DE2712209A1 - Verfahren zur herstellung einer gesinterten zusammensetzung zur verwendung als buerste fuer eine dynamoelektrische maschine sowie dynamoelektrische maschine - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer gesinterten zusammensetzung zur verwendung als buerste fuer eine dynamoelektrische maschine sowie dynamoelektrische maschine

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DE2712209A1
DE2712209A1 DE19772712209 DE2712209A DE2712209A1 DE 2712209 A1 DE2712209 A1 DE 2712209A1 DE 19772712209 DE19772712209 DE 19772712209 DE 2712209 A DE2712209 A DE 2712209A DE 2712209 A1 DE2712209 A1 DE 2712209A1
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Description

COHAUSZ & FLORACK
PATH NTAN WALTS B O R O D-4 dOBBBLDORF · BCHUMANNSTR. 97
MJENTANWWE: DipMag. W. COMUSZ - DipL-lng. W. HOCMX · Kpl.-lng. R. KNMJF - Dr-In8., Dipl.-WirHch.-lng. A. GERBER ■ Dipl.-tng. H. B. COHAUSZ
Lucas Industries Limited Great King Street GB-Birmingham -\η. März 1977
Verfahren zur Herstellung einer gesinterten Zusammensetzung zur Verwendung_als_Btirste für eine dynamoelektrische Maschine sowie
dynamoelektrische Hasohine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer gesinterten Zusammensetzung zur Vervendung als Bürste für eine dynamoelektrische Maschine sowie eine dynamoelektrische Maschine.
Die Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung einer Bürste für eine dynamoelektrische Maschine, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Pulver, aus dem die Bürste herzustellen ist, um ein aide einer elektrischen Stromzuführung herum verdichtet wird, wobei der Hest der Stromzuführung von dem verdichteten Pulver vorsteht, und dann in einer nicht reduzierenden Atmosphäre die Baugruppe aus der Stromzuführung und dem verdichteten Pulver zum Sintern des Pulvers in die erforderliche Bürste und zum mechanischen und elektrischen Verbinden der Stromzuführung mit der Bürste erhitzt wird.
Vorzugsweise ist die Stromzuführung aus Kupfer gebildet, und zweckmäßigerweise enthält das Kupfer zwischen 0,02 und 0,04 Gew.-^ Sauerstoff.
Vorzugsweise ist die Atmosphäre auch nicht oxidierend, und zweckmäßigerweise handelt es eich um eine Stickstoff- oder Argonatmosphäre.
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Vorzugsweise ist das Pulver ein Gemisch, das Siliziumkarbid, Kupfer und Kohlenstoff enthält.
Vorzugsweise enthält das Gemisch zwischen 1 und 8 Gew. -c/o Kohlenstoff und zwischen 0,85 und 5,1 Gew.-1/' Siliziumkarbid.
Zweckmäßigerweise wird die Verdichtung bei einer effektiven Last zwi-
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sehen 0,5 und 1,75 Metertonnen/cm (10 bis 35 tons P/in ) und vorzugs-
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weise bei 0,95 Metertonnen/cm (19 tons P/in ) vorgenommen.
Zweckmtßigerweise erfolgt das Erhitzen bei einer Temperatur zwischen 600 und 880°C uni vorzugsweise bei 800°C.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand einer schematischen Darstellung einer Vorrichtung näher erläutert, mit der ein Verfahrensschritt nach der Erfindung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgenommen wird.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sollte eine Bürste für eine dynamoelektrische Maschine aus einem Pulvergemisch 11 hergestellt werden, das die folgende Gewichtszusammensetzung hatte:
Kupfer Blei
Zinn
Graphit und 1,7% Siliziumkarbid (weniger als 25
Mikron durchschnittliche Partikelgröße)
Das Gemisch enthielt auch 0,59 Gew.-Teile eines Zinkstearat-Schmiermittels pro 100 Gew.-Teile der vorstehenden Zusammensetzung.
Das Gemisch 11 wurde hergestellt, indem die erforderlichen Anteile der Ausgangsstoffe in einen Turbula-Mixer gegeben wurden, in dem die Bestandteile dann 100 Minuten lang gemischt wurden. Das entstandene Pulver wurde dann in einen Formraum 12 gegeben, der im Formteil 1J der in
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der Zeichnung dargestellten Presse gebildet war, wobei das untere jJnde des Formraums 12 durch einen Stempel I4 verschlossen war, der starr auf dem Standteil 15 der Presse abgestützt war. Der Formteil 15 war über dem Standteil I5 auf Stangen 16 verschiebbar gelagert, wurde aber in dieser Phase in der vorgesehenen Lage deem Standteil gegenüber durch einen ersten Abstandshalter 17 gehalten.
Wenn der Formraum mit dem Gemisch 11 gefüllt war, wurde eine elektrische Stromzuführung 18, die aus Zähkupfer hoher Leitfähigkeit (mit einem Gehalt von zwischen 0,02 und 0,04 Gew.-Jb Sauerstoff) bestand und für die fertige Bürste erforderlich war, durch eine Bohrung in einer weiteren Stempelvorrichtung 21 eingeführt, und danach wurde die Vorrichtung 21 zusammen mit einem zweiten Abstandshalter 22 auf den Formteil I5 gesetzt, um das obere Ende des Formraums 12 zu verschließen. Die Anordnung war eine solche, daß jeweils vorstehende Partien des Stempels I4 und der Stempelvorrichtung 21 sich gegen das Gemisch 11 legten, während ein Ende der Stromzuführung 18 sich in das Gemisch erstreckte. Die Stromzuführung wurde während der gesamten Verarbeitung durch eine Halteschraube 23 in der vorgesehenen Lage gehalten. In dieser Lage berührte die Strinseite 24 der weiteren Stempelvorrichtung 21 den Abstandshalter 22 nicht. Bei in dieser Weise zusammengesetzter Presse wurde das Pulvergemisch 11 um die Stromzuführung 18 herum verdichtet, indem eine Last zwischen 0,5 und
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1,75 Metertonnen/cm (10 und 55 tons F/in ), vorzugsweise 0,95 Meter-
p Ο
tonnen/cm (19 tons F/in {) auf den Standteil I5 ausgeübt wurde, um damit die Bauteile I5 bis I7 anzuheben, wodurch die Stempelvorrichtung in den Formraum 12 einfuhr, bis die Stirnfläche 24 der Vorrichtung 21 den zweiten Abstandshalter 22 berührte. Der Druck wurde dann gelöst, und nach Lösen der Schraube 23 wurde die Vorrichtung 21 entfernt, so daß die Stromzuführung 18 vom verdichteten Pulver 11 gehalten wurde. Der Abstandshalter 17 wurde anschließend durch einen kleineren dritten Abstandshalter (nicht dargestellt) ersetzt, so daß sich der Formteil zum Standteil 15 hin bewegte und der Stempel 14 in den Formraum 12 einfuhr, um die Baugruppe aus Stromzuführung 18 und verdichtetem Pulver auszuwerfen·
Das verdichtete Pulver 11 mit der durch es gehaltenen Stromzuführung
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wurde dann In einem Röhrenofen gelegt, In der die Baugruppe in einer nicht reduzierenden und vorzugsweise nicht oxidierenden Atmosphäre wie Stickstoff oder Argon gesintert wurde. Das Sintern wurde vorgenommen, indem die Baugruppe bei einer Temperatur zwischen 600 und 8800C, vorzugsweise bei 8000C, 20 Minuten lang erhitzt wurde, obgleich vor dem Erreichen der erforderlichen Sintertemperatur die Temperatur im Ofen 15 Hinuten lang auf 45O°C gehalten wurde, um die Baugruppe zu entwachsen. Bei Abkühlung auf Baumtemperatür wurde festgestellt, daß die gesinterte Baugruppe zur Verwendung als eine Bürste für eine dynamoelektrische Naschine fertig war, wobei die für den Sintervorgang ben%utzte nicht reduzierende Atmosphäre im wesentlichen eine Oxidation oder irgendeine Versprgdung des Zähkupfers hoher Leitfähigkeit der Stromzuführung 18 verhindert hatte.
Die nach dem vorstehenden Beispiel hergestellte Bürste war zur Verwendung in einem Kommutator vorgesehen, bei dem das Isoliermaterial zwischen aufeinanderfolgenden leitenden Segmenten bündig mit den Bürstenkontaktflächen der Segmente lag. Ee war deshalb erforderlich, daß die Bürste mit dieser Änderung im Material an der Bürstenkontaktflache des Kommutators fertig wurde, wobei gleichzeitig eine geringe Verschleißrate der Bürste zusammen mit einer geringen Verschleißrate des Kommutators zu erbringen war. Bei der Prüfung der Bürste nach dem vorstehenden Beispiel in einem solchen Kommutator wurde festgestellt, daß die Bürste gut arbeitete und sowohl der Kommutator als auch die Bürste eine geringe Verschleißrate zeigten. Entsprechende Ergebnisse wurden erzielt, wenn Bürwten aus Pulvergemischen hergestellt wurden, die verschiedene Mengen der vorstehenden Ausgangsmaterialien enthielten, vorausgesetzt, daß die Menge an Siliziumkarbid (weniger als 25 Mikron durchschnittliche Partikelgröße), die vorhanden war, zwischen 0,85 und 5,1 Gew.-^ lag und die Menge an Kohlenstoff, die vorhanden war, zwischen 1 und 8 Gew.-ji lag.
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Claims (12)

