DE8913117U1 - Device for detecting the length of the brushes of an electrical machine - Google Patents

Description

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'..* GR" 88 G 3505 DE Siemens Aktiengesellschaft'..* GR" 88 G 3505 DE Siemens Aktiengesellschaft

Vorrichtung zum Erfassen der Lange der Börsten einer elektrischen MaschineDevice for measuring the length of the brushes of an electrical machine

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen der Lange der Bürsten einer elektrischen Maschine» bei der die Bürsten jeweils durch ein Andruckglied in Anlag© sm KoiRSiutator der Maschine gehalten sind.The invention relates to a device for detecting the length of the brushes of an electrical machine, in which the brushes are each held in contact with the compressor of the machine by a pressure member.

Durch die DE-A-37 01 643 ist eine Meldeeinrichtung fur den VerschleiS2uster?d der BG- äter» einer elektrischen Maschine ' ' bekannt, bei der jider Bürste ein Verschleißmeldekontakt zugeordnet ist. Dieser Meldekontakt ist ub«ir eint elektrische Leitung mit eines Meldekreis verbunden. Ist die Bürste bis auf eine Restlange verschlissen, so wird der Meidekontakt betätigt und löst dadurch über den Meldekreis ein Signal aus.DE-A-37 01 643 discloses a signaling device for the wear pattern of the brushes of an electrical machine, in which each brush is assigned a wear signaling contact. This signaling contact is connected to a signaling circuit via an electrical cable. If the brush is worn down to a residual length, the signaling contact is activated and thereby triggers a signal via the signaling circuit.

Der Erfindung liegt dagegen die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß mit dieser eine kontinuierliche Erfassung der Bürstenlänge möglich ist, wobei diese Vorrichtung auch bei erschwerten Betriebsbedingungen, beispielsweise bei voller Betriebsspannung plus überspannung, bei Feuchtigkeit, bei Schmutz, bei hohen Temperatur-, . unterschieden und dergleichen voll funktionsfähig sein soll.The invention is based on the object of designing a device of the generic type in such a way that it is possible to continuously measure the length of the brush, whereby this device should also be fully functional under difficult operating conditions, for example at full operating voltage plus overvoltage, in the presence of moisture, dirt, high temperatures, etc.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß jeder Bürste ein von dieser entfernt angeordnetes Wegmeßglied zugeordnet ist, dessen Verstellglied über einen Bowdenzug mit dem an der Jeweiligen Bürste anliegenden Teil tfes Andrückgliedes verbunden ist. Mittels des Bowdenzuges wird die Längenmessung der Bürste an einen für die Unterbringung der Wegmeßglieder geeignete Ort an oder auch außerhalb der Maschine übertragen. Damit sind die Meßglieder nicht mehr irgendwelchen Erschwernissen unterworfen.The solution to the problem is achieved according to the invention in that each brush is assigned a distance measuring element, the adjustment element of which is connected via a Bowden cable to the part of the pressure element that is adjacent to the respective brush. The length measurement of the brush is transmitted by means of the Bowden cable to a location suitable for accommodating the distance measuring elements on or outside the machine. The measuring elements are therefore no longer subject to any kind of difficulties.

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',.· CR* 88 G 3505 DE Im Bowdenzug auftretende Reibungsverluste werden dadurch möglichst klein gehalten, daß die Innenseite des Hüllmantels und/ oder die Außenfläche des Drahtes des Bowdenzuges mit Teflon beschichtet ist.
5',.· CR* 88 G 3505 DE Friction losses occurring in the Bowden cable are kept as small as possible by coating the inside of the sheath and/or the outside surface of the wire of the Bowden cable with Teflon.
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Ein die Längenmessung verfälschendes Spiel des Bowdenzuges wird dadurch beseitigt, da£> der Dx-abt ds.s äowdenzuges durch ein ^rederglied unter Vorspannung gehalten ist.Any play in the Bowden cable which would distort the length measurement is eliminated by keeping the Dx section of the Bowden cable under pre-tension by a ^spring element.

Der Aufwand für die überwachung mehrerer Bürsten läßt sich dadurch klein halten, daß die von den Wegmeßgliedern «^lieferten Signale einem Multiplexer zugeführt sind, dem eine Anieige- und/ oder Auswerteeinrichtur.g nachgeschaltet ist.The effort required to monitor several brushes can be kept to a minimum by feeding the signals supplied by the position measuring elements to a multiplexer, which is followed by a display and/or evaluation device.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird der Anmeldungsgegenstand nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:The subject matter of the application is explained in more detail below using an embodiment shown in the drawing. It shows:

FIG 1 eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Erfassung der Bürstenlänge in schematischer Darstellung,FIG 1 shows a device for continuously measuring the brush length in a schematic representation,

FIG 2 ebenfalls in schematischer Darstellung eine mit einer Anzeige- und Auswerteeinrichtung versehene Vorrichtung zur kontinuierlichen Erfassung der Bürstenlänge.FIG 2 also shows a schematic representation of a device provided with a display and evaluation device for continuously recording the brush length.

