DE2804547A1

DE2804547A1 - Carbon brush for commutator motor - has insulated signalling contact embedded in it to form closed circuit when brush needs changing

Info

Publication number: DE2804547A1
Application number: DE19782804547
Authority: DE
Inventors: Eberhard Frey
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1978-02-03
Filing date: 1978-02-03
Publication date: 1979-08-09

Abstract

The carbon brush assembly, for an electric motor, has a contact embedded in its brush and insulated from it. The contact is exposed when the brush has worn down by an unacceptable amount. The exposed contact touches the collector and closes a circuit, which results in the generation of a signal indicating that the brush needs changing. The contact is sintered into the brush. The signalling circuit is made when the collector connects the brush and contact together electrically.

Description

Kohlebürste fÜr Koliektormotoren Carbon brush for electric motors

Kohlebürsten für Kollektormotoren sind bekanntlich einer Abnützung unterworfen und müssen daher von Zeit zu Zeit erneuert werden. Im ?alle regelmäßiger Wartung der betieffenden Motoren oder der mit derartigen Motoren ausgestatteten Werkzeuge ist zwar weitgehend gewährleistet, daß der Motor bzw. das Gerät infolge abgelaufener Bürsten nicht unvorhergesehen ausfällt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine regelmäßige und rechtzeitige Wartung der Motoren bzw. Geräte häufig eben doch nicht erfolgt, so daß der betreffende Motor bzw. das damit angetriebene Gerät mitunter unvorhergesehen betriebsunfähig wird, so daß unter Umständen erhebliche und kostspielige Zeitverluste entstehen.Carbon brushes for commutator motors are known to wear out subject and must therefore be renewed from time to time. I'm all more regular Maintenance of the engines in operation or those equipped with such engines Tools is largely guaranteed that the engine or the device as a result expired brushes do not fail unexpectedly. However, it has been shown that regular and timely maintenance of the engines or devices is often just that but does not take place, so that the motor in question or the device driven by it sometimes becomes inoperable unexpectedly, so that under certain circumstances considerable and costly time losses arise.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung., einen mit einem Geringstmaß an Aufwand verbundenen Weg zu finden, der dem Benutzer von Kollektormotoren oder von solchen Motoren angetriebenen Geräten, wie Elektrowerkzeuge und dgl., einen rechtzeitigen und selbsttätigen Hinweis auf die Notwendigkeit eines Kohlebürstenwechsels vermittelt.It is the object of the present invention to provide one with the smallest possible size to find the effort associated with the user of collector motors or of such engines powered devices, such as power tools and the like., a timely and automatic indication of the need for a Change of carbon brush mediated.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß wenigstens eine Kohlebürste mit einem Kontaktelement ausgerüstet ist, das gegen das es umgebende Bürstenmaterial isoliert ist und bei einem vorbestimmten AbnutzungsgRd der Bürste über den Kollektor in elektrisch leitende 'ierbindung mit der Bürste gelangt, wodurch der Stromkreis für einen Signalgeber geschlossen wird. Es hat sich dabei als zweckmäßig erwiesen, das Kontakt element als Kontaktstift auszubilden, der in die betreffende Bürste eine sintert ist.This object is achieved in that according to the invention at least one Carbon brush is equipped with a contact element that is against the surrounding it Brush material is insulated and at a predetermined level of wear of the brush gets into an electrically conductive connection with the brush via the collector, whereby the circuit for a signal transmitter is closed. It has proven to be useful proven to train the contact element as a contact pin, which is in the relevant Brush one is sinters.

Die bekannten Kohlebürsten mit Abschaltorgan erfüllen diese Aufgabe nicht, da hier eine Abschaltung des Gerätes ohne jegliche Vorwarnung erfolgt. Insbesondere bei Geräten, die weit entfernt von Reparaturwerkstätten eingesetzt sind (Baustellen), entstehen so dem Benützer beachtliche Zeitverluste bzw. Kosten.The well-known carbon brushes with shut-off device fulfill this task not, since the device is switched off without any prior warning. In particular for devices that are used far away from repair workshops (construction sites), This results in considerable losses of time and costs for the user.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird im nachstehenden näher erläutert.An exemplary embodiment of the invention is set out below explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 die Seitenansicht einer teilweise geschnittenen Kohlebürste mit zusätzlichem Abschaltorgan bei abgenutzter Bürste, Fig. 2 eine Schaltungsanordnung bei einem Reihenschlußmotor.They show: FIG. 1 a side view of a partially sectioned Carbon brush with an additional shut-off element when the brush is worn, FIG. 2 shows a circuit arrangement with a series motor.

