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Verfahren zum Erneuern abgenutzter Kollektoren
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erneuern abgenutzter Kollektoren.
Kollektoren von Elektromotoren unterliegen einer mechanischen Abnützung durch das Schleifen von Kontaktbürsten auf ihrer sich bewegenden zylinderförmigen Oberfläche. Durch diese mechanische Abnützung wird der Durchmesser der zylinderförmigen Kollektoren verkleinert. Da dieser Durchmesser nicht unbeschränkt verkleinert werden kann, ergibt sich von Zeit zu Zeit die Notwendigkeit, die Kollektoren zu erneuern.
Bisher erfolgte dies in der Weise, dass die Kollektoren von den einzelnen Windungen der Elektromotoren abgelötet und danach von der Motorachse abgezogen und zerlegt wurden. Danach wurde der Kollektor mit neuen Isolationslamellen und neuen Kupferlamellen aus Profilkupfer wieder zusammengesetzt und eingebaut.
Dieses Verfahren ist sehr kostspielig, da die noch vorhandenen Lamellenreste aus Kupfer lediglich als Altkupfer verwendet werden können und die neuen Profilkupferlamellen sehr teuer sind.
Bekannt ist ferner die Herstellung neuer Kollektoren durch Spritzen von Kupfer in ein mit Isolationslamellen versehenes Kollektorgerüst. Eine derartige Fertigung weist jedoch den wesentlichen Nachteil auf, dass dabei als Isoliermaterial in hohem Masse feuerfeste Stoffe verwendet werden müssen, da die Isolationslamellen sonst verbrannt werden und die Gefahr eines Durchschlages gegeben ist. Beim Spritzen werden die einzelnen Spritzteilchen mechanisch gegen die Isolation geschleudert. Auch dadurch können die Isolationslamellen verletzt werden.
Diese Nachteile vermeidet die Erfindung dadurch, dass die Kollektoren zerlegt, dann lediglich mit neuen Isolationslamellen versehen zusammengebaut und daraufhin die Kupferlamellen auf das gewünschte Profil galvanisch aufgekupfert werden, wobei die isolierenden Teile säurefest gemacht werden. Dadurch, dass die im Kollektor verbliebenen Kupferreste weiterverwendet werden und der Einbau der teuren Profilkupferlamellen durch das billigere Aufkupfern ersetzt ist,'bei dem Altkupfer Verwendung findet, erweist sich das erfindungsgemässe Verfahren als äusserst wirtschaftlich.
Im folgenden ist das Verfahren für eine beispielsweise, in den Zeichnungen ausgeführte Kollektortype mit weiteren erfindungsgemässen Merkmalen näher ausgeführt, ohne dass der Schutzumfang auf diese eine Kollektortype beschränkt sein soll. Das Verfahren ist analog bei allen Kollektortypen anwendbar.
Fig. 1 zeigt einen axialen Schnitt, Fig. 2 einen Radialschnitt durch einen Kollektor. Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht einer Kollektorlamelle.
In Fig. 1 und 2 sind mit in Spanneinschnitte 4 eingreifenden Spannringen 3 auf einer Kollektorbüchse 10 befestigte Kupferlamellen 1 und zwischen den Kupferlamellen Isolationslamellen 2 zu sehen. Zwischen den Spannringen 3, der Kollektorbüchse 10 und den Kupfer- und Isolationslamellen 1 und 2 ist eine Isolation 5 angeordnet. Die Kollektorbüchse 10 ist auf der Motorachse unverschiebbar befestigt.
Jede einzelne Kupferlamelle ist im eingebauten Zustande mit einer oder mehreren Motorwindungen verbunden, im allgemeinen durch Einlötung.
Ist nun der Kollektor durch die beschriebenen mechanischen Einflüsse so weit abgenützt, dass die Erneuerung nötig erscheint, so geschieht dies erfindungsgemäss in folgenden Schritten :
Die Ankerdrähte werden ausgelötet und der Kollektor von der Motorwelle 6 abgezogen. Der abgezogene Kollektor wird überdreht und bzw. oder chemisch, beispielsweise mit Salzsäure gereinigt, so dass sich eine Oberfläche der Kupferlamellen 1 ergibt, die leicht ein haltbares galvanisches Aufkupfern gestattet.
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In die zur Achse senkrecht stehenden Radialflächen der Lamellen werden Nuten 8 eingedreht. Darauf werden die Spannringe 3 entfernt und der Kollektor zur Gänze zerlegt. Die Isolationslamellen werden entfernt.
