[0001] Die Erfindung betrifft eine Meldeeinrichtung mit einer Signalgebereinrichtung für
das Melden des Verschleißzustandes zumindest einer Bürste einer elektrischen Maschine
mit Schleifring und/oder Kommutator, vorzugsweise einer Gleichstrommaschine wie einem
Gleichstromgenerator oder einem Gleichstrommotor, mit einem in oder an der Bürste
ein- oder angebauten Kontakt, der bei Erreichen eines vorbestimmten Verschleißzustandes
einen Signalgabestromkreis schließt, in dem eine Stromfühlereinrichtung angeordnet
ist.
[0002] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine universell, insbesondere für Flurförderzeuge
mit elektromotorischem Antrieb verwendbare Verschleißzustandmeldeeinrichtung zu schaffen,
für die möglichst wenige oder keine zusätzlichen elektrischen Bauteile an der Maschine
erforderlich sind und möglichst nur eine Leitung zwischen der Schleifring- bzw. Kommutatormaschine
und dem Meldegerät erforderlich ist.
[0003] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß in dem Signalgeberstromkreis
ein Frequenzgenerator und mindestens ein Kondensator angeordnet sind, wobei die Kapazität
des Kondensators derart auf die Frequenz des Frequenzgenerators abgestimmt ist, daß
dieser Konden sator für den Strom mit der von dem Frequenzgenerator bestimmten Frequenz
durchlässig ist. Dadurch wird bewirkt, daß dann, wenn durch entsprechenden Verschleiß
der Bürste der Kontakt schließt, der Strom mit der durch den Frequenzgenerator bestimmten
Frequenz fließt. Dieser Strom kann leicht in der Stromfühleinrichtung festgestellt
und zum Auslösen einer Signallampe oder eines akustischen Warnzeichens oder dergleichen
benutzt werden. Der Erfindungsgegenstand ist geeignet für auf Bürstenpotential liegende
einpolige Schaltkontakte. Ein besonderer Vorteil ist die erzielte galvanische Trennung
zwischen Meldegerätversorgung, Maschinenstromkreis und den einzelnen Bürsten, die
einfach zu erreichen ist. Es ist nicht erforderlich, daß eine separate, auf dem Hauptstrompotential
der Schleifring- bzw. Kommutatormaschine liegende Versorgung vorhanden ist. Die Signalgabeeinrichtung
kann in einer Baugruppe zusammengefasst werden für alle in einem Gesamtaggregat, beispielsweise
in einem Fahrzeug, vorhandenen Schleifring- oder Kommutatormaschinen, wobei diese
Baugruppe an beliebiger Stelle im Fahrzeug anbaubar ist.
[0004] Die Erfassung der Kontaktgabe der Überwachungsschaltkontakte erfolgt über Strommessung
einer angelegten, im Meldegerät erzeugten Wechselspannung vorbestimmter, geeignet
gewählter Frequenz.
[0005] Es ist möglich, alle in einer Schleifring- bzw. Kommutatormaschine, sei es ein Motor,
sei es ein Generator, vorhandenen Überwachungskontakte über jeweils einen zugeordneten
Kondensator über nur eine Verbindungsleitung mit dem Überwachungsgerät zu verbinden.
Der Stromkreis wird geschlossen ebenfalls über Kondensatoren zu irgendeinem Punkt
des Stromkreises der Schleifring- oder Kommutatormaschine, deren Bürsten überwacht
werden sollen. Der Kondensator kann in dem Meldegerät als solchen in der Nähe der
Stromfühleinrichtung angeordnet sein, kann aber auch unmittelbar an der Schleifring-
bzw. Kommutatormaschine angeordnet sein.
[0006] Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist besonders geeignet für Gleichstrommaschinen,
kann aber auch für Wechselstrommaschinen verwendet werden, sofern nur die Frequenz,
mit der diese arbeitet, so deutlich unterschieden ist von der Frequenz des Frequenzgenerators
der erfindungsgemäßen Einrichtung, daß der Kondensator eindeutig nur für diese eine
Frequenz durchlässig ist.
[0007] Der Frequenzgenerator selbst ist an eine Stromquelle angeschlossen, so daß er selbst
für den Signalgeberstromkreis als Stromquelle funktioniert.
