DE2039793A1

DE2039793A1 - Brush apparatus with box-less guide and self-adjustable brush

Info

Publication number: DE2039793A1
Application number: DE19702039793
Authority: DE
Inventors: George Prof Dipl-Ing Danow; Georg Glasck
Original assignee: DANOW GEORGE PROF DIPL ING
Current assignee: DANOW GEORGE PROF DIPL ING
Priority date: 1970-08-04
Filing date: 1970-08-04
Publication date: 1972-02-10

Description

Bürstenapparat mit kastenloser Führung und selbeteinstellbarer Bürste Die Erfindung betrifft einen Bürstenapparat für elektrische Kollektormaschinen.Brush device with box-free guide and self-adjustable brush The invention relates to a brush apparatus for electric collector machines.

Die wachsenden Anforderungen, die an elektrische Maschinen in bezug auf Lebensdauer und Leistungsfähigkeit gestellt werden, stellen dem Bürstenhalterbau neue Aufgaben zur Unterdrückung der Lichtbogenbildung und zum Herabsetzen der Erwärmung. Die mit der Stromverteilung auf der Kontaktfläche "Bürete-Lamellen" verbundene Lichtbogenbildung läßt sich wegen des Zusammenhanges zwischen Strom- und Druckdichte mittels Steuerung der Druckverteilung zweckmäßlg beeinflussen. Vom Standpunkt der Optimisierung der Funktion des Bürstenapparates ist es daher zweckmäßig nach Möglichkeiten zur Erzaugung einer gewünschten Druckverteilung zu suchen In der Fachliteratur über Bürstenhalter für elektrische Maschinen wird dcts infolge der Reibungskraft zwischen Bürste und Kommutator auftretende Kippen der Bürste als eine besonders schädliche Erscheinung beschrieben [1]. Durch das Kippen gebt die Flächenberührung zwischen Bürste und Kollektor in eine Linienberührung unter, die den Stromfluß behindert und zur Übertragung größerer Ströme, wie dies z.B. bei Bahnmotoren der Fall ist, nicht ausreicht. Zur Bskärnpfung der Folgen dieser Erscheinung ist z.B. bei der DB die Zwillings- und Drillingsspaltkohlebürste eingeführt.The growing demands that are placed on electrical machines the brush holder construction new tasks to suppress arcing and reduce heating. The arcing associated with the current distribution on the "burete lamellae" contact surface can be controlled by means of control because of the relationship between current and pressure density influence the pressure distribution appropriately. From the standpoint of optimizing the The function of the brush apparatus is therefore expedient according to the possibilities for generating it Look for a desired pressure distribution In the specialist literature on brush holders for electrical machines, dcts is due to the frictional force between brush and Commutator tilting of the brush as a particularly harmful phenomenon described [1]. Tilting gives the brush and the surface contact Collector in a line contact, which hinders the flow of current and for transmission larger currents, as is the case with rail engines, for example, are not sufficient. To the Reinforcement of the consequences of this phenomenon is e.g. at the DB the twin and Triple split carbon brush introduced.

Abgesehen von der durch solche Bürsten hervorgerufenen Komplizierung des Bürstenapparates wird eine Verbesserung der Berührung zwischen Borste und Kolloktor nur teilweise erreicht, Es kippt dann nämlich eine jede Spaltkohle selbständig und die Linienbe rührung bleibt erhalten.Apart from the complication caused by such brushes the brushing apparatus will improve the touch between The bristle and collocator are only partially reached, because every split coal then tips over independently and the line contact is retained.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch einfache Mittel eine vollständige Flächenberührung zwischen Bürste und Kommutator zu gewahrleisten und dabei eine zweckmäßige Druckverteilung auf der Berührungsfläche hervorzurufen.The invention is based on the object by simple means to ensure complete surface contact between brush and commutator and thereby causing an appropriate pressure distribution on the contact surface.

Diese Aufgabe wird erfindungagomäß dadurch gelöst, daß die Bürste nicht durch einen Kasten, sondern durch einen Rahmen geführt und mittels eines federgespannten Fadens belastet wird. Dadurch wird sie seibsteinstellbar, wobei die Verteilung der Normalkräfte noch durch zweckmäßige Wahl der Fadenrichtung gelenkt werden kann, Nicht immer ist eine gleichmäßlge Druckverteilung erwünscht. Dies gilt besonders für wondepollose Maschinen, wobei vom Standpunkt der Unterdrückung der Lichtbogenbildung, eine Herabsetzung des Druckes in der Drehrichtung vorteilhafter ist. Eine derartige Kraftverteilung wird erzeugt, wenn der Angriffspunkt 0 der Resul tierenden R(aller von der Bürste auf den Kollektor ausgeübten Kräfte), bzw. ihrer Normalkomponente N in der der Drehrichtung abgekehrten Halfte der Kontaktfläche gelegen ist (Abb. 1).This object is achieved according to the invention in that the brush not through a box, but through a frame and by means of a spring-loaded Thread is loaded. This makes it self-scalable, with the distribution of the Normal forces can still be steered through appropriate selection of the thread direction, A uniform pressure distribution is not always desirable. This is especially true for wondepoleless machines, from the standpoint of suppressing arcing, a reduction in the pressure in the direction of rotation is more advantageous. Such a one Force distribution is generated when the point of application 0 of the resulting R (all forces exerted by the brush on the collector) or their normal component N is located in the half of the contact surface facing away from the direction of rotation (Fig. 1).

