DE1031882B

DE1031882B - Method for connecting electrical conductors with uneven surfaces with carbon brushes

Info

Publication number: DE1031882B
Application number: DEU1638A
Authority: DE
Inventors: Frank Andrew Wiszoky
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1952-05-02
Filing date: 1952-05-02
Publication date: 1958-06-12

Description

Verfahren zum Verbinden von elektrischen Leitern mit unglatter Oberfläche mit Kohlebürsten Die Erfindung behandelt ein Verfahren zum Verbinden elektrischer Leiter mit unglatter Oberfläche, z. B. von Litzen, mit den üblichen Kohle- und Graphitbürsten.Method for connecting electrical conductors with an uneven surface with carbon brushes The invention deals with a method for connecting electrical Conductors with an uneven surface, e.g. B. of strands, with the usual carbon and graphite brushes.

Seit man solche Bürsten in elektrischen Geräten und Maschinen verwendet, besteht das Problem, die Bürsten mit den stromführenden Leitern einwandfrei zu verbinden. Dazu hat man schon verschiedene Lösungen vorgeschlagen. Ein in zahlreichen Fällen bewährtes Verfahren besteht z. B. darin, daß man ein Amalgam oder einen anderen geeigneten Füllstoff um den in einem Loch der Bürste untergebrachten Leiter herum einfüllt und erhärten läßt. Dabei werden Leiter und Amalgam durch eine Presse im Loch festgepreßt, so daß eine feste Verbindung zwischen der Kohlebürste und dem Leiter entsteht.Ever since such brushes were used in electrical devices and machines, there is the problem of properly connecting the brushes to the current-carrying conductors. Various solutions have already been proposed for this. One in numerous cases best practice consists e.g. B. in the fact that you have an amalgam or another suitable filler around the conductor housed in a hole in the brush filled in and allowed to harden. The ladder and amalgam are pressed through a press in the Hole pressed tightly so that a firm connection between the carbon brush and the Ladder emerges.

Es ist weiter bekannt, als Preßrohr ein Rohr mit zur Achse senkrechter Endfläche zu verwenden, durch das der Leiter in das Bürstenloch eingeführt wird. Dieses Preßrohr wird stampfend auf- und abgeführt und zugleich gedreht, um das Amalgam im Ringraum zwischen Leiter und Lochwandung zu verdichten. Mit diesem Verfahren gelingt es zwar, das Amalgam gleichmäßiger zwischen Leiter und Bürste zu verteilen. Die beim Stampfen des Preßrohres auftretenden Druckstöße übertragen sich aber auch auf die Bürste. Die Bürste wird dann unter Umständen brüchig, reißt ein oder bricht ganz, so daß man keine elektrisch zuverlässige und hochbelastbare Verbindung bekommt. Eine nicht ganz regelmäßige Verteilung des Amalgams im Ringspalt hat dazu den Nachteil ungleichen Übergangswiderstandes rings um den Leiter mit der Folge unregelmäßiger Stromdichte und ungleichmäßiger Erwärmung der Füllung.It is also known as a compression tube a tube with a perpendicular to the axis Use end face through which the conductor is inserted into the brush hole. This compression tube is pounded up and down and rotated at the same time around the amalgam to be compressed in the annular space between the conductor and the wall of the hole. With this procedure it is possible to distribute the amalgam more evenly between the conductor and the brush. However, the pressure surges that occur when the compression pipe is tamped are also transmitted on the brush. The brush may then become brittle, tear or break completely, so that you don't get an electrically reliable and heavy-duty connection. A not quite regular distribution of the amalgam in the annular gap has the disadvantage unequal contact resistance around the conductor with the consequence of irregular Current density and uneven heating of the filling.

