DE9207590U1

DE9207590U1 - Lever brush for use in DC machines

Info

Publication number: DE9207590U1
Application number: DE9207590U
Authority: DE
Original assignee: Interelectric AG
Current assignee: Maxon Motor AG
Priority date: 1992-06-04
Filing date: 1992-06-04
Publication date: 1992-08-20
Anticipated expiration: 2002-06-05

Description

Hebelbürste aus Graphit für den Einsatz in GleichstrommaschinenGraphite lever brush for use in DC machines

BESCHREIBUNGDESCRIPTION

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hebelbürste aus Graphit für den Einsatz in Gleichstrommaschinen, die um einen Anlenkpunkt drehbar gelagert ist und federnd auf einen Kommutator gedrückt ist.The invention relates to a lever brush made of graphite for use in direct current machines, which is mounted so as to be rotatable about a pivot point and is pressed spring-loaded onto a commutator.

Im Stand der Technik werden vorzugsweise zwei Typen von Bürsten für Gleichstrommotoren verwendet. Beim ersten Typ werden die Bürsten in Schächten geführt und durch Druckfedern auf den Kommutator gedrückt. Durch die Andrückkraft und die Reibungskomponente wirkt eine schräg zur Bürstenachse verlaufende Kraft auf den Bürstenkopf. Die Bürsten sind in den Schächten unter Spiel geführt, und die schräge Kraft übt ein Kippmoment auf die Bürste aus, was zum Verkanten der Bürsten führen kann.In the current state of the art, two types of brushes are preferably used for DC motors. In the first type, the brushes are guided in shafts and pressed onto the commutator by compression springs. Due to the pressing force and the friction component, a force that runs diagonally to the brush axis acts on the brush head. The brushes are guided in the shafts with play, and the diagonal force exerts a tilting moment on the brush, which can cause the brushes to jam.

Der zweite Typ sind einstückig aus Graphit hergestellte Hebelbürsten. Die Hebelbürsten weisen meist Hakenform auf und sind an einem Ende an einem Drehpunkt zusammen mit einer Drehfeder angelenkt. Die Drehfeder drückt den am freien Ende der Hebelbürste befindlichen Bürstenkopf auf die Kommutatoroberfläche. Eine zusätzliche Führung der Hebelbürste ist nicht erforderlich, weshalb ein Verkanten auch nicht auftreten kann.The second type are lever brushes made from graphite in one piece. The lever brushes are usually hook-shaped and are hinged at one end to a pivot point together with a torsion spring. The torsion spring presses the brush head located at the free end of the lever brush onto the commutator surface. Additional guidance of the lever brush is not required, which is why jamming cannot occur.

In der Praxis hat sich aber gezeigt, daß immer wieder Hebelbürsten zu Bruch gehen, weil die aus Graphit bestehenden Hebelbürsten den auf sie wirkenden Biegebelastungen bei dynamischer Beanspruchung offenbar nicht gewachsen sind. Der Bruch erfolgt meistens in derIn practice, however, it has been shown that lever brushes repeatedly break because the graphite lever brushes are apparently unable to withstand the bending stresses acting on them under dynamic stress. The breakage usually occurs in the

Nähe des Anlenkpunktes, dem Ort mit der größten Biegebelastung.Near the articulation point, the location with the greatest bending load.

Aufgabe der Erfindung ist es, Hebelbürsten zu schaffen, die bei annähernd gleichbleibenden Abmessungen von dem aus dem Stand der Technik bekannten Hebelbürsten eine geringere Bruchneigung aufweisen.The object of the invention is to create lever brushes which, while having approximately the same dimensions as the lever brushes known from the prior art, have a lower tendency to break.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hebelbürste an ihrer Oberfläche mit einer galvanisch aufgebrachten Metallhaut versehen ist.This object is achieved according to the invention in that the lever brush is provided with a galvanically applied metal skin on its surface.

