DE4003669A1 - Vorrichtung zum erfassen der laenge der buersten einer elektrischen maschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen der Länge der Bürsten einer elektrischen Maschine, bei der die Bürsten jeweils durch ein Andrückglied in Anlage am Kommutator der Maschine gehalten sind.

Durch die DE-A 37 01 643 ist eine Meldeeinrichtung für den Verschleißzustand der Bürsten einer elektrischen Maschine bekannt, bei der jeder Bürste ein Verschleißmeldekontakt zuge­ ordnet ist. Dieser Meldekontakt ist über eine elektrische Leitung mit einem Meldekreis verbunden. Ist die Bürste bis auf eine Restlänge verschlissen, wird der Meldekontakt betätigt und löst dadurch über den Meldekreis ein Signal aus.

Der Erfindung liegt dagegen die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß mit dieser eine kontinuierliche Erfassung der Bürstenlänge möglich ist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß ein ein wegproportionales Signal liefernder Geber mit dem Andrückglied gekoppelt und durch dieses proportional zu dessen Verschwenkwinkel verstellt ist. Das von dem Geber ge­ lieferte Signal kann einer Anzeigevorrichtung und/oder Melde­ einrichtung zugeführt werden. Somit ist jederzeit die Länge der Bürsten kontrollierbar, ohne daß hierzu in der Maschine selbst nachgeschaut werden muß. Es besteht ferner die Möglichkeit über eine entsprechende Meldeeinrichtung beim Erreichen einer be­ stimmten Restlänge der Bürsten ein Signal zu geben oder auch die Maschine abzuschalten.

Die mechanische Kopplung zwischen dem Geber und dem Andrück­ glied gelingt auf konstruktiv einfache Weise dadurch, daß in der Schwenkachse des Andrückgliedes die Verstellwelle eines Drehgebers verdrehbar angeordnet und über ein mit dem Andrück­ glied verbundenes Mitnehmerglied verstellbar ist. Als Mit­ nehmerglied ist zweckmäßigerweise am Andrückglied ein axial vorstehender Stift angebracht, in dessen Verschwenkbahn ein an der Verstellwelle vorgesehener, radial abstehender Nocken oder Bolzen ragt.

Bei einer elektrischen Maschine mit mehreren in einem gemein­ samen Bürstenhalter parallel angeordneten Bürsten gelingt die Erfassung der Bürstenlänge in einfacher Weise dadurch, daß sich die Verstellwelle durchgehend über die volle Breite des Bürstenhalters erstreckt und an jedem Andrückglied des Bürsten­ halters ein axial vorstehender Stift und an der Verstellwelle jedem Andrückglied entsprechend jeweils ein Nocken bzw. Bolzen vorgesehen ist, wobei alle Nocken bzw. Bolzen in gleicher Umfangslage an der Verstellwelle angeordnet sind. Mittels einer solchen Vorrichtung wird jeweils die Länge der am weitesten verschlissenen Bürste angezeigt.

Ein zu einer Fehlanzeige führendes Spiel zwischen dem Stift des Andrückgliedes und dem Nocken bzw. Bolzen der Verstellwelle wird dadurch ausgeschaltet, daß die Verstellwelle durch eine entgegen ihrer Verstellrichtung wirkende Federkraft in Anlage an dem Mitnehmerglied gehalten ist.

Die Kopplung zwischen dem Andrückglied und dem Geber kann auch dadurch erreicht werden, daß das Andrückglied mit einer Zahn­ scheibe verbunden ist, die mit einem auf der Verstellwelle eines Drehgebers angebrachten Zahnrad zusammenwirkt.

Als Drehgeber kann vorteilhafterweise ein Drehpotentiometer verwendet werden. Ein solches Drehpotentiometer kann als veränderbarer Widerstand in den elektrischen Steuerkreis einer Anzeige- oder Meldevorrichtung geschaltet werden.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spieles wird der Anmeldungsgegenstand nachfolgend näher be­ schrieben. Es zeigt:

Fig. 1 in Seitenansicht eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Erfassen der Bürstenlänge in der Stellung bei unver­ brauchter Bürste,

Fig. 2 die gleiche Vorrichtung in der Stellung bei verbrauchter Bürste,

Fig. 3 eine Draufsicht der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 4 in Seitenansicht eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Erfassen der Bürsten­ länge.

