Magyarország
Szénkefék integrált önkioldó mechanizmussal
Előnyös, ha az elektromos kéziszerszámában vannak önkioldó szénkefék. Azonban ezeknek is vannak gyenge pontjaik. Olvassa el, amit máshol nem tud meg.
Az emberiséget gyakran olyan akadályok viszik előre, amelyeket meg kell oldani vagy le kell küzdeni. A múlt század második felében a kis kommutátoros motorok "boomja" által előidézett technikai problémák sem jelentenek kivételt. Ezeket akkor - és még ma is - tömegesen használják például a kéziszerszámok vagy más a háztartásokban található készülékek erőforrásaként.
Senki sem akarta azonban, hogy ezek a készülékek nagyok vagy drágák legyenek. Ezért nem volt hely motoróra-számlálókra vagy más hasonló eszközökre, és elég nehéz elképzelni, hogy valaki rendszeresen ellenőrizze a szénkefék és a kommutátor állapotát egy konyhai mixerben.
Valójában nem is volt rá szükség. A háztartási gépek terhelése (vagy túlterhelése) (ez alatt még a barkácsműhelyben lévő hobbi szerszámokat is értem) nem hasonlítható össze a professzionális elektromos kéziszerszámok terhelésével, amelyek naponta több órán át dolgoznak, és nem olyan körülmények között, mint egy háziasszony tiszta konyhája. A szénkefék ilyen "időszakos" terhelés mellett könnyen túlélhetik az elektromos kéziszerszámot - vagy akár a háziasszonyt is.
Mivel a rotor és a kommutátor költsége az elektromos kéziszerszámok gyártási költségeinek jelentős részét tették és teszik ki, talán leegyszerűsítve azt lehetne állítani, hogy a mindennapos munkavégzésre szánt elektromos kéziszerszámok is hozzájárultak az új találmányok létrejöttéhez. Ez azért volt így, mert szükség volt a felmerülő problémák megoldására - és ezért gondolkodni kellett.
A szénkefék önkioldó mechanizmusa tipikus példája a precízen kidolgozott megoldásnak.
Szénkefe integrált önkioldó mechanizmussal
A Nemzetközi Szabadalmi Hivatalban számos olyan szabadalom van, amely közvetlenül vagy közvetve érinti ezt a kérdést. Kezdetben a nagyméretű motorok kikapcsolására vonatkozó megoldásokra összpontosítottak, ahol nagy szénkefék vannak, és így elegendő hely áll rendelkezésre a különböző mechanizmusok számára. Az elektromos kéziszerszámok kis motorjaihoz is alkalmas, integrált kioldó mechanizmussal ellátott szénkefe azonban csak az EP0023537A1 szabadalommal nyerte el (majdnem) mai formáját 1981-ben (1. ábra).
Ezzel kezdődött az elektromos kéziszerszámokban való "bevetésük" korszaka.
Idézet az 1981-es szabadalomból: "...a szénkefe (1) egy emelő rugóval (4) rendelkezik, amelynek a kommutátorhoz (3) közelebbi végén egy szigetelőbimbó (5) található ... az egész rendszer egy fém záróelemre (6) támaszkodik...".
1. ábra. Az önkioldó szénkefe rajza 1981-ből
Bár a szigetelőcsapot szokatlanul "szigetelőbimbónak" nevezték (ebben a szabadalomban DE: Isolierstoffnippel), a működési elvét viszont nagyon pontosan leírták. Természetesen a szabadalom bejegyzésétől a tömeggyártásig és a kézi szerszámgépekben való alkalmazásig még eltelt néhány év. A "magasabb IQ-val" rendelkező kefék működését már részletesebben leírtuk, de hogy ne kelljen végigkattingatnia, röviden megismételjük:
2. ábra. Szénkefe beépített önkioldó mechanizmussal. Szigetelőcsap A, kopáshatár B, rugó C és a kioldószerkezet záróeleme D
A beépített önkioldó mechanizmussal ellátott szénkefe (EN: Carbon brush with switch-off device, DE: Kohlebürste mit Abschaltvorrichtung) (2. ábra) kikapcsolási mechanizmusa egy speciálisan kialakított szigetelőcsapból (2. ábra A) áll, amely a kefe testében a kopási határon (2. ábra B) helyezkedik el. A csapra egy megfeszített rugó (2. ábra C) nyomást gyakorol, és az egész rendszer egy záróelemmel van lezárva (2. ábra D). Ha a szénkefe a szigetelőcsapig elkopik, a rugó kioldódik, és a szigetelőcsap leemeli a szénkefét a kommutátorról. Az áram folyása megszakad, és a készülék kikapcsol.
