DE594429C - Einrichtung zur Verhinderung von Schaeden an Kommutatoren elektrischer Maschinen infolge zu weit gehender Buerstenabnutzung - Google Patents

Description

Zur Verhinderung von Schäden infolge zu weit gehender Bürstenabnutzung an Kollektoren und Schleifringen von elektrischen Maschinen mit zwei Bürsten, besonders von Kleinmotoren, die sachkundiger Wartung im allgemeinen nicht unterstehen (Ventilatoren, Anlasser, Staubsauger und andere Haushaltmaschinen), wurden schon die verschiedensten Einrichtungen vorgeschlagen. Da die Be-Schädigungen der Kommutatoren dadurch entstehen, daß sich die Bürste bei zu starker Abnutzung schief stellt oder aus der Führungsbüchse herausfällt und die Kontaktfeder auf dem Kollektor zu schleifen kommt, wobei die Zerstörungen durch Verklemmungen oder durch starkes Feuern eintreten, gehen alle diese Einrichtungen darauf hinaus, die Maschine außer Betrieb zu setzen, bevor die Bürste ihre Büchse zu weit verlassen hat. Die bisher bekanntgewordenen Einrichtungen dieser Art sind jedoch noch unvollkommen oder kompliziert. So ist es bekannt, eine Bürste derartig auszubilden, daß sie bei entsprechender Abnutzung einen Geruch oder Rauch entwickelt; dies hat aber den Nachteil, daß die Unterbrechung des Stromes nicht automatisch wirkt. Jedoch auch die bekannten automatisch wirkenden Einrichtungen, z. B. die Bürste mit Schmelzstreifen, der bei entsprechender Belastung den gesamten Betriebsstrom übernimmt und durch die Joulesche Wärme zum Schmelzen gebracht wird, weisen noch Nachteile auf. Bei der Bemessung des Schmelzstreifens für die einzelnen Bürsten ist nämlich eine genaue Kenntnis der Belastung der Bürste nötig. Das Schmelzmetall, dessen Schmelztemperatur übrigens genau eingehalten werden muß, darf nicht zu stark dimensioniert werden, da es sonst nicht zum Schmelzen kommt und der gewünschte Effekt nicht eintritt. Bei zu schwacher Bemessung des Schmelzstreifens tritt andererseits das Auslaufen des Metalls zu früh ein. Da nun die Bürstenbelastungen bei den verschiedenen Motoren ganz verschieden sind, müßte für jede Bürstenbelastung eine Bürste mit besonders bemessenem Schmelzstreifen verwendet werden, ganz abgesehen davon» daß schon stärkere Stromschwankungen den Erfolg in Frage stellen. Ein weiterer Nachteil bei derartigen Bürsten ist der, daß beim Einsetzen der Bürste sowohl auf die Laufrichtung des Motors als auch auf die Stellung des Schmelzstreifens geachtet werden muß und dieses Einsetzen deshalb nicht von Laien ausgeführt werden kann. Eine Ausführung der Bürste mit Schmelzstreifen für runde Bürsten ist ferner ausgeschlossen. Selbst wenn die Bürste bei richtiger Verwendung einwandfrei funktionieren sollte, ist infolge der angeführten Umstände eine allgemeine Verwendung unmöglich.

Die an eine Sicherheitsvorrichtung zu stellenden Anforderungen sind einfachster Ein-

bau, keine Änderung am Motor oder an der Führungsbüchse, Verwendung für jede Motortype und jede Bürstenform ohne besondere Kenntnis und Berücksichtigung der Stromstärke, raschmöglichste Stromunterbrechung zur Vermeidung von Feuern und Lichtbogen an irgendeiner Kontaktstelle, billige Herstellung und lange Haltbarkeit, was z. B. bei denjenigen bekannten Konstruktionen, die ίο mit Hilfsfeder arbeiten, nicht gewährleistet ist, da diese mit der Zeit ermüden.