Mit 1 ist eine am Ständer einer elektrischen Maschine befestig­ bare Bürstenbrücke bezeichnet, an der die für die Maschine not­ wendigen Bürstenhalter 2 angeordnet sind. Von diesen Bürsten­ haltern 2 ist in der Zeichnung jeweils nur ein Bürstenhalter 2 dargestellt. Der Bürstenhalter 2 weist Führungsschächte 3 zur Aufnahme jeweils einer Bürste 4 auf, die von einem Andrück­ glied 5 gegen den Kommutator 6 der Maschine gehalten wird.

Das Andrückglied 5 ist mittels in entsprechende am Bürsten­ halter 2 ausgebildete Lagerschalen 7 eingreifender Lagerzapfen 8 verschwenkbar gelagert. Eine Zugfeder 9, die mit ihrem einen Ende am Bürstenhalter 2 und mit ihrem anderen Ende an einem am Andrückglied 5 verschwenkbar angelenkten Bügel 10 befestigt ist, verschwenkt das Andrückglied 5 in Richtung des Pfeiles 17 auf die Bürste 4 zu, so daß ein mit dem Andrückglied 5 ver­ bundener Andrückarm 11 mit seinem freien Ende 12 auf der Bürste 4 aufruht und diese unter der Wirkung der Zugfeder 9 somit gegen den Kommutator 6 drückt.

Koaxial innerhalb der aus den Lagerschalen 7 und den Lagerzapfen 8 gebildeten Schwenklagerung des Andrückgliedes 5 ist eine Ver­ stellwelle 13 eines Drehpotentiometers 14 verdrehbar angeordnet. Sind an einem Bürstenhalter 2 mehrere Bürsten 4 parallel neben­ einander angeordnet, dann ist die Verstellwelle 13 mit einer der Anzahl der Andrückglieder 5 entsprechenden Anzahl von Bolzen 15 versehen, die zueinander alle in gleicher Umfangslage an der Verstellwelle angeordnet sind. Die Bolzen 15 sind je­ weils so lang ausgebildet, daß sie in die Verschwenkbahn eines an dem jeweiligen Andrückglied 5 vorgesehenen, axial vorstehen­ den Stiftes 16 ragen.

Eine an der Verstellwelle 13 angreifende und entgegen der durch die Andrückglieder 5 bewirkten Verstellrichtung (Pfeil 17) wirkende Spiralfeder 18 hält die Bolzen 15 und Stifte 16 in spielfreier Anlage, so daß hierdurch Fehlmessungen der Bürsten­ länge ausgeschaltet werden.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an dem Andrückglied 5 eine Zahnscheibe 19 vorgesehen, die mit einem auf der achsparallel zur Schwenkachse 20 des Andrückgliedes 5 angeordneten Verstellwelle 13 angebrachten Zahnrad 21 zusammen­ wirkt. Die Verstellwelle 13 kann wiederum mit einem Drehpoten­ tiometer 14 verbunden und das aus der Zahnscheibe 19 und dem Zahnrad 21 gebildete Getriebe gegebenenfalls wiederum durch Federwirkung spielfrei gehalten sein.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Nach dem Einsetzen der Bürsten 4 in die Führungshülsen 3 werden die Andrückglieder 5 in Richtung des Pfeiles 17 verschwenkt, bis sie mit dem freien Ende 12 des Andrückarmes 11 auf der jeweiligen Bürste 4 auf­ liegen. Zusammen mit den Andrückgliedern 5 werden auch die axial vorstehenden Stifte 16 verschwenkt, die durch die Anlage an dem Bolzen 15 der Verstellwelle 13 diese und damit das mit dieser verbundene Drehpotentiometer 14 in entsprechendem Maße verstellen. Damit nimmt das Drehpotentiometer 14 nach dem Ein­ setzen neuer Bürsten 4 eine bestimmte Stellung ein, die der Länge der neu eingesetzten Bürsten 4 entspricht. Mittels einer von dem Drehpotentiometer 14 beeinflußten Anzeige- oder Melde­ vorrichtung kann damit die Länge der Bürsten 4 signalisiert werden.

