CH669071A5

CH669071A5 - Impraegnierte kohlebuerste fuer elektrische maschinen.

Info

Publication number: CH669071A5
Application number: CH327785A
Authority: CH
Inventors: Alois Dr Rer Nat Dipl- Kindler
Original assignee: Ringsdorff Werke Gmbh
Priority date: 1984-08-28
Filing date: 1985-07-29
Publication date: 1989-02-15
Also published as: JPS6168874A; DE3431533C2; DE3431533A1

Description

BESCHREIBUNG

Gegenstand der Erfindung ist eine imprägnierte Kohlebürste für elektrische Maschinen und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Unter dem Begriff «Kohlebürste» werden aus Kohlenstoff, natürlichem oder künstlichem Graphit, Gemischen dieser Stoffe, gegebenenfalls auch mit metallischen Zusätzen, bestehende Kontaktstücke für elektrische Gleitkontakte, besonders für dynamoelektrische Maschinen verstanden. Zur Anpassung an die variablen Betriebsbedingungen sind Bürsten in der Regel mit einem Imprägniermittel versehen, welches Kommutierungsfähigkeit, Verschleiss und andere Betriebseigenschaften verbessert. Beispiele solcher Imprägniermittel sind Fette, Wachse, Paraffine, natürliche und künstliche Harze. Es ist schliesslich auch bekannt, zur Erzeugung eines auch unter trockenen atmosphärischen Bedingungen hinreichend funktionsfähigen Gleitfilms Bürsten mit Halogenderivaten von Alkanen oder Alkenen, z.B. Trichlorethylen, mit chlorierten Verbindungen des Benzols und Naphthalins und besonders mit chlorierten höhermolekularen Kohlenwasserstoffen zu imprägnieren (DE-AS 1 090 304). Die als Chlorparaffine bezeichneten Verbindungen enthalten wenigstens acht Kohlenstoffatome und etwa 40 bis 60 Gew.-% Chlor.

Ein wichtiger, die Funktionsfähigkeit der Bürste beeinträchtigender Parameter ist die vom Gleitkontakt ausgehende Funkstörung. Es ist bekannt, Funkstörspannung, Störleistung, Dauer und Häufigkeit der Störung durch bauliche Veränderungen der elektrischen Maschinen, durch Drosselspulen und dgl. zu vermindern. Der technische Aufwand für die Einstellung eines normgerechten Störpegels mit diesen Mitteln ist gegebenenfalls sehr gross.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, elektrische Gleitkontakte durch eine Imprägnierung der Kontaktbürste zu entstören.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einer imprägnierten Kohlebürste gelöst, die vernetzte chlorhaltige Polymere enthält, welche sich von wenigstens einer Verbindung aus der Gruppe chlorierte Organochlorsilane und chlorierte Organosiloxane ableiten.

Unter dem Begriff «chlorierte Organochlorsilane» und «chlorierte Organosiloxane» werden im folgenden Chlorsilane bzw. Siloxane verstanden, deren organische Reste Chlor enthalten und durch Hydrolyse oder Alkoholyse chlorierte Silanole bilden, die sofort weiter zu einer hochmolekularen Substanz kondensieren. Das Kondensationsprodukt ist im wesentlichen ein chloriertes Organopolysiloxan. Vorzugsweise entält die Bürste 0,5 bis 5% des chlorhaltigen Polymeren, grössere Gehalte können für sehr schwierige Bedingungen nötig sein, Gehalte unter 0,5% ergeben häufig keinen ausreichenden Effekt.

Zur Herstellung der imprägnierten Bürste wird der Bürstenkörper erfindungsgemäss durch Tauchen in eine Schmelze oder in eine Lösung mit wenigstens einer Verbindung aus der Gruppe chlorierter Organochlorsilane und chlorierter Organosiloxane imprägniert und zur Vernetzung des Imprägniermittels in einer wasserdampfhaltigen Atmosphäre erhitzt.

Geeignete Verbindungen sind im Temperaturbereich zwischen etwa 0 und 100°C flüssig oder löslich. Bevorzugte Lösungsmittel sind besonders Ketone, Ester und aromatische Kohlenwasserstoffe. Zweckmässig verwendet man Lösungen, die eine technisch einfache Einstellung des vorgesehenen Imprägniermittelgehalts in der Bürste durch Änderungen der Konzentration ermöglichen. Zur Einstellung des bevorzugten gehalts enthalten die Lösungen etwa 5 bis 25% chlorierte Organochlorsilane bzw. Organosiloxane. Lösungen haben zudem eine vergleichsweise kleine Zähigkeit, was die Imprägnierung erleichtert. Bevorzugte Imprägniermittel sind chlorierte Organochlorsilane, die bei den normalen Arbeitstemperaturen schneller hydrolisiert werden und kondensieren als chlorierte Organosiloxane. Im allgemeinen reicht es aus, die Bürste in die Lösung oder Schmelze zu tauchen; oder in bekannter Weise evakuiert man die Bürste zuvor und erhöht nach Eintauchen der Bürste in die Flüssigkeit den Druck auf das Imprägniermittel. Die Imprägnierzeit ergibt sich im wesentlichen aus Bür-stengrösse und Porengrössenverteilung, im allgemeinen genügen etwa 15 bis 30 min zur Durchimprägnierung des Bürstenkörpers.

