DE1910906A1

DE1910906A1 - Buerste fuer elektrische Maschinen

Info

Publication number: DE1910906A1
Application number: DE19691910906
Authority: DE
Inventors: Wilkin Geoffrey Alan
Original assignee: International Research and Development Co Ltd
Current assignee: International Research and Development Co Ltd
Priority date: 1968-03-06
Filing date: 1969-03-04
Publication date: 1970-02-26
Also published as: SE364402B; CH487518A; FR2003341A1; JPS5228964B1; GB1191234A

Description

T. Wilhelm Beichel Frankfurt/Main-J

ParkshaB« 13

5868

INTERNATIONAL RESEARCH & DEVELOPMENT COMPANY LIMITED, Newcastle upon Tyne, England

Bürste für elektrische Maschinen

Die Erfindung bezieht sich auf Bürsten für elektrische Maschinen.

Bei vielen elektrischen Maschinen muß man zwischen zwei Maschinenteilen, die sich relativ zueinander bewegen, einen elektrischen Leiterpfad vorsehen. So ist es beispielsweise bei Dynamomaschinen bekannt, aus elektrisch leitemdera Material bestehende Bürsten zu benutzen, die auf der Oberfläche eines Schleifrings oder Kommutators schleifen, um zwischen dem Läufer und einem feststehenden Außenanschluß eine elektrische Verbindung vorzusehen. Derartige Bürsten sollen eine große zulässige Stromdichte ah der Grenzfläche zwischen der Bürste und der Schleif- oder Kontaktoberfläche und eine hohe Verschleißfestigkeit aufweisen.

Um die zuletzt genannten Anforderungen möglichst gut zu er füllen, ist eine Bürste für elektrische Maschinen nach der

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Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Bürste mehrere-. zueinander parallel, laufende, sich gegenseitig berührende.' ....... Fäden oder Fasern aus Kohlenstoff oder Graphit aufweist, daß die Kontaktoberfläche der Bürste senkrecht zu den Fasern verläuft und daß mindestens einige der Fasern oder Fäden an ihrem, der Kontaktoberfläche gegenüber liegenden Ende jeweils mit einer elektrisch leitenden Metallschicht überzogen sind.

Vorzugsweise erstreckt sich der elektrisch leitende Überzug über die gesamte Länge der einzelnen Fasern. Vorteilhafterweise wird als Überzugsmaterial ein Edelmetall, beispiels- ,_ weise Silber benutzt. Man kann aber auch eine Legierung aus einem Edelmetall und einem anderen Metall, beispielsweise Kupfer, verwenden. Der Metallüberzug kann auf den einzelnen Fasern durch Elektroplattieren, Aufdampfen im Vakuum oder irgendein anderes passendes Verfahren aufgebracht werden.

Eine oder mehrere nach der Erfindung aufgebaute Büröten werden in Verbindung mit einer sich gegenüber der Bürste·, bewegenden Oberfläche benutzt, von der die Bürste Strom aufnimmt oder an die die Bürste Strom¹abgibt. Dabei ist die Oberfläche aus einem Material hergestellt, das eine Schmierwirkung erzielt. Es kann sich beispielsweise um Graphit oder Metall-Graphit- Zusammensetzungen handeln. Abweichend davon kann die sich bewegende Oberfläche auch aus einem herkömmlichen Metall hergestellt sein, beispielsweise aus Kupfer oder. Stahl:. In diesem Fall wird ein passendes Schmiermittel, beispielsweise Molybdändisulfid oder Graphit, benutzt, um die Reibung zwischen der Bürste und der sich bewegenden Oberfläche zu. vermindern. Bei der sich bewegenden Oberfläche kann es οich auch um ein Metall handeln, das beispielsweise mit Silber odor einem anderen Edelmetall überzogen ist. Anstelle eines einzigen Edelmetalls kann man auch eine Legierung aus zwei oder mehreren Metallen verwenden, beispielsweise eine Silber-Kupfer-Legierung.

: ORIGINAL INSPECTED

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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden an Hand von Piguren besehrieben.

Pig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Teil einer elektrischen Maschine. mit einer nach der Erfindung ausgebildeten Bürste, die auf einem sich bewegenden Leiter schleift.

Fig. 2 zeigt eine einzelne, mit einem metallischen Überzug versehene Paser der in Pig. 1 dargestellten Bürste.

Pig. 1 ist ein Teilschnitt durch eine elektrische Maschine mit einer Bürste 1, die zur Stromübertragung auf der Oberfläche 2 eines elektrischen Leiters 3 schleift. Bei dem Leiter 3 kann es sich beispielsweise um ein Schleifringoder Kommutatorsegment einer Dynamomaschine handeln. Der Leiter 3 kann aber auch eine ununterbrochene Stromschiene für ein elektrisch betriebenes Pahrzeug sein.