Die Erfindung betrifft demgegenüber eine Sicherungseinrichtung, die die gestellten Forderungen restlos erfüllt. Die Einrichtung ist so einfach wie möglich aufgebaut. Die Bürste A, die aus Kohle, Graphit oder anderem Bürstenmaterial bestehen kann, hat einen isolierten Kopf B aus Fiber oder sonstigem Isoliermaterial, der mit einem Zapfen C in so ein Loch der Bürste A versenkt ist, der aber nicht ganz bis auf den Boden des Loches hineinreicht. 'Durch den Kopf und Zapfen aus Isoliermaterial führt ein Metallstift D, der mit dem Zapfen abschließt und infolgedessen nicht mit der Bürste in Berührung steht. Der Zwischenraum zwischen Bürste und Zapfen wird, durch einen kleinen Ouecksilbertropfen E ausgefüllt. Ist die Bürste stark abgenutzt, so ergibt sich folgendes Bild: Der isolierte Kopf B hat zum Teil die Führungsbüchse verlassen, und die Stromzuführung zur Bürste erfolgt von der Druckfeder über den Metallstift D durch das Quecksilber in die Bürste. Wird die Bürste nun weiter abgenutzt, wird der Raum, der das Quecksilber enthält, aufgeschliffen. Das Ouecksilbertröpfchen läuft heraus, der Strom wird im Bruchteil einer Sekunde unterbrochen. Nachteilige Erscheinungen, wie Feuern oder vielleicht Amalgamation der Kollektorfläche, treten nicht im geringsten auf.

Es kann auch eine Ausführungsform gewählt werden, daß der Metallstift D nicht bis zum. Zapfenende C reicht, sondern vielleicht *⁵ nur bis zum Zapfenansatz, und daß dann das Quecksilber in die Bohrung hinaufreicht, bis guter Kontakt zwischen Quecksilber und Zapfen vorhanden ist.

Es gibt auch Bürsten, die in ihrer Struktur ein poröses Gefüge haben, so daß der Quecksilbertropfen eventuell durch das Kohlegefüge hindurchsickert, was ja eine bekannte Eigenschaft des Quecksilbers, ist, das sogar durch Gesteinsmassen hindurchdringt. In diesem •>5 Fall müßte derjenige Teil der Kohlenbürste, der mit dem Quecksilber in Berührung kommt, mit einer für Quecksilber undurchlässigen Imprägnierung versehen werden, und zwar einer solchen, die möglichst neutraler Natur ist, also weder guter Elektrizitätsleiter noch Isolator. In Betracht kommen hauptsächlich gelatinöse Imprägnierstoffe, die beim Erhärten glasartig verdicken.

Man kann auch, um die Versickerung des Quecksilbers vollkommen unmöglich zu machen, die Bohrung, durch welche der Stift D hindurchgeht, erweitern und in diesen Kanal ein kleines, allseits geschlossenes Röhrchen einsetzen, das mit Quecksilber gefüllt ist und in dem oben und unten durch Drahteinlage eine leitende Verbindung einerseits mit der oben angeordneten Feder, andererseits mit der unten angeordneten Kohle hergestellt werden kann. Dieses allseitig geschlossene und mit Quecksilber gefüllte Röhrchen kann entweder aus dünnem Glas oder auch aus Celluloid hergestellt sein. Das eine Ende des Röhrchens muß auf der Kohle unten aufsitzen; die Kontaktdrähte werden in bekannter Art und Weise mit der Kohle verbunden. Wenn nun die Kohle aufgebraucht ist, wird durch die Rotation des Kollektors dieses aus dünnem Glas oder Celluloid hergestellte Röhrchen angefeilt und aufgeschliffen; die geringe Quecksilbersäule fließt ab, und der Stromkontakt wird unterbrochen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Verhinderung von Schaden an Kommutatoren elektrischer Maschinen mit nur zwei Bürsten infolge zu weit gehender Bürstenabnutzung mittels selbsttätiger Stromunterbrechung an der Stelle zwischen der Bürste und dem der Bürste den Strom von außen her zuführenden Teil, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromunterbrechung durch Auslaufen eines Tropfens oder mehrerer Tropfen Quecksilber (E) erfolgt, das zwischen der eigentlichen Bürste (A) und einem isolierenden Kopfteil (B) der Bürste eingeschlossen ist.,

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürste in der Nähe des Ouecksilberraums mit einer für Quecksilber undurchlässigen Masse imprägniert ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Quecksilber als solches in ein Röhrchen, das aus einem no Nichtleiter, z. B. aus Glas oder Celluloid, besteht, eingeschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen