DE2143708B2 - Kommutator für eine kleine elektrodynamische Maschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kommutator für eine kleine elektrodynamische Maschine, dessen Kommutatorlamellen aus plattenförmigem Material hergestellt sind, das aus einem metallischen Träger und einer darauf gewalzten Kontaktschicht aus einer Goldlegierung zusammengestellt ist.

Ein derartiger Kommutator ist aus der US-PS 8 42 829 bekannt, in der angeregt ist, die Lamellen von Kommutatoren für Meßgerätemotoren aus einem Material herzustellen, das aus einem metallischen Träger und einer darauf aufgewalzten Kontaktschicht, z. B. aus Silber. Gold oder Platin, besteht. Solche Kommutatoren haben aber an sich eine geringe Lebensdauer und meist auch eine geringe Strombelastbarkeit, welche Eigenschaften insbesondere dann nachteilig sind, wenn die Kommutatoren in Antriebsmotoren zum Einsatz kommen sollen.

Man hat nun auch bereits verschiedentlich versucht, Kommutatoren mit Kontaktschichten aus Edelmetallen bzw. Legierungen solcher in kleinen Antriebsmaschinen einzusetzen, um die gegenüber Kupfer günstigen Eigenschaften der Edelmetalle zu nutzen, wobei darauf hinzuweisen ist, daß Leichtmetallamellen mit einer aufplattierten Kupferschicht aus der AT-PS 1 71 097 und das Anbringen von Lamellen am Kollektor durch Emaillieren aus der DE-PS 1 96 277 bekannt sind.

In kleinen Gleichstrommotoren werden Kommutatoren verwendet, deren Kontaktschicht aus einer Silber-Palladiumlegierung besteht. Der Nachteil dieser Legierung ist die ziemlich beschränkte damit zu erreichende Lebensdauer der Kommutatoren, die auch unter günstigen Umständen nur etwa 1000 h beträgt. Dabei ist die Kommutationsqualität infolge der verhältnismäßig schnellen Bildung von Verschleißteilchen zu gering, so daß diese Legierungen nicht zum Gebrauch in elektronisch geregelten kleinen Gleichstrommotoren für batteriegespeiste Musikwiedergabeapparate in Betracht kommen. Die elektronische Regelung erfordert nämlich einen sehr konstanten Übergangswiderstand zwischen den Kommutatorlamellen und den Bürsten, welche letzteren bei dieser Art von Kommutatoren immer aus Metall bestehen.

Eine viel bessere Kommutationsqualität läßt sich mit Kommutatoren erreichen, die mit einer galvanisch aufgetragenen Schicht aus einer Goldlegierung versehen sind. Außerdem läßt sich damit eine Betriebsdauer von ca. 1 i>00 h erreichen.

In vielen Fällen ist jedoch eine noch längere Lebensdauer erwünscht. Die Fragen der Lebensdauer und der Kommutierungsqualität lassen sich übrigens bei einer elektronischen Regelung nicht unabhängig voneinander betrachten. Die Verschleißteilchen verursachen nämlich leicht einen schlechteren Kontakt der Bürsten mit dem Kommutator und folglich eine Änderung des wirksamen Obergangswiderstandes zwischen den Bürsten und den Kommutatorlamellen sowie einen Kurzschluß zwischen den Lamellen, wodurch die Geschwindigkeitsregelung unzuverlässig wird.

Die Herstellung eines Kommutators mit einer galvanisch aufgetragenen Schicht aus einer Goldlegierung ist ziemlich kompliziert und erfordert zur Erzielung guter Resultate etwa 30 unterschiedliche Bäder. Die Zusammensetzung einiger dieser Bäder ist außerdem sehr kritisch, so daß es viel Mühe kostet, während längerer Zeit eine hohe Qualität beizubehalten. Es ist klar, daß die Anlage und Unterhaltung einer derartigen Anzahl galvanischer Bäder mit an die Anforderungen der Massenherstellung angepaßten Abmessungen ziemlich aufwendig ist.

Trotz der erwähnten schwerwiegenden Nachteile, denen noch andere zugefügt werden können, wurden für die Herstellung kleinerer Elektromotoren guter Qualität, die zum Gebrauch in modernsten Geräten, wie tragbaren Kassetten-Tonbandgeräten, HiFi-Platten-Spielern usw. geeignet sind, flache Kommutatoren mit galvanisch aufgetragener Legierung von Edelmetallen verwendet, weil sich die Qualität derartiger Kommutatoren bisher nicht übertreffen ließ.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Kommutator der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der hinsichtlich Lebensdauer und Kommutierungsqualität noch wesentlich besser ais die Kommutatoren mit einer Schicht aus einer galvanisch aufgetragenen Goldlegierung ist und der außerdem den Vorteil der Kommutatoren mit aufgewalzter Kontaktschicht aufweist, nämlich sich leichter mechanisiert herstellen zu lassen.

Die gestellte Aufgabe ist bei einem Kommutator der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Goldlegierung aus 70 ± 1% Gold, 20 ± 1% Silber und zum übrigen hauptsächlich Kupfer sowie Verunreinigungen enthält.

Sehr gute Resultate lassen sich dabei erzielen, wenn der Prozentsatz an Verunreinigungen in der Legierung, der durch Metalle gebildet wird, die nicht der Gruppe Gold, Silber, Kupfer angehören, maximal 0,05% beträgt. Untersuchungen haben gezeigt, daß flache Kommutatoren mit einer Kontaktschicht nach der Erfindung eine Lebensdauer von über 5000 h erreichen können unter Erreichung einer bisher ungekannten guten Kommutationsqualität. Dies beruht auf einer wesentlichen Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, und zwar durch die größere Verschleißfestigkeit der Lamellen infolge größerer Härte. Begleitet ist die Verbesserung der Verschleißfestigkeit zugleich von einer Verbesserung der elektrischen Kontaktierungseigenschaften. Außerdem hat es sich herausgestellt, daß sich derartige Kommutatoren mit in der Fertigungstechnik bekannten und für Massenfertigung geeigneten Verfahren so einfach herstellen lassen, daß ciiese letzten Endes einen niedrigen Beschaffungspreis aufweisen als die genannten Kommutatoren mit galvanisch aufgetragener Kontaktschicht.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kommutator für eine kleine elektrodynamische Maschine, dessen Kommutatorlamellen aus plattenförmigen! Material hergestellt sind, das aus einem metallischen Träger und einer darauf gewalzten Kontaktschicht aus einer Goldlegierung zusammengestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Goldlegierung 70 ± 1% Gold, 20 ± 1% Silber und zum übrigen hauptsachlich Kupfer sowie Verunreinigungen enthält.

2. Kommutator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozentsatz an Verunreinigungen in der Legierung, der durch Metalle gebildet wird, die nicht zu der Gruppe Gold, Silber, Kupfer gehören, maximal 0,05% beträgt.