[0008] Ein besonderer weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, eine Kontrollmöglichkeit vorzusehen,
durch die ständig eine Kontrolle erfolgt, ob die Einrichtung wirksam ist, indem parallel
zu dem Bürstenverschleißkontakt und dem an der Maschine angeordneten Kondensator ein
weiterer Kondensator mit definiertem Widerstand oder ein ohmscher Widerstand angeordnet
ist, durch den ein Strom fließt, der deutlich unterschieden ist von dem Strom, der
dann fließt, wenn der Bürstenverschleißkontakt schließt, so daß ständig festgestellt
werden kann, ob dieser Kontrollstrom fließt oder der durch das Schließen des Bürstenverschleißkontaktes
ausgelöste Strom fließt. Das heißt, es erfolgt eine ständige Funktionskontrolle der
Zuleitungen durch in der Maschine angeordnete definierte Belastungswiderstände oder
Belastungskondensatoren, die deutlich kleiner gewählt sind als die zur Potentialtrennung
verwendeten Kondensatoren. Das Meldegerät wird so dimensioniert, daß der definierte
Belastungsstrom der Belastungswiderstände oder Belastungskondensatoren zu der Anzeige
"Betriebsbereit" oder eine ähnlichen Anzeige führt, wobei bei Ausfallen dieses Kontrollstromes,
beispielsweise infolge eines Kabelbruches, eine Anzeige "Störung" ausgelöst wird,
während dann, wenn der vorgesehene Normalmeldestrom, der wesaentlich größer ist als
der Funktionskontrollstrom, fließt, ein Signal "Bürste verschlissen" ausgelöst wird.
Der Belastungskondensator oder Belastungswiderstand kann auch in Reihe geschaltet
werden mit einem willkürlich betätigbaren Prüftast-Kontakt.
[0009] Die Erfindung ist im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Figur 1 zeigt ein Schaltschema zu einer Einrichtung mit einer batteriegespeisten Gleichstrommaschine.
Figur 2 zeigt eine Einrichtung mit einem Gleichstromgenerator und einem Gleichstrommotor.
[0010] Die Batterie 12, beispielsweise bei einem Fahrzeugantrieb die Fahrzeugbatterie, ist
über zwei Leitungen 16 mit dem Gleichstrommotor verbunden, dessen Anker 8 in Reihe
geschaltet ist zu der Felderregungsspule 9. Die willkürlich einstellbare Impulssteuerung
13 bestimmt die den Motor 8,9 speisende Spannung und damit die Drehzahl des Motors.
[0011] An jeder Bürste ist ein Verschleißmeldekontakt angeordnet, der im Schaltschema durch
einen Kontakt 7 symbolisiert ist, wobei jeder der beiden Bürsten ein Verschleißmeldekontakt
7 zugeordnet ist. Von jedem Verschleißmeldekontakt 7 aus führt eine Leitung 17 zu
einem Trennkondensator 5, wobei die beiden Trennkondensatoren 5 an eine Leitung 11
angeschlossen sind, die zu dem eigentlichen Signalgebergerät 1 führt, wobei die Leitung
11 an einen Kondensator 15 angeschlossen ist, der vor dem Eingang einer Stromfühleinrichtung
3 liegt, die mit einer Signallampe 4 verbunden ist. Die Stromfühleinrichtung 3 ist
an einen Frequenzgenerator 2 angeschlossen. Über die Leitung 10 wird der Stromkreis
von dem Frequenzgenerator 2 über die Stromfühleinrichtung 3, den Kondensator 15, die
Leitung 11, die Trennkondensatoren 5, die Leitungen 17 und die Verschleißmeßkontakte
7 zu den Leitungen 16 und von da aus über die Leitung 10 zu dem Frequenzgenerator
2 geschlossen.
[0012] Parallel zu einem der Verschleißmeldekontakte 7 und dem zugeordneten Trennkondensator
5 ist ein Kontrollkondensator 6 geschaltet, der deutlich kleiner ist als die Kondensatoren
5 bzw. 15. Durch die Trennkondensatoren 5 wird eine galvanische Trennung der einzelnen
Stromkreise (Speisespannung Maschinenstromkreis, verschiedene Bürstenpotentiale)
bewirkt ebenso wie durch den im Meldegerät 1 angeordneten Kondensator 15. Sowohl die
Trennkondensatoren 5 wie auch der Kondensator 15 ist für Strom von der durch den
Frequenzgenerator 2 bestimmten Frequenz durchlässig.
