Bürstenhalter

Abstract

 Es wird ein Bürstenhalter (1) für Kohlebürsten (31) vorgeschlagen, auf die Druckelemente wie Druckbügel (2) einwirken. Um die Abnutzung der Kohlebürsten (31) zu erfassen, wirken die Druckhebel (2) direkt oder indirekt auf zumindest einen Mitnehmer (8) ein, der seinerseits einen Signalgeber betätigt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Bürstenhalter mit zumindest einer eine Kohlebürste aufnehmenden Bürstenführung und einem auf die Kohlebürste einwirkenden um eine Achse drehbaren Druckelement wie Druckbügel mit Seitenschenkeln, die von der Achse durchsetzt sind, sowie einem die Abnutzung der Kohlebürste erfassenden Signalgeber wie Mikroschalter oder Wegaufnehmer, wobei der Signalgeber von einem von dem Druckelement mitbewegten Mitnehmer betätigbar ist.

[0002] Bürstenhalter sind für elektrische Maschinen bestimmt, wobei ein Druckhebel, eine Rollband-, Spiral-, Schraubenzug- oder Schraubendruckfeder sicherstellt, daß die Kohlebürsten ständig gegen einen Kommutator oder einen Schleifring anliegen. Der Verschleiß der Kohlebürsten wird dabei überwacht, um einen Stillstand oder eine Beschädigung des Motors zu vermeiden. Die Überwachung kann dabei kontinuierlich oder punktuell erfolgen. Letzteres bedeutet, daß derjenige Zeitpunkt signalisiert wird, zu dem die Kohlebürsten in einem Umfang abgenutzt sind, daß ein Wechsel erforderlich ist. Mit einer kontinuierlichen Überwachung kann der aktuelle Verschleiß festgestellt werden.

[0003] Einen Bürstenhalter der eingangs genannten Art ist dem DE-U 87 14 263 zu entnehmen. Der Verschleiß der Kohlebürste wird z.B. mittels eines Drehpotentiometers, das von einem verschwenkbaren Bügel betätigbar ist, der seinerseits mit dem Druckbügel zusammenwirkt, überwacht.

[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt u.a. das Problem zugrunde, einen Bürstenhalter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit hoher Zuverlässigkeit der Verschleiß der Kohlebürste bzw. der Kohlebürsten festgestellt werden kann.

[0005] Das Problem wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Mitnehmer ein Scheibenelement ist, das entlang einer der Seitenschenkel des Druckelementes verläuft, und daß der Mitnehmer über einen Vorsprung mit dem Druckelement in Wechselwirkung gelangt.

[0006] Insbesondere kann bei einem Bürstenhalter ein einen Kulissenschlitz aufweisender Abschnitt von dem Mitnehmer ausgehen oder Teil von diesem sein, wobei in dem Kulissenschlitz vorzugsweise über einen Kreuzkopf ein in einem Wegaufaufnehmer verschiebbarer Schieber festgelegt ist. Alternativ kann an dem Mitnehmer ein in einem Wegaufnehmer verschiebbarer Schieber angelenkt sein. Dabei kann der Wegaufnehmer schwenkbar an dem Bürstenhalterkörper angelenkt sein.

[0007] Nach einem weiteren Vorschlag kann von dem Mitnehmer ein Betätigungselement wie -leiste ausgehen, das auf einen Mikroschalter zum Anzeigen eines bestimmten Verschleißes einwirkt.

[0008] In hervorzuhebender Weise zeichnet sich die Erfindung durch einen Bürstenhalter mit mehreren parallel angeordneten Bürstenführungen, die jeweils ein unabhängig voneinander betätigbares Druckelement aufweisen, dadurch aus, daß jedem Druckelement ein Mitnehmer zugeordnet ist und daß sämtliche Mitnehmer untereinander starr verbunden und relativ zu einem oder mehreren Druckelementen drehbar verbunden sind. Dabei geht nur von einem der Mitnehmer der den Kulissenschlitz aufweisende Abschnitt aus oder ist Teil von diesem bzw. an einem der Mitnehmer ist der Schieber angelenkt.

[0009] Die erfindungsgemäße Lehre sieht folglich einen schleppenden Mitnehmer vor, auf den die Bewegung des Druckelementes wie Druckbügel übertragen wird. Der Mitnehmer bedarf eines gesonderten Platzes im Bürstenhalter selbst nicht, da er entlang einer der Seitenschenkel des Druckelementes verläuft. Das Mitbewegen des Mitnehmers erfolgt dadurch, daß ein Anschlag wie Vorsprung des Mitnehmers von einem Anschlag wie stufenförmigen Absatz des Seitenschenkels des Druckelementes erfaßt wird, wobei das ständige Zusammenwirken dadurch sichergestellt ist, daß auf den Mitnehmer eine Kraft einwirkt, die der durch den Verschleiß hervorgerufenen Bewegung des Druckelementes entgegengerichtet ist. Dabei ist die Kraftbeaufschlagung selbstverständlich so gewählt, daß die von dem Druckelement auf die Kohlebürste einwirkende Kraft nicht beeinträchtigend beeinflußt wird.