Figyelje meg, hogy a mai leírás fő jellemzőiben feltűnően hasonlít az 1981-eshez.
Első pillantásra azonban a kiváló ötletnek - az áramellátás leállítása, amikor a kefe a határértékig elkopik - több hiányossága is volt. A leggyengébb pont a szigetelőcsap volt. Ennek ellen kell állnia a mechanikai és hőterhelésnek, valamint az elektromos ív által a kikapcsolás pillanatában okozott terhelésnek, ami nagy követelményeket támaszt az olyan "apró részletre", mint a csap anyaga.
A csap ugyanis eltörhet, megrepedhet, elszenesedhet vagy megéghet az elektromos ívben, ami azt jelentené, hogy az áram nem szakadna meg, és a motor tovább működne. Ezért különböző szabadalmak születtek a csap alakjára, és számtalan kísérletet végeztek el, hogy a szigetelőcsap a lehető legjobban teljesítse a funkcióját.
Ezeknek a keféknek nyilvánvaló hátránya, hogy a szerszám váratlanul leáll. Előnyüknek azt hozzák fel, hogy megbízhatóan lekapcsolják az áramellátást, amikor a kefe a határérték alá kopik, és így megvédik a kommutátort a károsodástól.
Ez azonban csak részben igaz. Minden eszköznek megvannak a maga hiányosságai, és jó ha tudunk róluk. Elmagyarázzuk Önnek, miért félrevezető abszolút kioldási megbízhatóságról és abszolút kommutátorvédelemről beszélni.
Az első hiányosság a szigetelőcsapra vonatkozik. És ez nem az anyaggal kapcsolatos problémáról van szó, amiből készült - az már megoldott. Arról van szó, hogy bizonyos körülmények között kieshet (3. ábra).
3. ábra. A rugó áttörte az elkopott szénkefe alját
Örömmel értesítem, hogy ez a hiányosság elkerülhető - leggyakrabban a felhasználó tudatlansága vagy következetlensége okozza. Ennek oka, hogy a kioldószerkezet aljára jelentős nyomás nehezedik a kioldócsap fölöttt lévő erős rugó miatt. Az "erős rúgó" kifejezés szó szerint értendő, mert aktiváláskor (azaz amikor a szénkefe elérte a kopáshatár hosszúságát) a lehető leggyorsabban el kell tolnia a kefét a kommutátortól, miközben le kell győznie a szénkefe nyomórugójának ellennyomását is. Ha például az ellenőrző karbantartás idején a szénkefe alja olyan állapotban van, hogy nagyon vékony (vagy nincs) alja, a szétszerelés során "kilőhet" - néha annyira, hogy nem is találjuk meg. Nem kell keresni, úgysem kell, mert ilyenkor új szénkeféket kell behelyezni. Gyakran előfordul azonban, hogy a szénkefe (a törzsében lévő lyukkal) visszakerül a helyére - ez következetlenség. A motor gond nélkül beindul, de néhány óra munka után, "semmiből – semmi " komoly károk keletkezhetnek.
A második hiányosság a rotor kifutása a leállás után. Az önkioldó mechanizmus aktiválódásának pillanata csak a motor működése közben következik be - a rotor forog, vele együtt a kommutátor, a kefét a nyomórugó nyomja, és lassan kopik a kefe anyaga. Logikus, hogy amikor a szerszámmal nem dolgoznak, nem következhet be az önkioldó mechanizmus aktiválódása - nem kopik a szénkefe anyaga.
4. ábra. A kioldócsap által okozott mini barázda a kommutátorban
És most figyelem!
Az elektromos kéziszerszámok rotorjának fordulatszáma meglehetősen magas - akár 30 000 fordulat/perc, ami 500 fordulatot jelent másodpercenként. És ebben a pillanatban a székefék kioldanak... A motor tehetetlenségből tovább pörög, a szigetelőcsap vége a forgó kommutátornak nyomódik.