Das Aufbringen einer galvanischen Schutzschicht verleiht der aus dem relativ weichen Graphit bestehenden Hebelbürste eine relativ stabile Oberflächenstruktur. Das galvanisch aufgebrachte Metall umhüllt die Hebelbürste wie eine Haut und verhindert ein Ausbrechen von Teilen und einen Bruch der gesamten Hebelbürste. Erstaunlich ist, daß eine galvanische Schicht, die normalerweise als Oberflächenschutz aufgebracht wird, in diesem Falle der Hebelbürste eine solche ausreichende Festigkeit verleiht, daß ein Bruch unter Biegebelastung bei dynamischer Beanspruchung nicht auftritt. Versuche haben gezeigt, daß die galvanisierten Hebelbürsten eine genügend große Dauerhaltbarkeit aufweisen.The application of a galvanic protective layer gives the lever brush, which is made of relatively soft graphite, a relatively stable surface structure. The galvanically applied metal covers the lever brush like a skin and prevents parts from breaking off and the entire lever brush from breaking. It is astonishing that a galvanic layer, which is normally applied as surface protection, in this case gives the lever brush sufficient strength that it does not break under bending stress under dynamic load. Tests have shown that the galvanized lever brushes have a sufficiently long durability.

Von großem Vorteil ist es, wenn die galvanisch aufgebrachte Metallschicht aus Silber besteht. Silber weist sehr gute elektrische Eigenschaften auf, was im Einsatz als Burstenoberflächenmaterial wünschenswert ist.It is a great advantage if the electroplated metal layer is made of silver. Silver has very good electrical properties, which is desirable when used as a brush surface material.

Bevorzugt kann die Dicke der Metallhaut nur ca. 15 /xm betragen. Selbst eine solche geringe Dicke der Metallhaut verleiht der Hebelbürste eine ausreichende Dauerhaltbarkeit.Preferably, the thickness of the metal skin can be only about 15 /xm. Even such a small thickness of the metal skin gives the lever brush sufficient durability.

Im folgenden wird eine erfindungsgemäße Hebelbürste anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:In the following, a lever brush according to the invention is explained in more detail using a drawing. Shown are:

Fig. 1 die Anordnung zweier erfindungsgemäßen Hebelbürsten mit eingeschobenem Kommutatorteil in perspektivischer Ansicht, undFig. 1 the arrangement of two lever brushes according to the invention with inserted commutator part in perspective view, and

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Hebelbürste mit einem Anschlußkabel in perspektivischer Ansicht.Fig. 2 shows a lever brush according to the invention with a connecting cable in a perspective view.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung von galvanisch überzogenen Hebelbürsten 1, die auf einer Grundplatte 2 beweglich befestigt sind. Die Hebelbürsten 1 weisen annähernd Hakenform auf und sind aus Graphit gepreßt. An der Oberfläche sind die Hebelbürsten 1 mit einer galvanisch aufgebrachten Metallhaut aus Silber beschichtet. Die Bürsten sind um einen Anlenkpunkt A drehbar gelagert. Der Anlenkpunkt A wird durch ein auf der Grundplatte 2 angeordneten Zapfen 3 gebildet. Zwischen Hebelbürste 1 und Grundplatte 2 ist eine Drehfeder 4 angeordnet, die mit einem Federarm 5 auf die Hebelbürste 1 drückt. Der zweite Federarm der Drehfeder 4 ist mit der Grundplatte 2 fest verbunden. Wie auch in Fig. 2 zu sehen ist, weist die Hebelbürste 1 ein Anschlußkabel 6 auf, das ebenfalls galvanisiert sein kann. Der elektrische Anschluß erfolgt über Anschlußbleche 7, die durch die Grundplatte 2 gesteckt werden und an ihrem Ende zur Bildung einer Anschlußstelle 8 für das Anschlußkabel 6 umgebogen sind. Die Bürstenköpfe 9 der Hebelbürsten 1 werden durch die Drehfeder 4 auf die Oberfläche eines durch eine Bohrung in der Grundplatte 2 gesteckten Kommutator 10 aufgedrückt. In der Fig. 1 ist lediglich der Kommutator 10, nicht aber die gesamte Gleichstrommaschine dargestellt.Fig. 1 shows an arrangement of galvanically coated lever brushes 1, which are movably attached to a base plate 2. The lever brushes 1 are approximately hook-shaped and are pressed from graphite. The surface of the lever brushes 1 is coated with a galvanically applied metal skin made of silver. The brushes are mounted so they can rotate about a pivot point A. The pivot point A is formed by a pin 3 arranged on the base plate 2. A torsion spring 4 is arranged between the lever brush 1 and the base plate 2, which presses on the lever brush 1 with a spring arm 5. The second spring arm of the torsion spring 4 is firmly connected to the base plate 2. As can also be seen in Fig. 2, the lever brush 1 has a connecting cable 6, which can also be galvanized. The electrical connection is made via connecting plates 7, which are inserted through the base plate 2 and are bent at their end to form a connection point 8 for the connecting cable 6. The brush heads 9 of the lever brushes 1 are pressed by the torsion spring 4 onto the surface of a commutator 10 inserted through a hole in the base plate 2. In Fig. 1, only the commutator 10 is shown, not the entire DC machine.