Die Erfindung entwickelt dieses bekannte Verfahren weiter und erreicht eine stoßfreie und gleichmäßige Verteilung des Amalgams bei gleichzeitiger hoher Verdichtung im Bürstenloch dadurch, daß die Pressung durch ein Preßrohr erfolgt, dessen Endfläche im Winkel von vorzugsweise 5° zur Achsquerebene geneigt ist, und das mit konstantem Druck belastet wird. Die Endfläche des sich drehenden Preßrohrs wirkt durch ihre Neigung zur Achsquerebene als rotierender Verteiler, der sich in das Amalgam mit seiner Schrägfläche etwas eingräbt, dabei das Amalgam im Ringspalt gleichmäßig verteilt und festdrückt. Zweckmäßig wird das Preßrohr mit hoher Geschwindigkeit, vorzugsweise mit 2400 Umdr./Min., gedreht. Man erhält dann eine absolut dichte und homogene Verbindung zwischen Bürste und Leiter.The invention develops and achieves this known method a smooth and even distribution of the amalgam with a simultaneous high Compaction in the brush hole by the fact that the pressing takes place through a press tube, whose end face is inclined at an angle of preferably 5 ° to the transverse axis plane, and that is loaded with constant pressure. The end face of the rotating press tube acts due to its inclination to the transverse axis plane as a rotating distributor that moves in the amalgam digs in with its inclined surface, while the amalgam in the annular gap evenly distributed and pressed firmly. The compression pipe is expediently operated at high speed, preferably rotated at 2400 rev / min. You then get an absolutely dense and homogeneous connection between brush and conductor.

Durch den konstanten Druck auf das Preßrohr entfällt bei der Erfindung jeder Stoß auf die Bürste. Beschädigungen der Bürste sind deshalb nicht mehr möglich. Die gleichmäßige Verteilung des Amalgams zwischen Bürste und Leiter führt zu einer gleichmäßigen Stromdichte im Verbindungspfropfen, der sich bei Belastung nunmehr gleichmäßig erwärmt. Die gleichmäßige Erwärmung macht die Verbindung auch mechanisch dauerhaft.Due to the constant pressure on the press tube, this is not necessary in the invention every bump on the brush. Damage to the brush is therefore no longer possible. The even distribution of the amalgam between the brush and the conductor leads to a uniform current density in the connecting plug, which is now under load evenly heated. The uniform heating also makes the connection mechanical continuous.

In Versuchen wurde die Festigkeit der Verbindung nach der Erfindung gemessen. Dabei hat sich herausgestellt, daß man bei der neuen Verbindung etwa um 75 bis 100% mehr Kraft als bei den bekannten Bürsten aufwenden muß, um den elektrischen Leiter aus der Bürstenbohrung herauszureißen, d. h. die Festigkeit der Verbindung ist 75 bis 1001/o besser als bei den bekannten Bürsten, deren Füllung durch einen oder mehrere Stöße in die Bürstenbohrung eingepreßt ist.In tests the strength of the connection according to the invention measured. It turned out that the new connection is about 75 to 100% more force than with the known brushes has to use to the electrical Tear conductor out of the brush hole, d. H. the strength of the connection is 75 to 1001 / o better than the known brushes, which are filled by a or several impacts are pressed into the brush bore.

Das Verfahren nach der Erfindung sei noch kurz an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert.The method according to the invention will be briefly illustrated using an exemplary embodiment explained.