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Bürste für eine dynamoelektrische Maschine , dadurch gekennzeichnet, daß ein Pulver, aus dem die Bürste herzustellen ist, um ein jnde einer elektrischen Stromzuführung herum verdichtet wird, wobei der Hest der Stromzuführung von dem verdichteten Pulver vorsteht, und dann in einer nicht reduzierenden Atmosphäre die Baugruppe aus der Stromzuführung und dem verdichteten Pulver zum Sintern des Pulvers in die erforderliche Bürste und zum mechanischen und elektrischen Verbinden der Stromzuführung mit der Bürste erhitzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzufürung aus Kupfer besteht.
3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupfer 0,02 bis 0,04 Gew.-0Ja Sauerstoff enthält.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Atmosphäre nicht oxidierend ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Atmosphäre eine Stickstoff- oder Argonatmosphäre ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1bis5» dadurch gekennzeichnet , daß das Pulver ein Gemisch ist, das Siliziumkarbid, Kupfer und Kohlenstoff enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch zwischen 1 und 8 Gew.-^ Kohlenstoff und zwischen 0,85 und 5,1 Gew.-# Siliziumkarbid enthält.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7t dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung bei einer effektiven
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Last zwischen 0,5 und. 1,75 Metertonnen/cm (10 bis 35 tons F/in ) vor-
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genommen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung bei einer effektiven Last von 0,95 Meter tonnen/cm £* (19 tons F/in ) vorgenommen wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9> dadurch g e -kennzeichnet , daß die Erhitzung bei einer Temperatur im Bereich von 6OO bis Θ80 C vorgenommen wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung bei einer Temperatur von 600 C vorgenommen wird.
12. Dynamoelektrische Maschine mit einer Bürste, die nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt ist.
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DE19772712209 1976-03-20 1977-03-19 Verfahren zur herstellung einer gesinterten zusammensetzung zur verwendung als buerste fuer eine dynamoelektrische maschine sowie dynamoelektrische maschine Withdrawn DE2712209A1 (de)

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