Wie aus Fig.1 ersichtlich ist, enthält die unter der Wirkung einer Druckfeder 1 stehende, auf dem Kollektor 2 schleifende Kohlebürste 3 einen gegen das ihn umgebende Bürstenmaterial isolierten Kontaktstift 4 sowie ein bekanntes Abschaltorgan 5, das bei abgenutzter Bürste den Motor bzw. das entsprechende Gerät abschaltet.As can be seen from Fig.1, contains the under the action of a Compression spring 1 standing, on the collector 2 dragging carbon brush 3 against the brush material surrounding it insulated contact pin 4 and a known one Shut-off device 5, the motor or the corresponding device when the brush is worn turns off.

Die Isolierung des mit einer Anschlußleitung 6 versehenen Kontaktstifts besteht aus einem Mantel 7 beispielsweise in Form einer Wirbel-Binterschicht.The insulation of the contact pin provided with a connecting line 6 consists of a jacket 7, for example in the form of a fluidized binter layer.

Die Tiefe der Erstreckung des Kontakt stifts in das Innere der Kohlebürste ist entsprechend den jeweiligen Voraussetzungen wählbar; also beispielsweise abhängig von der Standzeit der betreffenden Bürstensorte und von der gewünschten Zeitdauer zwischen dem signalisierten Aufruf zum Bürstenwechsel und der zwangsläufigen Motor- bzw. Geräteabschaltung durch das Abschaltorgan 5.The depth of the extension of the contact pin into the interior of the carbon brush can be selected according to the respective requirements; so for example dependent the service life of the brush type in question and the desired duration between the signaled call to change the brush and the inevitable motor or device shutdown by the shutdown device 5.

Wie die Fig.2 zeigt, liegt parallel zu den Bürsten 3 und 3' des zwei Feldspulen 8 und 9 sowie einen Anker 10 aufweisenden Universalmotors ein optischer Signalgeber in Form einer Glimmlampe 11. Ebensogut könnte auch ein akustischer Signalgeber entweder für sich allein oder im Verein mit der optischen Anzeige verwendet werden. Der Signalgeber kann, wie gestrichelt angedeutet, gegebenenfalls auch parallel zu einer Feldspule 8,9 geschaltet sein.As the Figure 2 shows, is parallel to the brushes 3 and 3 'of the two Field coils 8 and 9 and an armature 10 having universal motor an optical Signal transmitter in the form of a glow lamp 11. An acoustic signal transmitter could just as well can be used either on their own or in conjunction with the visual display. The signal transmitter can, as indicated by dashed lines, optionally also parallel to be connected to a field coil 8.9.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäß ausgestalteten Kohlebürste ist wie folgt: Wenn die Bürste 3 um den Betrag x abgenützt ist und die isolierte Stirnseite des Kontakt stifts 4 zur Auflage auf den in Fig.1 gestrichelt angedeuteten Kollektor 2' kommt, dauert es nur noch eine verhältnismäßig kurze Zeit, bis die Isolierschicht 7 des Kontaktstifts abgetragen ist.The mode of operation of the carbon brush designed according to the invention is as follows: When the brush 3 is worn by the amount x and the insulated face of the contact pin 4 to rest on the collector indicated by dashed lines in Figure 1 2 'comes, it only takes a relatively short time until the insulating layer 7 of the contact pin has been removed.