[0010] Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Mitnehmers kann sowohl eine punktuelle als auch eine kontinuierliche Erfassung des Verschleißes erfolgen. Letzteres erfolgt mittels eines als Schiebepotentiometer ausgebildeten Wegaufnehmers, in dem ein Schieber bewegbar angeordnet ist. Eine punktuelle Erfassung wird vorzugsweise mittels eines Mikroschalters durchgeführt, der seinerseits mittels z.B. einer Betätigungsleiste geschaltet wird, die von einem Mitnehmer ausgeht.

[0011] Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Schutzansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen -für sich und/oder in Kombination-, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.

[0012] Es zeigen:

Fig. 1

eine erste Ausführungsform eines Bürstenhalters mit kontinuierlicher Verschleißerfassung von Kohlebürsten,

Fig. 2

eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-B in Fig. 1,

Fig. 3

eine zweite Ausführungsform eines Bürstenhalters mit punktueller Verschleißerfassung,

Fig. 4

eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-B in Fig. 3,

Fig. 5

eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Bürstenhalters mit kontinuierlicher Verschleißerfassung und

Fig. 6

eine dritte Ausführungsform eines Bürstenhalters mit kontinuierlicher Verschleißerfassung der Kohlebürste.

[0013] In den Figuren, in denen gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, sind verschiedene Ausführungsformen von Bürstenhaltern dargestellt, die im wesentlichen folgende Elemente umfassen.

[0014] In einem Halterkörper (1) sind mehrere Bürstenführungen (30) für Kohlebürsten (31) dargestellt, auf die Druckelemente wie Druckbügel (2) einwirken, die ihrerseits federvorgespannt sind. Die Druckbügel (2) üben dabei eine Kraft auf die Kohlebürsten (31) in einem Umfang aus, daß diese an einen Kommutator oder einen Schleifring einer elektrischen Maschine fest angepreßt werden. Die Druckbügel (2) weisen Lagerzapfen (32) und (33) auf, die von Seitenschenkeln (34) und (35) ausgehen, die ihrerseits in Lagern (36) und (37) des Halterkörpers (1) abgestützt sind.

[0015] Erfindungsgemäß erstreckt sich parallel zu einem der Seitenschenkel -im Ausführungsbeispiel zum Seitenschenkel (34)- und zwar zwischen diesem und der angrenzenden Wandung (38) des Halterkörpers (1) ein scheibenförmiger Mitnehmer (8) mit Anschlagnocken (11), der über einen Anschlag (10) am Hebel in Wechselwirkung mit dem Druckhebel (2) dahingehend tritt, daß der Mitnehmer (8) der durch den Verschleiß der Kohlebürste (31) erfolgten Bewegung des Druckhebels (2) folgt. Hierdurch soll der Verschleiß der Kohlebürste (31) festgestellt werden.

[0016] Hierzu weist der Seitenschenkel (34) des Hebels (2) einen stufenförmigen Anschlag (10) auf, der den als Vorsprung ausgebildeten Anschlagnocken (11) des Mitnehmers (8) erfaßt, so daß dieser mitgedreht wird. Um einen fortwährenden bleibenden Kontakt zwischen dem Anschlag (10) und dem Anschlagnocken (11) zu gewährleisten, verläuft zwischen dem Mitnehmer (8) oder von einem von diesem ausgehenden Element und dem Halterkörper (1) ein Federelement (16), das eine Kraft auf den Mitnehmer (8) dahingehend hervorruft, daß der Anschlagnocken (11) bestrebt ist, in Arbeitsstellung stets an dem Anschlag (10) anzuliegen.

[0017] Der Mitnehmer (8) hat des weiteren einen als Anfangsbegrenzer zu bezeichnenden Anschlag (12) und der Druckbügel einen Wartungsanschlag (13).

[0018] Wie die Ausführungsform der Fig. 1 verdeutlicht, sind die dem jeweiligen Druckhebel (2) zugeordneten Mitnehmer (8) untereinander starr verbunden. Dies erfolgt über eine Leiste (3) oder ein gleichwirkendes Element.

[0019] Damit nun der Verschleiß der am meisten abgenutzten Kohlebürste (31) zu erfassen ist, geht von dem Mitnehmer (8) oder der die Mitnehmer (8) verbindenden Leiste (3) ein einen Kulissenschlitz (9) aufweisendes Element (4) aus. Dabei kann das Element (4) entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 6 als Drahtbügel (28) ausgebildet sein, der mit der Leiste (3) mittels einer Mutter (29) fest verbunden ist.

[0020] In den Kulissenschlitz (9) ragt ein Zapfen (25) eines Kreuzkopfes (5), der seinerseits mit einem Schieber (7) verbunden ist, der in einem Wegaufnehmer in Form eines Schiebepotentiometers (6) verschiebbar ausgebildet ist, damit über Leitungen (14) der wirksame Widerstand in Abhängigkeit von der Stellung des Schiebers (7) und damit der Verschleiß der Kohlebürste (31) erfaßt werden kann. Der Wegaufnehmer (6) selbst ist mit dem Halterkörper (1) mittels Schrauben (15) verbunden.