Eine nähere Untersuchung des mechanischen Kontaktes zwischen Bür ste und Kommatator zeigt [2] , daß die Lage des Punktes 0 für dLe Art der Berührung (vollständige Flächenberührung, unvollständlge Flächenberührung, Linienberührung) bostimmend ist. Im Zustand des Kippens nimmt dieser Punkt die Stellung O. (Abb. 1), Bei volL-ständiger Flächenberührung darf 0 höchstens um etwa b/6 von seiner Mittellage 00 abstehen, wobei b die Büretenbreite bedeutet, Das Schema eines Beispiels für Bürstenapparat mit kastenloser Führung und selbsteinstellbarer Bürste ist in Abbo 2 gezeigt.A closer examination of the mechanical contact between the brush and commatator shows [2] that the location of point 0 for dLe type of contact (complete surface contact, incomplete surface contact, line contact) is in favor. In the state of tilting, this point takes the position O. (Fig. 1), With full surface contact, 0 may not exceed about b / 6 of his Stand out middle layer 00, where b means the buret width, That Scheme of an example of a brush apparatus with a box-less guide and a self-adjusting one Brush is shown in Figure 2.

Der Faden 4 ist am Fadenohr 6 festgebunden, über die an der Bürste 1 montierten Rollen 8 und 9 und durch das Fadenohr 7 geführt und um die auf dem Bürstenhalter 2 festsitzende Federtrommel 5 gewickelt.The thread 4 is tied to the thread tube 6, over which on the brush 1 mounted rollers 8 and 9 and passed through the thread tube 7 and around the on the Brush holder 2 tight spring drum 5 wound.

Andere Ausführungen entstehen z.B. indem die Fadenebene senkrecht zu der in Abb. 2 gezeigten gewählt wird, oder indem die Feder auf der Bürste montiert wird usw, Bei leichen übrigen Bedingungen (Nennkontaktfläche, Strombelastung) hat der Bürstenapparat mit kastenloser Führung und selbsteinstellbarer Bürste folgende Vorteile gegenüber den bisherigen Ausführungen: 1. Die Lichtbogenbildung wird unterdrückt und damit die Kommutaterlaufleistung erhöht.Other designs arise, for example, when the thread plane is perpendicular to that shown in Fig. 2 is chosen, or by mounting the spring on the brush will etc., under other conditions (nominal contact area, current load) the brush apparatus with a box-less guide and self-adjusting brush follows Advantages over the previous versions: 1. The formation of arcing is suppressed and thus the commutator mileage increases.

2. Der Verschleiß der Bürsten und des Kommutators wird herabgevetzt.2. The wear of the brushes and the commutator is reduced.

Der Wirkungsgrad der Maschine wird verbessert und ihre Lebensdauer verlängert.The efficiency of the machine is improved and its service life extended.

4. Der Gebrauch von Spaltkohlebürsten wird überflüssig.4. The use of split carbon brushes becomes superfluous.

In Betracht gezogene Druckschriften: 1 Mapz, G., Betrieb der Bahnmotoren bei steigenden Leistungs anforderungen, Elektrische Bahnen, TTeft 2, 1970 2. Danow, G., Über die Kontaktaufgabe der Reibstatik, Sofia, 1964.Publications considered: 1 Mapz, G., Operation of Railway Motors with increasing performance requirements, Electric Railways, TTeft 2, 1970 2. Danow, G., On the contact task of friction statics, Sofia, 1964.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

(1.) Brush apparatus with box-less guide and self-adjustable Brush, da.durch characterized in that the movement of the brush 1 with respect to the Brush holder 2 is guided through a frame 3.

2. Brush apparatus with box-less guide and self-adjustable Brush according to claim 1, characterized in that the load is carried out by one or more Spring-tensioned threads or other flexible links such as wires, ropes, etc. 4 is transferred to the brush 1.

3. Brush apparatus with box-less guide and self-adjustable Brush according to claims 1 and 2, characterized in that the thread tension by one or more springs 5 mounted on the brush holder 2 is produced.

4. Brush apparatus with box-less guide and self-adjustable Brush according to claims 1 and 2, characterized in that the thread tension by one or more springs mounted on the brush 1 is generated.

5. Brush apparatus with box-less guide and self-adjustable Brush according to claims 1, 2 and 3, or 1, 2 and 4, characterized in that on the brush holder 2 thread guide tubes 6 and 7 are attached, the height h of which is the desired Ointment adjustment of the brush conditional.

6. Brush apparatus with box-less guide and self-adjustable Brush according to claims 1 and 2, characterized in that the size of the air play between brush and frame is chosen far beyond the usual tolerances.