DE2101982A1 - Kohlebürste für elektrische Maschinen - Google Patents
Kohlebürste für elektrische MaschinenInfo
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- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/04—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of carbon-silicon compounds, carbon or silicon
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- H01R39/18—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
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Description
HEUCHELHEIM
Kohlebürste für elektrische Maschinen
Die Erfindung betrifft eine Kohlebürste für elektrische Maschinen·
Es ist bekannt, Kohlebürsten tinter Verwendung von Graphit-
und Metallpulvern herzustellen, um durch Letztere einen geringen Übergangswiderstand zu erzielen·
Je höher jedoch der Metallanteil ist, umso größer wird der Eigenverschleiß· Außerdem hat der Abrieb eine verhältnismäßig
große elektrische Leitfähigkeit, so daß sich leicht Kriechwege ä
bilden, welche die Funktion der entsprechenden Maschine beeinträchtigen können·
Aus Vorstehendem läßt sich ableiten, daß es wünschenswert ist, ein Material zu besitzen, welches trotz möglichst geringem
Metallanteil oder vollkommen ohne Metall einen niedrigen Spannungsabfall in Verbindung mit geringem Eigenverschleiß
besitzt«
Einen niedrigen Reibungskoeffizienten besitzt rußhaltiges
elektrographitiertee Kohlematerial; diesen allerdings in
Verbindung mit einem hohen übergangswiderstand.
Ebenfalls ist es bekannt, die Gleiteigenschaften von Kohlebürsten durch grobkörnigen Elektrographit zu verbessern«
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Verbessern der Kontaktierung eine niedrigere Übergangsspannung von Kohlebürsten
zu erreichen und durch Verringern des Btirstenlängswiderständeβ
unter Beibehaltung der Komnutierungseigenschaften eine geringere Verlustleistung zu erzielen» Bei diesen Veränderungen
sollte jedoch der Grundcharakter der Kohle erhalten bleiben«
- Blatt 2 -
209832/0275
SCHTJNK & EBE GMBH R1 , , „ 2101982
HEUCHELHEIM " Uiavx * '
Zum Beispiel sollte eine Rußkohle die für Rußkohlen typischen Eigenschaften oder eine Metallkohle die für Metallkohlen
charakteristischen Eigenschaften behalten, so daß die gestellte Aufgabe darin lag, die gewünschten Eigenschaftsänderungen
durch Zuschlagstoffe zur Kohlegrundmischung zu erzielen·
Erfindungsgemäß werden die Kohlebürsteneigenschaften dadurch
verbessert, daß der Kohlebürstengrundmischung Naturgraphitflocken
in einer Menge bis zu 20 Gew»-$ der Mischung zugefügt
werden« Insbesondere durch die Ausnutzung der Anisotropie der Naturgraphitflocken werden die angestrebten Verbesserungen
erzielt.
Es hat sich herausgestellt, daß Naturgraphitflocken, von
denen vorzugsweise 60 Gew«-% einen Teilchendurchmesser von
> 0,4 mm und eine Teilchendicke von 0,02 bis 0,05 mm aufweisen,
einen Zuschlagstoff darstellen, welcher die erforderlichen Veränderungen an dem jeweiligen Material ergibt«
Folgende Beispiele mögen verdeutlichen, welchen Effekt hinsichtlich
bestimmter Kohlebürstenarten und deren Eigenschaften erfindungsgemäße Zuschläge von Flookengraphit haben·
1. Beispiel
Rußhaltiges elektrographitiertes Kohlematerial
Gehalt an Übergangs- Übergangs- Bürstenlängs-Flockengraphit spannung 2 spannung „ widerstand
Gewichts-% bei 12 A/cm bei 60 A/o»
0 2,6 V 4,4 V 43 0hm mm2/m
2 2,1 V * - 19$ **,2 V=- 4,5% 35 n " = - 18%
4 1,8 V a - 30% 3»7 V = - 16% 31 " " = - 28#
5 1,7 V a - 3kt Jt1* V = - 23# 32 " « = - 25$
15 1,0 V a - 62$ 3,0 V=- 32# 22 » « = - 49%
Der verminderte Spannungsabfall iat bei diesem Material gekoppelt
mit wesentlich besseren Kontakt- und überlastungse igenschaften·
- Blatt 3 -
209832/0275
SCHUNK & EBE GMBH m ++ ^ 71HIQR?
