (7) umschlossenien Teilen des Kontaktkörpers (101, 101') eine Isolierschicht (13) befindet. B. Bürstenhalter nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Fliessen eines Stromes durch die Rollfeder (7) durch eine isolierende Befestigung (16) der Rollfeder an ihrem Halter (17) verhindert ist.

   9. Bürstenhalter nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Kontaktkörper ein voller oder hohler, vorzugsweise unabgesetzter Kreiszylinder (101; 101') ist. 10. Bürstenhalter nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass wenigstens die mit der Bürste in Be rührung kommenden Teile des oder der Kontaktkörper aus Silber bestehen oder mit einer Silberauflage ver sehen sind. 11.

   Bürstenhalter nach Patentanspruch oder einem der vorangehenden Unteransprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass an der Stirnfläche der Bürste eine den Kontaktkörper (11, 11', 11") aufnehmende, diesem an- gepasste, vorzugsweisse zylindrische Mulde (10') ist.

   12. Bürstenhalter nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mulde eine der Länge des Kon taktkörpers (101') entsprechende Länge bzw. entspre chend voneinander distanzierte Anschläge: aufweist, so dass axiale Vorschiebungen des Kontaktkörpers ver hindert sind. 13.

   Bürstenhalter nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste am oberen Ende eine Duschbrechung (14) aufweist, zum Zwecke, dass sie den sich mit zunehmender Bürstenabnützung vergrössernden Wickel der Roll- bandfeder (7) nicht behindert. 14. Bürstenhalter nach Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Duschbrechung (14) derart aus gebildet ist, um die Bürste aus dem Halter mittels einer Klammer herauszunehmen.