Die imprägnierte Bürste wird zur Entfernung des Lösungsmittels getrocknet und bevorzugt in einer wasserdampfhaltigen Atmosphäre auf etwa 100°C erhitzt, Dauer der Wärmebehandlung etwa 5 bis 30 min. Das Imprägniermittel hydrolisiert unter diesen Bedingungen und kondensiert zu einem festen Polymeren, im wesentlichen zu chlorierten Organopolysiloxanen, der in den Poren der Bürste fixiert ist.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Kohlebürsten mit Lösungen von Organopolysiloxanen zu imprägnieren und die imprägnierte Bürste auf etwa 1475 °C zu erhitzen (SU-PS 197 737). Da das Imprägniermittel dabei pyrolisiert, enthält die gebrauchsfertige Bürste kein Organopolysiloxan. Nach den der Erfindung zugrundeliegenden Erkenntnissen senken zudem nichtchlorierte Organopolysiloxane als Imprägniermittel von Bürsten den Funkstörpegel nicht, und auch mit Chlorparaffinen wird keine wesentliche Verringerung des Störpegels erzielt. Der Effekt chlorierter Organopolysiloxane ist offenbar darauf zurückzuführen, dass die Patinabildung verbessert und noch gebildete Funken durch das Halogen gelöscht werden.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen und Figuren erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 den Funkstörspannungs-Pegel als Funktion der Frequenz einer imprägnierten und einer nichtimprägnierten Bürste,

Fig. 2 die Störleistung als Funktion der Frequenz einer imprägnierten und einer nichtimprägnierten Bürste.

In Fig. 1 ist der Funkstörspannungs-Pegel einer Schlagbohrmaschine, Leistung 1000 W, dargestellt. Der Kurvenzug A wurde gemessen (Din 57875) für nichtimprägnierte Bürsten, Kurvenzug B für imprägnierte Bürsten. Die Bürsten waren mit einer 8%igen Lösung von 1.3.3.3-Tetrachlorpropylmethyl-dichlorsilan in Aceton imprägniert und im Wasserdampf auf 100°C erhitzt worden. Der Imprägniermittelgehalt betrug etwa 2%.

5 In Fig. 2 ist die Störleistung eines Bohrhammers, 540 W, dargestellte betrieben mit nichtimprägnierten Bürsten (C) und imprägnierten Bürsten (D). Dargestellt ist ebenfalls die Grenze für den Funkstörgrad N (DIN 57875). Imprägniert wurde mit einer 15%igen Lösung von 1.3.3.3-Tetrachlorpropylmethyltri-

lo methoxysilan in Benzol. Die Erhitzungsdauer in Wasserdampf betrug etwa 15 min, der Imprägniermittelgehalt etwa 4%.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Imprägnierte Kohlebürste für elektrische Maschinen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste vernetzte chlorhaltige Polymere enthält, welche sich von wenigstens einer Verbindung aus der Gruppe chlorierte Organochlorsilane und chlorierte Or-ganosiloxane ableiten.

2. Kohlebürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste vernetzte chlorierte Organopolysiloxane enthält.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Kohlebürste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste 0,5 bis 5% vernetzte chlorhaltige Polymere enthält.

4. Verfahren zum Herstellen einer Kohlebürste nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste durch Tauchen in eine Schmelze oder in eine Lösung mit wenigstens einer Verbindung aus der Gruppe chlorierter Organochlorsilane und chlorierter Organosiloxane imprägniert und zur Vernetzung des Imprägniermittels in einer wasserdampfhaltigen Atmosphäre erhitzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen 0 und 100°C flüssiges oder in einem Lösungsmittel lösbares Imprägniermittel eingesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel für das Imprägniermittel Keto-ne, Ester oder aromatische Kohlenwasserstoffe verwendet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Lösungen mit einem Gehalt von 5-25% von chlorierten Organochlorsilanen oder chlorierten Organosilanen eingesetzt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste während 15-30 Minuten imprägniert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die imprägnierte Bürste in der wasserdampfhaltigen Atmosphäre auf etwa 100°C erhitzt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die imprägnierte Bürste während 5-30 Minuten in der wasserdampfhaltigen Atmosphäre behandelt wird.