(19)
(11) EP 0 276 009 A2

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
27.07.1988  Patentblatt  1988/30

(21) Anmeldenummer: 88100879.1

(22) Anmeldetag:  21.01.1988
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)4H01R 39/58, G07C 3/00
(84) Benannte Vertragsstaaten:
DE FR GB IT

(30) Priorität: 21.01.1987 DE 3701643

(71) Anmelder: STILL GMBH
D-22113 Hamburg (DE)

(72) Erfinder:
  • Muth, Dietrich W., Dipl.-Ing.
    D-2093 Stelle (DE)

(74) Vertreter: Schaefer, Gerhard, Dr. 
Linde Aktiengesellschaft Zentrale Patentabteilung
D-82049 Höllriegelskreuth
D-82049 Höllriegelskreuth (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Meldeeinrichtung für das Melden des Verschleisszustandes von Bürsten einer elektrischen Maschine


    (57) Eine Meldeeinrichtung (1) mit einer Signalgebeinrichtung für das Melden des Verschleißzustandes der Bürsten eines Gleichstrommotors (8) oder Gleichstromgenerators hat einen in der Bürste eingebauten Kontakt (7), der bei Erreichen eines vorbestimmten Verschleißzustandes einen Signalgabestromkreis schließt (2, 3, 15, 11, 5, 7, 10), in dem sich eine Stromfühlereinrichtung (3) befindet. Um eine Verschleißzustandsmeldeeinrichtung zu schaffen, die möglichst wenige oder keine zusätzlichen elektrischen Bauteile an der Maschine erfordert und bei der möglichst nur eine Leitung zwischen der Maschine (8) und dem Meldegerät (1) erforderlich ist, wird vorgeschlagen, in dem Signalgabestromkreis (2, 3, 15, 11, 5, 7, 10) einen Frequenzgenerator (2) und mindestens einen Kondensator (5 bzw. 15) anzuordnen, dessen Kapazität dahingehend abgestimmt ist, daß der Kondensator (5 bzw. 15) für Strom der vom Frequenzgenerator (2) bestimmten Frequenz durchlässig ist.


    Beschreibung


    [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.


    Ansprüche

    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.
     




    Zeichnung