Infolge der während des Betriebes der Maschine eintretenden Abnutzung der Bürsten 4 schwenken die Andrückglieder 5 weiter in Richtung des Pfeiles 17 und verstellen damit über die Stifte 16 und die Bolzen 15 die Verstellwelle 13 entsprechend. Wie dadurch bewirkte Verstellung des Drehpotentiometers 14 hat eine entsprechende Anzeige oder Meldung durch die von dem Dreh­ potentiometer 14 beeinflußte Anzeige- oder Meldevorrichtung zur Folge. Damit ist eine Fernerkennung des Bürstenzustandes einer elektrischen Maschine möglich und es erübrigt sich eine entsprechende Sichtkontrolle an der Maschine selbst. Sind an einem Bürstenhalter mehrere Bürsten 4 parallel nebeneinander angeordnet, so wird die Verstellwelle 13 bei der beschriebenen Vorrichtung jeweils entsprechend der Restlänge der am weitesten abgenutzten Bürste 4 verstellt. Damit ist ein notwendiger Bürstenwechsel mit Sicherheit vor einer eventuellen Schädigung der Maschine durch eine zu stark abgenutzte Bürste 4 erkennbar.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird durch das aus der Zahnscheibe 19 und dem Zahnrad 21 gebildete Getriebe eine Übersetzung zwischen dem Verstellwinkel des Andrückgliedes 5 und dem Verstellwinkel des mit der Verstell­ welle 13 gekoppelten Drehpotentiometers 14 erreicht, wodurch sich eine größere Genauigkeit ergibt. Diese Ausführungsform läßt sich vorteilhafterweise bei der Überwachung von Einzel­ bürsten einsetzen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Erfassen der Länge der Bürsten einer elektrischen Maschine, bei der die Bürsten jeweils durch ein verschwenkbares Andrückglied in Anlage am Kommutator der Maschine gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein ein wegproportionales Signal liefernder Geber (14) mit dem Andrückglied (5) gekoppelt und durch dieses proportional zu dessen Verschwenkwinkel verstellt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial innerhalb der Schwenklagerung (7, 8) des Andrück­ gliedes (5) die Verstellwelle (13) eines Drehgebers (14) ver­ drehbar angeordnet und über ein mit dem Andrückglied (5) ver­ bundenes Mitnehmerglied (16) verstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mitnehmerglied am Andrückglied (5) ein axial vorste­ hender Stift (16) angebracht ist, in dessen Verschwenkbahn ein an der Verstellwelle (13) vorgesehener, radial abstehender Nocken oder Bolzen (15) ragt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der mehrere Bürsten (4) in einem gemeinsamen Bürstenhalter (2) parallel nebenein­ ander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verstellwelle (13) durchgehend über die volle Breite des Bürstenhalters (2) erstreckt und an jedem Andrück­ glied (5) des Bürstenhalters (2) ein axial vorstehender Stift (16) und an der Verstellwelle (13) jedem Andrückglied (5) ent­ sprechend ein Nocken bzw. Bolzen (15) vorgesehen ist, wobei alle Nocken bzw. Bolzen (15) in gleicher Umfangslage an der Verstellwelle (13) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellwelle (13) durch eine entgegen ihrer Verstell­ richtung wirkende Federkraft in Anlage an dem Mitnehmerglied (16) gehalten ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Andrückglied (5) mit einer Zahnscheibe (19) verbunden ist, die mit einem auf der Verstellwelle (13) eines Drehgebers (14) angebrachten Zahnrad (21) zusammenwirkt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Drehgeber ein Drehpotentiometer (14) vorgesehen ist.