Egy sarokcsiszolónak például majdnem öt másodpercbe telik, amíg teljesen leáll. Ez idő alatt a kommutátor körülbelül 1000-szer fordul meg, és ez gyakran elég ahhoz, hogy a szigetelőcsap vége legalább egy apró barázdát vájjon a kommutátorba (4. ábra).
És már majdnem a hátrányok végére értünk, már csak egy apróság van hátra - ez pedig az elektromos ív kialakulása.
Amikor a kefét, amelyen keresztül áram folyik, felemeljük, abban a pillanatban elektromos ív keletkezik, még ha csak a másodperc töredékére is.
Az önkioldó mechanizmus 3-4 mm-rel emeli meg a kefét, például a HERMAN WX-12501 sarokcsiszolón (5. ábra).
A rövid idő miatt nem fenyeget semilyen komoly károsodás a kommutátoron, de a folyamat nem teljesen "tiszta".
5. ábra. Az önkioldó mechanizmus leválasztotta a szénkefét a kommutátorról
Tipikus meghibásodás: a szerszám "hirtelen" leállt
Íme tehát a leggyakoribb meghibásodás oka, amellyel nap mint nap találkozunk: a szerszám "hirtelen" leállt. A felhasználó gyakran jelzi ezt így a szervizűrlapunkon.
Valójában az ilyen meghibásodás egyáltalán nem meghibásodás - a szénkefék egyszerűen elhasználódtak, és ki kell őket cserélni. És a meglepetés pillanata, amikor a szerszám hirtelen leáll? Mindannyian olyanok lettünk, mint az útkarbantartók, akiket minden télen meglep a hóesés? Hiszen a szerszámai segítenek Önnek fúrni, vágni vagy csiszolni - tehát megérdemelnek némi törődést, lehetőleg rendszeres karbantartást.
Egy példa mindenkinek
Vannak olyan felhasználók is, akiket az önkioldó mechanizmus akadályoz a munkában.
6. ábra. A szénkefék maradványai (A), amelyekkel a motor élete utolsó óráiban küzdött, tönkrement kommutátor (B)
Nézze meg a szénkefék maradványait a 6 A ábrán. Egy sarokcsiszolóban voltak, amelyet garanciális javításra küldtek be. A felhasználó durván eltávolította a szénkefének azt a részét, amely az önkioldó mechanizmust tartalmazta - és csak azért, mert a sarokcsiszoló váratlanul leállt, és nyilvánvalóan nem volt kéznél pót szénkefe. A kikapcsoló mechanizmus eltávolításával és a kefék maradék részének behelyezésével a sarokcsiszoló működőképessé vált - eltekintve attól, hogy már nem kefék, hanem csak a "csonkok" voltak -, a kopáshatár alattiságról jobb nem is beszélni. A motor beindult, de perceken belül a tönkretette a kommutátort (6. ábra B), és az egész rotor cseréjére volt szükség. A kár nagysága majdnem megegyezett egy új sarokcsiszoló árával.
Erre nem képes akárki rájönni. Ezt egy műszakilag jártasabb embernek kellett elvégeznie.
Miért nem használják az ilyen emberek a képességeiket a vállalat javára, amelyben dolgoznak, például azzal, hogy rendszeresen ellenőrzik az elektromos kéziszerszámokat, hogy a vállalat költségeit megtakarítsák? Ehelyett az ilyen munkavállaló talán azt mondja magának - "végül is nem a kár az, ami engem nem érint"...
Zárszó
A beépített önkioldó mechanizmussal ellátott szénkefék különösen olyan kéziszerszámokhoz alkalmasak, ahol a gyakori be- és kikapcsolás és túlterhelés miatt nagyfokú kopás várható. A sarokcsiszolók egyértelműen ebbe a kategóriába tartoznak, ezért minden kommutátoros motorral ellátott modellünk önkioldó szénkefével rendelkezik. Ezek az esetek abszolút többségében megelőzik a költséges javításokat, de mint láthatja, minden fejlesztésnek megvannak a maga gyengeségei. Nem lehet megakadályozni az elektromos ív kialakulását vagy a rotor kifutása következtében kialakuló sekély horony létrejöttét a kefék kioldásakor.