[0013] In dem Ausführungsbeispiel ist an die Leitung zwischen jedem Frequenzgenerator 2
und dem Strommeßglied 3 mit dem Signalausgang 4 ein weiteres Strommeßglied 3 mit einem
weiteren Signalausgang 4 angeschlossen, wobei an dieses weitere Strommeßglied 3 eine
Leitung 14 angeschlossen ist, die zu einer oder mehreren weiteren zu überwachenden
Schleifring- oder Kommutatormaschine bzw. -maschinen führt.
[0014] Die Signalleuchte 4 bzw. die Signalleuchten 4 können auch außerhalb des Gerätes 1
angeordnet sein.
[0015] Bei entsprechender Dimensionierung kann der Kondensator 15 entfallen und die Trennkondensatoren
5 übernehmen dessen Aufgabe mit. Wenn nur eine Bürste und damit ein Meldekontakt angeschlossen
ist, kann auch der Trennkondensator 5 entfallen und nur der unmittelbar neben dem
Strommeßglied (Stromfühleinrichtung) 3 angeordnete Kondensator 15 muß vorhanden sein
und reicht aus.
[0016] Bei der Ausgestaltungsform gemäß Figur 2 sind gleiche Teile mit der gleichen Bezugszahl
versehen wie in Figur 1, wobei ein Motor 8, 9 mit einem Generator 18, 19 zusammengeschaltet
ist und in diesem Falle die Feldspule 9 bzw. 19 nicht in Reihe geschaltet, sondern
für Fremderregung geschaltet ist.
[0017] Infolge der zwei getrennten Leitungen 11 mit zwei Stromfühleinrichtungen 3 und zwei
Signallampen 4 ist es möglich, zu erkennen, ob im Motor 8, 9 oder im Generator 18,
19 eine Bürste verschlissen ist, wenn überhaupt ein Signal ausgelöst wird. Soll auf
diese Möglichkeit,getrennt zu erkennen, wo die Ursache der Störung liegt, verzichtet
werden, kann auch nur eine Verbindungsleitung 11 zwischen Generator 18, 19 und Motor
8, 9 einerseits und andererseits Meldegerät 1 gelegt werden.
[0018] Bei der Ausgestaltungsform gemäß Figur 2 ist die Leitung 10 entfallen und dafür der
Frequenzgenerator 2 und die Leitung 16 an Masse 20 gelegt, so daß der Stromkreis über
Masse 20 geschlossen wird. Es genügt, wenn entweder am Generator 18, 19 oder am Motor
8, 9 die Leitung 16 an Masse gelegt wird, da über die Leitung 16 der Motor 8, 9 und
der Generator 18, 19 verbunden sind. Der Masseanschluß erfolgt wiederum über einen
Trennkondensator.
1. Meldeeinrichtung mit Signalgebereinrichtung für das Melden des Verschleißzustandes
mindestens einer Bürste einer elektrischen Schleifring- oder Kommutatormaschine, vorzugsweise
einer Gleichstrommaschine, mit einem in oder an der Bürste ein- oder angebauten Verschleißmeldekontakt,
der bei Erreichen eines vorbestimmten Verschleißzustandes einen Signalgabestromkreis
schließt, in dem eine Stromfühleinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Signalgabestromkreis (2, 3, 15, 11, 5, 7, 10 bzw. 20) ein Frequenzgenerator
(2) und mindestens ein Kondensator (5 bzw. 15) angeordnet sind, wobei die Kapazität
des Kondensators (5 bzw. 15) derart auf die Frequenz des Frequenzgenerators (2) abgestimmt
ist, daß der Kondensator (5 bzw. 15) für den Strom der durch den Frequenzgenerator
(2) bestimmten Frequenz durchlässig ist.
2. Meldeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator
(15) benachbart der Stromfühleinrichtung bzw. im Meldegerät (1) angeordnet ist.
3. Meldeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (5)
an der Maschine (8, 9 bzw. 18, 19) angeordnet ist.
4. Meldeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl ein Kondensator(15)
im Meldegerät (1) wie auch ein Kondensator (5) unmittelbar an der Maschine (8, 9 bzw.
18, 19) angeordnet ist.
5. Meldeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Maschine (8,
9 bzw. 18, 19) parallel zu dem Verschleißmeldekontakt (7) ein Funktionskontrollbelastungskondensator
(6) geschaltet ist.
6. Meldeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Maschine (8,
9 bzw. 18, 19) parallel zu dem Verschleißmeldekontakt (7) ein Funktionskontrollbelastungswiderstand
geschaltet ist.