[0021] Ist der Wegaufnehmer (6) gemäß der Fig. 1, 2 und 6 starr mit dem Halterkörper (1) verbunden, so ist nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 eine gelenkige Verbindung gegeben. Hierzu ist der Wegaufnehmer (6) mittels eines Gelenkbolzens (24) mit dem Halterkörper (1) verbunden. Der Schieber (7) ist mittels eines Bolzenträgers (22) über einen Bolzen (23) mit der Mitnehmerscheibe (8) verbunden, so daß in Abhängigkeit von dessen Stellung, die von der des Druckbügels (2) abhängt, der Schieber (7) aus dem Wegaufnehmer (6) herausgezogen ist (gestrichelte Darstellung in Fig. 5).

[0022] In dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 3 und 4 ist eine punktuelle Erfassung des Verschleißes der Kohlebürste (31) mittels eines Mikroschalters (18) erfaßbar. Der Mikroschalter (18) ist mittels Schrauben (26) mit dem Halterkörper (1) verbunden. Zum Schalten des Mikroschalters (26) weist dieser eine Betätigungsfahne (19) auf, auf die dann eine Betätigungsleiste (20) einwirkt, wenn die Kohlebürste (31) im festzustellenden Umfang verschlissen ist. Das Schalten des Mikroschalters (18) wird dann über Leitungen (21) erfaßt.

[0023] Insbesondere in der Schnittdarstellung der Fig. 4 erkennt man die miteinander wechselwirkenden Anschläge (10) und (11) vom Druckhebel (2) bzw. der Mitnehmerscheibe (8). Auch ist das Federlement (16) dargestellt, das von dem Halterkörper (1) ausgeht und mit der Mitnehmerscheibe (8) verbunden ist, um so eine Kraft zu applizieren, damit der Anschlag (11) an dem Anschlag (10) anliegt. Wird nun der Druckhebel (2) entsprechend des Verschleißes der Kohlebürste (31) im Ausführungsbeispiel entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt, so wird diese Bewegung der Mitnehmerscheibe (8) aufgezwungen, so daß infolgedessen die Betätigungsleiste (20) in Richtung des Betätigers (19) des Mikroschalters (18) verschwenkt wird.

Ansprüche

1. Bürstenhalter (1) mit zumindest einer eine Kohlebürste (31) aufnehmenden Bürstenführung und einem auf die Kohlebürste einwirkenden um eine Achse drehbaren Druckelement (2) wie Druckbügel mit Seitenschenkeln (34, 35) , die von der Achse durchsetzt sind, sowie einem die Abnutzung der Kohlebürste erfassenden Signalgeber wie Mikroschalter (18) oder Näherungssensor oder Wegaufnehmer (6), wobei der Signalgeber von einem von dem Druckelement mitbewegten Mitnehmer (8) betätigbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mitnehmer ein Scheibenelement (8) ist, das entlang einem der Seitenschenkel (34) des Druckelementes (2) verläuft, und daß der Mitnehmer über einen Vorsprung (11) mit dem Druckelement in Wechselwirkung gelangt.

2. Bürstenhalter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein einen Kulissenschlitz (9) aufweisender Abschnitt von dem Mitnehmer (8) ausgeht oder Teil von diesem ist, wobei in dem Kulissenschlitz vorzugsweise über einen Kreuzkopf (5) ein in einem Wegaufnehmer (6) verschiebbarer Schieber (7) festgelegt ist.

3. Bürstenhalter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß an dem Mitnehmer (8) oder einem von diesem ausgehenden Element ein in einem Wegaufnehmer (6) verschiebbarer Schieber (7) angelenkt ist.

4. Bürstenhalter nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Wegaufnehmer (6) mittels Gelenkbolzen (24) mit dem Halterkörper (1) verschwenkbar ausgebildet ist.

5. Bürstenhalter nach zumindest Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß von dem Mitnehmer ein Betätigungselement wie -leiste (20) ausgeht, das auf den Mikroschalter (18) oder einen Näherungssensor o. a. einwirkt.

6. Bürstenhalter nach Anspruch 1 mit mehreren parallel angeordneten Bürstenführungen, die jeweils ein unabhängig voneinander wirkendes Druckelement aufweisen,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedem Druckelement (2) ein Mitnehmer (8) zugeordnet ist und daß die Mitnehmer untereinander starr verbunden und relativ zu einem oder mehreren der Druckelemente (2) drehbar ausgebildet sind.

7. Bürstenhalter nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß von einem der Mitnehmer (8) oder einem die Mitnehmer (8) verbindenden Element wie Leiste (3) der den Kulissenschlitz (9) aufweisende Abschnitt ausgeht.

8. Bürstenhalter nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß von einem der Mitnehmer (8) oder einem von diesem ausgehenden Element der Schieber (7) ausgeht.

9. Bürstenhalter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mitnehmer (8) zwei Anschläge (11, 12) aufweist.

10. Bürstenhalter nach zumindest Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der den Kulissenschlitz (9) aufweisende Abschnitt ein Drahtbügel (28) ist, der mit dem Mitnehmer (8) oder einem von diesem ausgehenden Abschnitt verschraubt ist.

Zeichnung