Amit azonban befolyásolhatunk, az a hirtelen leállás megelőzése - egyszerűen tekintsük az önkioldó mechanizmust egyfajta "biztosítéknak", valaminek, ami megakadályozza a legrosszabbat, ha a rendszeres karbantartás során nem vesszük észre. Ezt úgy lehet elérni, hogy a szénkefe cseréjének oka nem a motor leállása lesz az önkioldó mechanizmus által, hanem a megelőzés. Ezért ha a kommutátor és a kefék rendszeres ellenőrzése során már túl rövidnek találja a keféket, cserélje ki őket. A HERMAN HCB termékadatokban található műszaki táblázatban megtalálja a szerszámainkhoz tartozó szénkefék pontos minimális hosszát. Ez olyan hasznos adat, amelyet sehol máshol nem talál.
Kulcsszavak: szénkefék, beépített önkioldó szerkezet, önkioldó mechanizmus, kommutátoros motorok, elektromos kéziszerszámok, szigetelőcsap, rotor kifutás, elektromos ív
Források:
A HERMAN cég belső műszaki és oktató dokumentációi
patent DE1838778U
patent EP0023537A1
patent DE2801839A1
Ing. Herman Nagypál
Katonai iskolát végeztem, repülőgépipari villamosmérnöki tanszéken. Már gyerekkoromban megtanultam szerszámokkal, szerszámgépekkel dolgozni édesapámmal egy családi ház építésénél. Minden új termékünket személyesen is tesztelem - saját kezemmel, jól felszerelt műhelyemben. Szabadidőmben szeretek motorozni a román hágókon. Ezen felül a szakterület trendjeit tanulmányozom, és szívesen kipróbálom a konkurens termékeket is. Némelyiken mosolygok, van amire rácsodálkozom (hogy valaki hagyta magát rászedni és megvette), és van, ami nagyon jó. Majdnem olyan jó, mint a miénk😊.
Köszönjük, az értékelést hozzáadtuk
Nem válaszolt helyesen a kvíz kérdésekre
Mikulas Tóth –
Dobré rady nad zlato. Ďakujem
Jó tanács az arannyal szemben. Köszönöm
Lefordítani a szöveget Eredeti szöveget mutatniPapp Sándor –
Fontos tudnivalók vannak a cikkben
Papp Sándor –
Nagyon hasznos cikk! A gépek élettartamát tudjuk hosszabbítani
Silvia Hanzelová –
Zrozumiteľné a výstižne napísané.
Érthetően és tömören megírva.
Lefordítani a szöveget Eredeti szöveget mutatniSilvia Hanzelová –
Zrozumiteľné a výstižne napísané.
Érthetően és tömören megírva.
Lefordítani a szöveget Eredeti szöveget mutatniBába János –
Újdonság volt számomra!
jakubmorave1987@seznam.cz –
Výborný článek
Kiváló cikk
Lefordítani a szöveget Eredeti szöveget mutatniJán Bunta –
poucny clanok, ale dolezite co v clanku zaznelo je prave prevencia. len kedy ju urobit? naradie sa potrebuje a ôna Vianoce" nerobi nik, ani ten technik, co by mohol naradie zlontrolovat. A pre to sa aj vy budete stale stretavat s podobnymi pripadmi, ako ste opisali v lanku.
informatív cikk, de fontos, hogy a cikkben elhangzottak valóban megelőzés. csak mikor kell csinálni? a készüléknek kell és karácsony van, senki, még a technikus sem tudja irányítani a készüléket És ezért is fogsz állandóan találkozni hasonló esetekkel, ahogy a topikban leírtad.
Lefordítani a szöveget Eredeti szöveget mutatnitibor –
teším sa z nových patentov
Kíváncsian várom az új szabadalmakat
Lefordítani a szöveget Eredeti szöveget mutatniPavol Hanzel –
Výborne vysvetlené.
Kiválóan elmagyarázva.
Lefordítani a szöveget Eredeti szöveget mutatniPetr Šindelář –
O vypínacím systému kartáčů jsem netušil.
Fogalmam sem volt a kefe leállító rendszerről.
Lefordítani a szöveget Eredeti szöveget mutatni