Die Bürste 1 enthält mehrere Pasern oder Päden 4, die sich im wesentlichen längs ihrer gesamten Länge berühren und von einem Metallgehäuse 5 zusammengehalten werden. Ein aus elektrisch leitendem Material hergestelltes Geflecht 6 verbindet die Bürste mit einer Anschlußklemme oder Wicklung der Maschine .

Die Paeern oder Päden der Bürste 1 bestehen aus Kohlenstoff oder Graphit. Mindestens ein Teil der Kohlenstoff- oder Graphitfäden ist mit einem Metallfilm hoher Leitfähigkeit überzogen. Der Metallfilm kann beispielsweise aus Silber bestehen.

In der Pig. 2 ist eine einzelne Paser 4 gezeigt, die mit einem Metallfilm oder einer Metallschicht 7 überzogen ist.

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Der auf den einzelnen Fasern gegenüber der Kontaktoberfläche aufgebrachte Metallüberzug 7 vermindert den Widerstand zwischen benachbarten Fasern, so daß man in der Bürste eine gleichmäßigere Stromverteilung erreicht al3 mit unbeschichteten Easern. Die Schleif- oder Kontaktoberfläche auf dem Leiter 3 verläuft vorzugsweise senkrecht zur Längsrichtung der Fasern. Wenn sich der Überzug über die gesamte Länge der einzelnen Pasern erstreckt, dann ist der Gesamtwiderstand geringer als bei einer Bürste mit nichtbeschichteten Pasern. Dadurch wird eine äußerst gleichmäßige Stromverteilung infolge des Bürstenwiderstandes erreicht, und die Bürste kann für sehr hohe Stromdichten benutzt werden, beispielsweise für Stromdichten in der Größenordnung von 1000 A/6,5 cm .

Durch die Klemmwirkung des Metallgehäuses· 5 werden die Pasern auf ihrer'gesamten Länge fest zusammen gehalten, so daß zwischen ihnen ein guter Kontakt besteht. Die Pasern oder Päden können aber auch auf einem Teil ihrer Länge, beispielsweise durch Induktionsschweißen von ihren Metallüberzügen, verbunden sein. Allerdings soll die Verbindung der Päden nicht bis zur Kontaktoberfläche reichen. Es ist sehr wichtig, daß die einzelnen Päden an der Kontaktoberfläche voneinander getrennt sind, so daß sie sich einzeln biegen und nachgeben können, wie die Borsten einer Bürste.

Bei den Kohlenstoff- oder Graphitfäden handelt es sich um synthetische Pasern mit einem Durchmesser von weniger als 0,25 mm. Derartige Pasern oder Päden sind in einem Aufsatz in der Zeitschrift "Engineer" 815221, 27. Mai 1966, "High strength, high modulus, carbon fibres", von W. Watt, L.N. Phillips und W. Johnston sowie in der britischen Patentschrift 1 110 791 beschrieben.

Das elektrische Ledergeflecht 6 kann man an dem Gehäuse 5 anlöten, anschweißen oder annieten. Das Geflecht 6 kann man

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aber auch, direkt mit den Fasern oder Fäden verbinden, beispielsweise durch Anlöten, Anschweißen oder durch irgendein anderes Verfahren. Die Bürste kann in einem herkömmlichen Bürstenhalter gehaltert werden, wobei sie unter der Wirkung einer Feder gegen die Oberfläche 2 gedrückt wird.

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Claims

Patentansprüche

u.)Bürste für elektrische Maschinen, dadurch gekennzeichnet , daß die Bürste mehrere zueinander parallel laufende, sich gegenseitig berührende Fäden oder Pasern aus Kohlenstoff oder Graphit auf v/eist, daß die Schleif- oder Kontaktoberfläche der Bürste quer zur Längsrichtung der Fäden verläuft und daß mindestens ein Teil der Fäden an ihren) der Kontaktoberfläche gegenüberliegenden Ende . mit einzelnen oder getrennten Metallüberzügen aus elektrisch leitendem Material versehen sind.
2. Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich die. Metallüberzüge über die gesarate Länge der Fäden erstrecken.
3. Bürste nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein Metallgehäuse oder eine Metallfassung die Fäden an ihrem der Kontaktoberfläche entgegengesetzten Ende umgibt.
4. Bürste nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet j daß die Metallüberzüge der Fasern miteinander verschweißt sind.

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