Mit 1 ist eine Bürste einer elektrischen Maschine bezeichnet, die durch eine unter Federkraft an der Bürste 1 anliegende Andrückrolle 2 gegen die Oberfläche des Kommutators 3 der Maschine gedruckt ist. An der Andrückrolle 2 ist ein Bowdenzug 4 mit dem einen Ende 5 seines aus elektrisch nichtleitendem Material bestehenden Drahtes befestigt. Das andere Ende des Bowdenzugdrahtes ist mit dem Verstellglied 7 eines Wegmeßgliedes 8 verbunden. Der Hüllmantel des Bowdenzuges 4 lsi an seinen beiden Enden in lagefesten Widerlagern 9 eingespannt. Über den Draht des Bowdenzuges 4 wird das Verstellglied entsprechend dem Verschleiß der Bürste 1 verstellt. Das Wegmeßglied 8 liefert ein der mechanischen Verstellung seines Ver-1 designates a brush of an electrical machine, which is pressed against the surface of the commutator 3 of the machine by a pressure roller 2 resting on the brush 1 under spring force. A Bowden cable 4 is attached to the pressure roller 2 with one end 5 of its wire made of electrically non-conductive material. The other end of the Bowden cable wire is connected to the adjusting element 7 of a displacement measuring element 8. The sheath of the Bowden cable 4 is clamped at both ends in fixed abutments 9. The adjusting element is adjusted via the wire of the Bowden cable 4 in accordance with the wear of the brush 1. The displacement measuring element 8 supplies a value corresponding to the mechanical adjustment of its displacement.

. 3.. 3.

·./ GB* 88 G 3505 DE Stellgliedes 7 proportionales elektrisches Meßsignal, das mittels einer Auswerteeinrichtung 10 ausgewertet werden kann. Es besteht somit die Möglichkeit den Verschleiß der Bürsten 1 über die mit einer Anzeigevorrichtung versehene Auswerteeinrichtung 10 anzuzeigen.·./ GB* 88 G 3505 DE Actuator 7 proportional electrical measuring signal, which can be evaluated by means of an evaluation device 10. It is therefore possible to display the wear of the brushes 1 via the evaluation device 10 provided with a display device.

Da über den Bowdenzug 4 die Längenänderungen der Bürsten 1 an einen von diesen entfernten Ort übertragen werden, sind die empfindlichen Wegmeßglieder 8 und die Auswerteeinrichtung 10 nicht mehr den am Ort der Bürsten i herrschenden erschwerten Betriebsbedingungen unterworfen.Since the changes in the length of the brushes 1 are transmitted to a location remote from them via the Bowden cable 4, the sensitive position measuring elements 8 and the evaluation device 10 are no longer subject to the difficult operating conditions prevailing at the location of the brushes i.

Zur Verminderung des Aufwandes ist bei dem Ausführungsbeispiel ^ nach FIG 2 mehreren Bürsten 1 nur eine einzige Auswerteeinrichtung 10 zugeordnet. Die zu den einzelner» Bürsten 1 von den zu einer Baueinheit 11 zusammengefaßten einzelnen Wegmeßgliedern gelieferten Meßsignale werden mittels eines Multiplexers 12 der Auswerteeinrichtung 10 zeitlich nacheinander zugeführt. An die Auswerteeinrichtung 10 kann noch ein Registriergerät 13 angeschlossen werden. Außer einer Anzeigevorrichtung kann die Auswerteeinrichtung 10 auch noch Grenzwertmelder enthalten, die sowohl eine Störmeldung als au^h eine Abschaltung der Maschine vornehmen können.To reduce the effort, in the embodiment shown in FIG. 2, only one evaluation device 10 is assigned to several brushes 1. The measurement signals supplied to the individual brushes 1 by the individual position measuring elements combined to form a structural unit 11 are fed to the evaluation device 10 one after the other by means of a multiplexer 12. A recording device 13 can also be connected to the evaluation device 10. In addition to a display device, the evaluation device 10 can also contain limit value indicators which can both issue a fault message and switch off the machine.