HEUCHELHEIM " Blatt 3 " £. \ V \ Ό Q/L
Die Naturgraphitflocken ergeben in der Bürstenlauffläche
gut leitfähige Stromübertragungspunkte mit gleichzeitig guter Wärmeleitfähigkeit, Dies führt dazu, daß die örtliche
Verlustleistung am Engewiderstand der Kohlebürsten und die dieser zugehörige Erwärmung schnell an den Bürstenkörper abgegeben
wird, so daß die Lauffläche der Kohlebürste, verglichen mit rußhaltigem elektrographitiertem Kohlematerial
ohne die genannten Zuschläge, thermisch sehr stabil wird·
2. Beispiel
Aus Pechkoks hergestelltes elektrographitiertes Kohlematerial
Gehalt an Bürstenlängs- Bürstenquer- WQ : W_
Flockengraphit widerstand widerstand Gewicht s-$ Ohm mm /m Ohm mm /m
0 20 30 1,5
5 15 25 1,7
10 Ik 28 2,0
20 11 22 2,0
3« Beispiel
Metall-Kohlenstoff-Kohlebürste
Metall-Kohlenstoff-Kohlebürste
Bei einer Metall-Kohlenstoff-Kohlebürste konnte durch Zuschlag
von 10 Gew«-$ des erfindungsgemäßen Flockengraphits der
2 Burstenlängswiderstand von ursprünglich 0,18 0hm mm /m auf
0,16 0hm mm /m gesenkt werden, entsprechend auch der Übergangswiderstand
Kohlebürste - Kollektor« Ein Effekt also, der unter Beibehaltung der sonstigen Eigenschaften des Materials
nur durch Zugabe von mehr Metall hätte erreicht werden können·
Bei Gehalten an Flockengraphit, die über die Menge von 20 Gew»-$ hinausgehen, geht allerdings der Charakter des
ursprünglichen Kohlematerials verloren·
Bei der Anwendung von erfindungsgemäß hergestelltem Kohlebürstenmaterial
muß jedoch folgende Tatsache berücksichtigt werden:
- Blatt k -
209832/U2 7B
HEUCHELHEIM ia *
Der Bürstenverschleiß ist von der Orientierung, der durch das Pressen aufgetretenen Schichtung in der Bürste abhängig,
und zwar liegt der höchste Verschleiß dann vor, wenn die Schichtung parallel zur Laufrichtung und parallel zur Drehachse
des Kollektors verlauft0 Günstiger werden die Verhältnisse
bezüglich des Verschleißes, wenn die Schichtung parallel zur Laufrichtung und senkrecht zur Drehachse verläuft.
Die beste Verschleißfestigkeit erhält man jedoch, wenn die Schichtung senkrecht zur Laufrichtung und parallel
zur Drehachse verläuft· In diesem Pail bieten die in der
Kohlebürste verankerten Teilchen den höchsten ¥iderstand gegen Abrieb.
209832/U27S
Claims (1)
- SCHUNK & EBE GMBH
HEUCHELHEIMPatentansprücheKohlebürste für elektrische Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlebürstengrundmischung Naturgraphitflocken in einer Menge bis zu 20 -$ der Mischung zugefügt werden,2# Kohlebürste nach Anspruch 1, dadurchgeken n— zeichnet, daß 60 Gew»-$ der Naturgraphitflocken einen Durchmesser^ 0,4 mm und eine Dicke von 0,02 bis *7 0,05 nun aufweisen.3» Kohlebürste nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennz e ichnet, daß der Naturgraphitflocken— Zuschlag zu der bereits aufbereiteten pressfertigen Mischung gegeben wird«25. 3.71209GJ2/U27S
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