Im folgenden wird die Wirkungs- und Funktionsweise der erfindungsgemäßen Hebelbürsten 1 näher erläutert.In the following, the effect and functioning of the lever brushes 1 according to the invention are explained in more detail.

Die Hebelbürsten 1 werden durch den Federarm 5 der Drehfeder 4 mit ihrem Bürstenkopf 9 auf die Oberfläche des Kommutators 10 gedrückt. Im Betriebszustand der elektrischen Maschine dreht sich der Kommutator 10 und die Bürstenköpfe 9 schleifen am Kommutator 10 entlang. Die Hebelbürste 1 mit der Drehfeder 4 stellt ein Federmassesystem dar, das durch die Drehbewegung des Kommutators 10 zu Schwingungen angeregt wird. Dadurch entstehen dynamische Biegebelastungen an der Hebelbürste 1. Durch die galvanisch abgeschiedene Metallhaut an der Oberfläche der Hebelbürste 1 kann bei gleichen Abmessungen gegenüber herkömmlichen Hebelbürsten eine höhere Dauerbelastbarkeit erreicht werden, und das sogar bei geringen Abscheidungsdicken der Metallhaut von ca 15 &mgr;&idiagr;&eegr;.The lever brushes 1 are pressed by the spring arm 5 of the torsion spring 4 with their brush head 9 onto the surface of the commutator 10. When the electrical machine is in operation, the commutator 10 rotates and the brush heads 9 grind along the commutator 10. The lever brush 1 with the torsion spring 4 represents a spring mass system that is excited to oscillate by the rotary movement of the commutator 10. This creates dynamic bending loads on the lever brush 1. The galvanically deposited metal skin on the surface of the lever brush 1 means that a higher continuous load capacity can be achieved with the same dimensions compared to conventional lever brushes, even with low metal skin deposit thicknesses of approx. 15 μηη.

Der elektrische Anschluß wird je nach Betriebsart der elektrischen Maschinen als Motor oder Generator von den Anschlußblechen 7 über die Anschlußstelle 8 und das Anschlußkabel 6 zum Bürstenkopf 9 auf den Kommutator erreicht oder umgekehrt. Der elektrische Übergang vom Bürstenkopf 9 auf den Kommutator 10 wird durch eine galvanische Metallhaut aus Silber nicht nachteilig beeinflußt.Depending on the operating mode of the electrical machine as a motor or generator, the electrical connection is made from the connection plates 7 via the connection point 8 and the connection cable 6 to the brush head 9 on the commutator or vice versa. The electrical transition from the brush head 9 to the commutator 10 is not adversely affected by a galvanic metal skin made of silver.

Claims

EXPECTATIONS

1. Lever brush (1) made of graphite for use in DC machines, which is mounted so it can rotate around a pivot point (A) and is pressed onto a commutator (10) with a torsion spring,

dadurch gekennzeichnet,characterized,

that the lever brush (1) is provided with a galvanically applied metal skin on its surface.

2. Lever brush (1) according to claim 1, characterized in that the metal skin consists of silver.

3. Lever brush (1) according to claim 1 and 2, characterized in that the thickness of the metal skin is approximately 15 μm.