Der unschraffierte Teil von Fig. 2 zeigt das Aussehen einer Kupferlamelle nach der Zerlegung. Der schraffierte Teil zeigt an, wie die Kupferlamelle galvanisch aufgekupfert werden soll, um wieder neuwertig zu sein. Aus rig. 3 ist auch die Bedeutung der in die Radialflächen eingedrehten Nuten 5 zu erkennen. Diese Nuten vergrössern die Haftkraft der aufzukupfernden Teile auf dem abgenutzten Teil der Kupferlamellen 1.
Falls die Isolation der Kollektorbüchse 10 beschädigt ist, wird diese neu isoliert und mit einem isolierenden säurefesten Kunststoff überzogen. Dieser Kunststoff ist zweckmässigerweise flüssig aufzutragen und aushärtbar.
Darauf werden neue Isolationslamellen vorbereitet, deren Umrisse dem Umriss der zu erzielenden Kupferlamellen, also dem Umriss des unschraffierten und des schraffierten Teiles von Fig. 3 entspricht.
Diese neuen Lamellenisolationen werden ebenfalls-wenn sie nicht aus einem säurefesten Material bestehen-mit dem säurefesten, isolierenden Kunststoff überzogen.
Die neuen Isolationslamellen werden mit den alten Kupferlamellen auf die säurefest isolierte Kollektorbüchse 10 mit den gleichfalls mit isolierendem, säurefesten Kunststoff behandelten Spannringen 3 befestigt. Eine oder beine Öffnungen zum Einführen der Motorachse werden säuredicht abgeschlossen.
Es ist wichtig, dass der zusammengesetzte Kollektor ausser den Kupferlamellen keine leitende und von Säure zersetzbare Oberfläche aufweist.
Die im Kollektor eingebauten Kupferlamellen werden nun leitend miteinander verbunden.
Vorteilhaft wird der Kollektor vor Beginn des Aufkupfernsin ein zyanidisches Bad gehängt und dort mit einer Kupferschicht von etwa 5 u verkupfert. Dies geschieht zu dem Zwecke, ein nachträgliches Ablösen der nun galvanisch aufzukupfernden Schicht zu vermeiden.
Der so vorbereitete Kollektor wird in ein saures Kupferbad gehängt und in bekannter Weise galvanisch aufgekupfert. Da die Isolationslamellen nicht leitend sind, legt sich das Kupfer an den leitenden Stellen an die Kupferlamellen an und kupfert diese zwischen den Isolationslamellen auf.
Die Isolationslamellen dürfen keinesfalls einen leitenden Kupferbelag bei Beginn des Aufkupferns aufweisen, da sich an einem vorhandenen leitenden Belag Kupfer galvanisch ansetzt und es zu einer Kupferbrückenbildung kommen kann und die fertigen Kupferlamellen inhomogen und mit Löchern durchsetzt wären. Eventuell vorhandene Kupferbeläge nach dem zyanidischen Bad auf den Isolationslamellen müssen daher vor dem Einhängen in das saure Kupferbad sorgfältig entfernt werden. Ist dies geschehen, so erfolgt die Aufkupferung in der an sich bekannten Weise.
Man kupfert nun galvanisch so lange auf, bis der Raum zwischen den Isolationslamellen mit Kupfer ausgefüllt ist und das Kupfer die Isolationslamellen überdeckt.
Der fertig aufgekupferte Kollektor wird aus dem Kupferbad genommen und gereinigt. Die leitende Verbindung zwischen den Kupferlamellen wird entfernt, dann wird der Kollektor in einer Drehbank abgedreht, bis die Isolationslamellen wieder zum Vorschein kommen und leitende Kupferbrücken zwischen den einzelnen Kupferlamellen entfernt sind, so dass jede einzelne Kupferlamelle gegenüber den andern isoliert ist. Durch das Abdrehen erhält man gleichzeitig die erwünschte zylindrische Oberfläche.
Der Kollektor ist damit zur Wiederverwendung fertig und wird in den Motor durch Aufziehen auf die Motorachse und Einlöten der Ankerdrähte eingebaut.
Zweckmässig werden vor dem Aufziehen die Isolationen zwischen den Lamellen mit einer Kollektorsäge zirka 1-2 mm eingesägt, um ein Hüpfen der Kohle bei vorstehenden Isolationen zu vermeiden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Erneuerung abgenutzter Kollektoren, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollektoren zerlegt und mit neuen, im Profil den gewünschten Kupferlamellen gleichenden Isolationslamellen und den alten Kupferlamellen zusammengebaut werden, wobei die isolierenden Teile säurefest gemacht, und darauf alle Kupferlamellen gleichzeitig galvanisch aufgekupfert werden.