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- Aus zusammengeklebten Kohleplatten bestehende Schichtbürste für
elektrische Kommutatormaschinen Die Kurzschlußströme, die sich bei Verwendung normaler
Kohlebürsten zwischen benachbarten Stromwenderstegen von Kommutatormaschi. nen über
die Bürstenkontaktflächen ausbilden, lassen sich bekanntlich durch sogenannte Schichtbürsten
begrenzen. Das sind Bürsten,. die aus mehreren Kohleplatten bestehen, wobei die
Platten lose aneinandergereiht oder mittels eines isolierenden Klebstoffes fest
miteinander verbunden sein können. Die letztgenannte Schichtbürstenart vermindert
wegen ihres höheren Querwiderstandes die unerwünschten Kurzschlußstrome wesentlich
stärker, wenn man ihre Wirkung auf gleiche Werte der Begrenzungswiderstände am Bürstenkopf
und auf gleiche elektrische Verluste an diesen bezieht. Für Bürsten, deren Kohleplatten
eine bestimmte Mindestdicke unterschreiten,. ist aus Festigkeitsgründen die geklebte
Bauart allein anwendbar.
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Um geklebte Snhichtbürsten auch für thermisch so hoch beanspruchte
Kommutatormaschinen verwenden zu können, wie es z. B. manche Bahnmotoren sind, muß
die Klebung ausreichend hitzebeständig sein. Die thermische Belastbarkeit von isolierenden
Klebstof-@en auf Kunstharzbasis konnte in den letzten Jahren ständig gesteigert
werden, so daß jetzt Klebstoffe zur Verfügung stehen, die den praktisch vorkommenden
Beanspruchungen vollauf genügen.
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Sie besitzen jedoch die Eigenschaft, sich unter der Einwirkung der
an den Bürstenkontaktflächen auftretenden Temperaturen in sehr harte Bestandteile
umzuwandeln. Hiedurch kann die Lauffläehe
des Kommutators so stark
abgeschmirgelt und aufgerauht werden, daß der Bürstenverschleiß auf untragbare Werte
steigt.
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Um dies zu verhindern, wird die Klebschicht erfindugnsgemäß möglichst
dünn gewählt. Praktische Versuche haben ergeben, daß man mit einer Klebechichtdecke
von 0, 1 mm auskommt, um einen zur Begrenzung der Kurzschlußströme genügend hohen
Querwiderstand der Schichtbürsten zu erreichen. Ferner wird für die Schichtbürsten
ein anderes Kohlematerial als das für Vollbürsten übliche gewählt. Tür letztere
verwendet man bekanntlich Kohlesorten mit Beimengungen z.B. Silikaten, die bei der
Veraschung nicht verdampfen und eine so dosierte schmirgelnde Wirkung haben ; daß
die auf dem Kommutator sich bildenden kontakthemmenden Fremdschichten auf ein unschädliches
Maß vermindert werden. Im Gegensatz hierzu besitzt das Kohlematerial der Schichtbürsten
erfindungsgemäß einen so geringen Aschegehalt, daß die schmirgelnden Wirkungen der
Kohleschichten und der Klebeschichten zusammen nicht größer sind als die normaler
Vollbürsten.
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Bekanntlich gibt es Schichtbürsten, deren zur Arbeitsstromverteilung
dienendes Kopfstück mit den Kohleschichten leitend verklebt ist, und solche, deren
Kopfstück auf den Kohleschichten nur lose aufliegt, womit man im allgemeinen einen
höheren Querwiderstand und damit eine stärkere Begrenzung der Kurzschlußströme erreicht.
Die hohe Hitzebeständigkeit der zwischen den Kohleplatten befindlichen Klebschichte
n hat bei schichtbürsten der letztgenannten Art zur Folge, daß sich die Kontaktflächen
am Kopf der Kohleschichten stärker abnützen als die Klebschicht, die als Steg stehen
bleibt und daher zu einer dachförmigen Veränderung der Kontaktflächen. führt. Dies
wird in Abb. 1 veranschaulicht, in der a und b die Kohleplatten einer Zweischichtbürste,
c
die Klebstoffschicht, k das lose aufliegende Kopfstück und d der. den BürsLendruck
sowie den Arbeitsstrom übertragende Druckfinger oder Druckstift bedeuten. Je nach
der Stellung der mit der Drehrichtung des Kommutators kippenden Bürste und je nach
der Lage des Druckpunktes von d fließt hier der gesamte Arbeitsstrom entweder über
die Kohleschicht a oder nur über die Schicht bo Infolge der Kontaktüberlastungen
an den Laufflächen kommt es dann zu einem erhöhten Verschleiß der Bürsten und des
Kommutators.
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Um derartige Überlastungen zu vermeiden ;, erhält die vom Kopfteil
bedeckte Bürstenfläche längs der Klebeschicht eine Einfräsung nach Abb. 2, die bewirkt,
daß das Kopfstück k stets auf beiden Bürstenschichten a und b gleichmäßig aufliegt.
Durch Verbreiterung der, Einfräsung entsprechend Abb. 3 lassen sich die Kontaktflächen
am Bürstenkopf verkleinern und damit der Querwiderstand der Bürste vergrößern, falls
der umgeleitete Kurzschlußstrom noch stärker vermindert werden soll.
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Der Querwiderstand der beschriebenen Schichtbürste hängt ferner von
dem Material des Kopfstückes k ab. Macht man letzteres an den Kontaktflächen aus
Silber, so erhält man den kleinsten Kontakt-und Queriderstand. Die höchsten Werte
ergeben Kupfer und dessen Legierungen, während ein Kopfstück aus Kohle einen mittleren
Querwiderstand ergibt.
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Besteht das Kopfstück aus einer metallischen, mit dem Druckfinger
oder dem Druckstift verbundenen Kopfplatte, so muß sicher-
| , |
| gestellt sein, daß die Platte den Kippbewegungen der Firste
tal-. |
| gen und so stets mit allen Bürstenschichten im Kontakt bleiben |
kann. Dies wird entsprechend Abb. 4 dadurch erreicht, daß man die Kopfplatte k mit
dem Druckorgan d durch ein Gelenk g verbindet.
Zur elektrischen
Entlastung wird das Gelenk mittels einer Litsenverbindung zwischen k und d überbrückt.
1 Für elektrische Kommutatormaschinen bestimmte Schichtbürste, deren Kohleplatten
mittels eines isolierenden Klebstoffes hoher Hitzebeständigkeit miteinander verbunden
sind, dadurch gekennzeichnet, daß die säurefreie nicht harte Bestandteile aufweisende
Klebschicht möglichst dünn ausgeführt ist und für die Kohleplatten ein Material
verwendet wird, das zusammen. mit der Klebschicht keine größere schmirgelnde Wirkung
auf den Kommutator ausübt als das Material normaler Vollbürsten.