Als Wegmeßglied kann eine Drahtspule 14 mit einem verstellbaren / Kern vorgesehen werden. Die Drahtspule 14 ist als Zylinderspule ausgeführt in deren Zylinderbohrung ein aus einem elektrisch und/oder magnetisch leitfähigem Material bestehender Kern als Verstellglied 7 beweglich geführt ist. Die Drahtspule 14 wird von einem Hochfrequenzgenerator 15 mit einem konstanten Strom gespeist. Wird nunmehr der mit dem Bowdenzug 4 verbundene Kern 7 entsprechend der Bürstenabnutzung verstellt, dann ändert sich der induktive Widerstand der Drahtspule in Abhängigkeit von der Verstellung des Kernes 7. Ein zu einer Meßverfalschung führendes Spiel des Bowdenzuges 4 wird mittels eines den Draht des Bowdenzuges 4 gespannt haltenden Federgliedes 16 vermieden.A wire coil 14 with an adjustable core can be provided as a position measuring element. The wire coil 14 is designed as a cylinder coil in whose cylinder bore a core made of an electrically and/or magnetically conductive material is movably guided as an adjusting element 7. The wire coil 14 is fed with a constant current by a high frequency generator 15. If the core 7 connected to the Bowden cable 4 is now adjusted according to the brush wear, the inductive resistance of the wire coil changes depending on the adjustment of the core 7. Play in the Bowden cable 4, which leads to measurement falsification, is avoided by means of a spring element 16 which keeps the wire of the Bowden cable 4 taut.

·..··..' .1.4.:. *..· GIB*88 G 3505 DE·..··..' .1.4.:. *..· GIB*88 G 3505 DE

Die mittels Meßleitungen 17 an der Drahtspule 14 abgegriffene Spannung ist ein Maß für die Bürstenabnutzung. In der Auswerteeinrichtung wird die abgegriffene Spannung ausgewertet, wobei naben einer Anzeige auch eine Registrierung der jeweiligen Bürstenlänge möglich ist. Bei Erreichen einer vorbestimmten Restlänge der Bürsten 1 kann dann auch eine Störmeldung erfolgen und die Maschine gegebenenfalls auch abgeschaltet werden.The voltage tapped off the wire coil 14 by means of measuring lines 17 is a measure of the brush wear. The voltage tapped off is evaluated in the evaluation device, whereby the respective brush length can also be recorded on a display. When a predetermined remaining length of the brushes 1 is reached, an error message can then be issued and the machine can also be switched off if necessary.

Claims (6)

t &bgr; S t C t i. 5.·, ' :,.: (^iJ1' u8 G 3505 DE Schutzansprüchet β S t C t i. 5.·, ' :,.: (^iJ1' u8 G 3505 DE Protection claims 1. 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, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bürste (1) ein von dieser entfernt angeordnetes WegmeQglied (8) zugeordnet ist, dessen Verstellglied (7) über einen elektrisch isolierenden Bowdenzug (4) mit dem an der jeweiligen Bürste (1) anliegend«" Teil dps Andrückgliedes (2) verbunden ist.1. Device for detecting the length of the brushes of an electrical machine, in which the brushes are each held in contact with the commutator of the machine by a pressure element, characterized in that each brush (1) is assigned a distance-measuring element (8) arranged remotely from it, the adjusting element (7) of which is connected via an electrically insulating Bowden cable (4) to the part of the pressure element (2) resting on the respective brush (1). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des Hüllmantels und/oder die Außenfläche des Drahtes des Bowdenzuges (4) mit einem Gleitmaterial beschichtet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the inside of the sheath and/or the outer surface of the wire of the Bowden cable (4) is coated with a sliding material. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1,3. Device according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hüllmantel und/oder der Draht des Bowdenzuges (4) aus einem Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten besteht.characterized in that the sheath and/or the wire of the Bowden cable (4) consists of a material with a low coefficient of friction. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3,4. Device according to claim 1, 2 or 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht des Bowdenzuges (4) durch ein Federglied unter Vorspannung gehalten ist.characterized in that the wire of the Bowden cable (4) is held under pre-tension by a spring member. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Wegmeßgliedern (8) gelieferten Signale einem Multiplexer (12) zugeführt sind, dem eine Anzeige- und/oder Auswerteeinrichtung (10) nachgeschaltet ist.5. Device according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the signals supplied by the position measuring elements (8) are fed to a multiplexer (12) which is followed by a display and/or evaluation device (10). * «III* «III .6,.6, ^!..^:G«^:88 G 3505 uL· ^! .. ^: G« ^: 88 G 3505 uL· 1 1 6. Vorrichtung roch Anspruch 1 oder 5, dadurch gekfennze lehnet, daß als Wegmeßglied (8) eine als Zylinderspule ausgebildete Drahtspule (IA) vorgesehen ist, in deren Zylinderbohrung ein6. Device according to claim 1 or 5, characterized in that a wire coil (IA) designed as a cylinder coil is provided as the displacement measuring element (8), in the cylinder bore of which a 5 aus einem elektrisch und/oder magnetisch leitfähigem Material bestehender Kern beweglich geführt ist.5 core consisting of an electrically and/or magnetically conductive material is movably guided. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,7. Device according to claim 6, characterized in 10 daß der Drahtspule (14) mittels eines Hochfrequenzgenerators ein zumindest nahezu konstanter Strom eingeprägt ist.10 that an at least almost constant current is impressed on the wire coil (14) by means of a high-frequency generator.