Ist dies geschehen, so entsteht zwischen dem beispielsweise aus Kupfer oder einem sonstigen geeigneten Material bestehenden Kontaktstift 4 und dem Kollektor 2' eine leitende Verbindung, und, da die Kohlebürste auf den Kollektor aufliegt, auch eine solche zwischen dem Kollektor 2' und der restlichen Kohlebürste 3. Damit ist der Stromkreis zwischen der über ihren Anschluß 12 an Spannung liegenden Bürste und der Anschlußleitung 6 des Kontaktstifts 4 geschlossen, so daß die Glimmlampe 11, die andererseits mit der Bürste 3' in leitender Verbindung steht, aufleuchtet. Somit ist die betreffende Bedienungsperson darauf aufmerksam gemacht, daß es an der Zeit ist, entsprechende Vorkehrungen für den bevorstehenden Kohlebürstenwechsel zu treffen (Bürsten bereitstellen, Gerät in Reparaturabteilung geben).If this is done, copper is created between, for example or any other suitable material existing contact pin 4 and the collector 2 'a conductive connection, and, since the carbon brush rests on the collector, also one between the collector 2 'and the rest of the carbon brush 3. Thus is the circuit between the brush connected to voltage via its terminal 12 and the connecting line 6 of the contact pin 4 closed, so that the glow lamp 11, which is on the other hand with the brush 3 'in conductive connection, lights up. Thus, the operator in question is made aware that it is on the time is to take appropriate precautions for the upcoming carbon brush change to meet (provide brushes, give the device to the repair department).

Die noch zu erwartende Betriebsdauer des Motors bzw. Geräts hängt dabei von der länge der Strecke y ab. Ist die Bürste schließlich soweit abgenutzt, daß der Kontaktbolzen 13 der Abschaltanordnung auf dem Kollektor 2' aufliegt, schaltet der Motor in bekannter Weise ab (Fig.1).The expected service life of the motor or device depends in doing so, it depends on the length of the segment y. When the brush is worn out enough, that the contact pin 13 of the shutdown arrangement rests on the collector 2 ', switches the engine in a known manner (Fig. 1).

Mit nach der Erfindung ausgestatteten Kohlebürsten ist es möglich geworden, der den betreffenden Motor wartenden bzw. das entsprechende Gerät bedienenden Person einen rechtzeitigen Hinweis auf die Notwendigkeit des Auswechselns der Kohlebürsten zu vermitteln. Der Benutzer kann daher, solange das fragliche Gerät noch betriebsbereit ist, bereits'ein Ersatzgerät bereitstellen bzw. beschaffen.It is possible with carbon brushes equipped according to the invention who is servicing the relevant engine or operating the corresponding device Timely notification of the need to replace the carbon brushes to convey. The user can therefore, as long as the device in question is still operational is already providing or procuring a replacement device.

Dies ist unter anderem auch wichtig bei räumlich weit vom Gerätedepot befindlichen Baustellen.Among other things, this is also important if the device is far away from the device depot existing construction sites.

Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit, eine Vorwarnung" hinsichtlich des fälligen Kohlebürstenwechsels geben zu können, auch bei Elektrowerkzeugen aller Art. Sollte eine solche Vorwarnung wider Erwarten einmal nicht beachtet werden, dann schaltet das Abschaltorgan 5 das Gerät nach einer bestimmten Zeit ohnehin endgültig ab.Particularly advantageous is the possibility of an advance warning "regarding of the due carbon brush change, even with power tools for everyone Art. Should such a warning, contrary to expectations, not be observed, then the shutdown device 5 switches the device anyway after a certain time away.

Es ist ohne weiteres auch möglich, eine Vorwarneinrichtung gemäß der Erfindung mit einer bekannten Abschaltvorrichtung zu kombinieren.It is also possible to use an advance warning device according to FIG To combine the invention with a known shutdown device.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

P a t e n t a n s p r u c h e carbon brush for collector motors, thereby characterized in that it is equipped with a contact element against the surrounding brush material is insulated and at a predetermined level of wear the brush comes into conductive contact with the brush via the collector, whereby the circuit for a signal transmitter is closed.

2. Carbon brush according to claim 1, characterized in that the contact element is sintered into the carbon brush.

3. @@@ etatste according to claims 1-2, d a d u r c h e k e n nz e i c h n e t that the contact element as with a connecting line leading to @@@ en @@ versekener contact pin @@@@@ @det is.

4. K @@@ brush according to claims 1-3, d a d u r c h e k e n nz E i c h n e t that the signal transmitter as a glow lamp connected in parallel to the @@@ sten is trained.

5. E @@@ ebrush according to claims 1-3, d a d u r c h g e k e n nz It is clear that the signal transmitter is connected in parallel to the field coil.

6. @@ leb rste according to one or more of claims 1-5, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the contact element also acts as a shut-off device is trained.