In die Oberfläche einer Elektro-Graphit-Bürste bohrt man parallel zur Bürstenlängsachse ein Loch von etwa 2 cm Tiefe. Der Lochdurchmesser beträgt dabei etwa 4 mm. Hierauf führt man das Leiterende in das Loch ein und füllt den Zwischenraum zwischen Lochrand und Leiter mit einem Füllstoff, z. B. einem Amalgam von körnigem oder schuppigem Kupfer aus. Der aus der Bürste herausragende Leiterstiel wird dabei durch das Preßrohr mit zur Achsquerebene geneigter Endfläche gefädelt, das einen Innendurchmesser von 2,9 mm und einen Außendurchmesser von 3,6 mm hat. Das Amalgam wird dann vom Preßrohr mit einem Druck von 9,5 kg in die Bürstenbohrung gepreßt, wobei das Preßrohr um das Kabel mit einer Geschwindigkeit von etwa 2400 Umdr./Min. rotiert. Sobald das Amalgam einen festen und dichten Pfropfen gebildet hat, zieht man das Preßrohr ab.Drill parallel to the surface of an electric graphite brush a hole about 2 cm deep to the longitudinal axis of the brush. The hole diameter is about 4 mm. Then insert the end of the ladder into the hole and fill the Space between the edge of the hole and the conductor with a filler, e.g. B. an amalgam made of grainy or flaky copper. The handle of the ladder protruding from the brush is threaded through the press tube with the end surface inclined to the transverse axis plane, which has an inner diameter of 2.9 mm and an outer diameter of 3.6 mm. The amalgam is then from the press tube with a pressure of 9.5 kg into the brush bore pressed, the compression tube around the cable at a speed of about 2400 Rev / min rotates. Once the amalgam is firm and dense Has formed plug, you pull off the compression tube.

Die Korngröße des Füllstoffes, die Abmessungen von Bürste und Bohrung und die übrigen obenerwähnten Werte sind nur ein Beispiel. Man kann die Bohrung auch mehrmals nacheinander füllen. Im Beispiel wurde als elektrischer Leiter Kupferlitze benutzt. Natürlich erreicht man auch mit anderen Leitern eine gute Verbindung.The grain size of the filler, the dimensions of the brush and hole and the other values mentioned above are only an example. You can drill the hole also fill several times in succession. In the example, stranded copper wire was used as the electrical conductor used. Of course, you also have good connections with other leaders.

Als Füllstoff eignen sich verschiedene Amalgame, z. B. Kupferamalgame. Sogenanntes Schuppenkupfer, wie man es durch Elektrolyse, oder körniges Kupfer, wie man es. durch mechanische Verfahren, wie Pulvern oder Stoßen, erhält, geben als Amalgam ausgezeichnete Resultate. Auch gepulverte Metalle sind brauchbar.Various amalgams are suitable as fillers, e.g. B. Copper amalgams. So-called scale copper, as it is made by electrolysis, or granular copper, how to do it. by mechanical methods such as powdering or pounding excellent results as an amalgam. Powdered metals can also be used.

Die nach der Erfindung hergestellten Verbindungen besitzen infolge ihrer Dichtigkeit und Homogenität einen niedrigen elektrischen Widerstand. Bei der Fabrikation solcher Bürste fällt erfahrungsgemäß wenig Ausschuß an. Die Festigkeit der Verbindung, die sich durch die Kraft messen läßt, die erforderlich ist, um den Anschluß aus der Bürste herauszuziehen, wird um 751/o bis 10(Io/o erhöht, ohne daß ein Bruch der Bürste eintritt, wenn nach dem Verfahren der Erfindung im - Gegensatz zu den früher üblichen Methoden gearbeitet wird.The compounds prepared according to the invention have as a result their tightness and homogeneity have a low electrical resistance. In the Experience has shown that the manufacture of such brushes results in little scrap. The strength the connection, which can be measured by the force required to break the Pulling the connector out of the brush is increased by 751 / o to 10 (Io / o without a breakage of the brush occurs when in contrast to the method of the invention the methods used in the past are used.

Claims

CLAIMS: 1. Method of connecting an electrical conductor with an uneven surface, e.g. B. a stranded wire, with a carbon brush, the end part of the conductor in a hole in the brush by pressing an amalgam between the conductors and drilling wall by means of a pressing tube rotating about its longitudinal axis, through which Cavity the stationary conductor is inserted, is attached, characterized in that that the pressing takes place through a compression tube, the end surface of which is at an angle of is preferably inclined 5 ° to the transverse axis plane and loaded with constant pressure will.

2. The method according to claim 1, characterized gekenm- 'characterized in that the Preßroh'r at high speed; speed, preferably with 2400 rev / min. is rotated. In Publications considered: Swiss Patent No. 248 319; U.S. Patent No. 2,518,919.