DE2734749C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bürste für eine dynamoelektrische Maschine gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Bürste ist in der CH-PS 1 01 498 beschrieben.

Bei dynamoelektrischen Maschinen wie Motoren, Generatoren oder Wechselstromgeneratoren mit Bürsten, welche einen Kontakt zur Leitung des elektrischen Stroms mit einer ra­ dialen oder zylindrischen Fläche einer leitenden Struk­ tur, beispielsweise eines Kommutators oder Schleifrings, herstellen, verursacht der Gleitkontakt zwischen den Ele­ menten einen gegenseitigen Verschleiß, erstens durch ein­ fachen mechanischen Reibungsverschleiß oder Abrieb und zweitens durch elektrische Erosion.

Der mechanische Verschleiß wird beispielsweise beeinflußt durch die Größe der Kontaktfläche, den Kontaktdruck, Stöße, Vibration und andere Ungleichförmigkeiten. Zur Verringerung des mechanischen Verschleißes der leiten­ den Struktur werden die Bürsten aus einem weicheren Material hergestellt, so daß sie das Element mit dem Hauptverschleiß darstellen und nicht der Kommutator.

Die Hauptursache für Verschleiß auf der leitenden Struktur ist die elektrische Erosion. Besonders anfällig für diese Erosionswirkung ist eine dynamoelektrische Hochleistungs­ maschine mit hoher Stromstärke, beispielsweise ein Loko­ motivantriebsmotor. Der normalerweise auftretende elektri­ sche Verschleiß entfernt durch Erosion Material an der Oberfläche der leitenden Struktur, beispielsweise des Kommutators oder Schleifringes, entlang der Kontaktbahn der Bürste auf der sich bewegenden Oberfläche. Diese Bahn wird daher leicht aufgerauht und erhält Vertiefungen sogar bei der normalen Funkenentladung über der Fläche des momentanen Kontaktes. Wenn diese Aufrauhung einmal begonnen ist, wird die Bogenentladung ver­ stärkt, und hierdurch steigt die Rauhigkeit noch schnel­ ler an, so daß eine Wechselwirkung zwischen den beiden Vorgängen besteht und sich die Kontaktfläche immer schneller verschlechtert.

Neben der Bildung von Vertiefungen zeigt sich an manchen Kommutatoren ein wellenartiges Verschleißmuster, welches oft durch vier oder sechs ebene Flecken oder Vertiefungen gekennzeichnet ist. Wenn dies geschieht, dann bilden sich an den höheren Stellen am Umfang oft ein dünner gleichför­ miger leitender Film. An diesen höheren Stellen tritt daher nur eine geringe oder keine Bogenentladung auf. An den benachbarten tieferliegenden Stellen ist jedoch die Bogenentladung verstärkt, und auf ihnen entsteht ein dicker, nicht leitender Film, welcher die Stromleitung noch weiter behindert. Auf diese Weise wird das Kommutator­ material fortschreitend in einer solchen Weise abgetragen, daß es eine nicht zylindrische Form annimmt. Zu den an­ deren Ursachen einer Ungleichförmigkeit der Kommutator­ oberfläche gehört die mechanische Verschiebung, welche durch mechanische Belastung am Kommutator verursacht wird. Das Ergebnis ist ein relatives Absenken oder Anheben einzel­ ner Kommutatorstäbe und hierdurch ergibt sich eine Verän­ derung der elektrischen und der mechanischen Erosion auf der Oberfläche des Kommutators.

Durch eine ungleichförmige Oberfläche des Kommutators oder des Schleifrings wird der mechanische Verschleiß der Bürsten und auch der leitenden Struktur vergrößert. Wenn die Ungleichförmigkeit stark genug ist, entstehen Schwingungen der Bürsten und dies führt schließ­ lich zu einer Bürstenstörung.

Während der Lebensdauer dieser Maschinen ist daher eine pe­ riodische Wartung erforderlich zum Austausch der Bürsten und zur Nachbearbeitung der Kontaktfläche des Kommutators oder des Schleifrings. Der Rundlauf am Kommutator wird gewöhnlich dadurch wiederhergestellt, daß er aus der Maschine herausge­ nommen und in einer Drehbank überdreht wird. Wenn die Ko­ sten für den Ausbau für dieses Verfahren zu groß sind, dann wird irgendeine Form einer tragbaren Schleifscheibe oder eines Drehwerkzeuges verwendet ohne Ausbau der Struktur aus der Maschine. In jedem Falle ist ein Stillstand der Maschine während einer beträchtlichen Zeitdauer erforderlich.

Gemäß der eingangs genannten CH-PS 1 01 498 wird der Kollek­ tor ohne Betriebsunterbrechung mittels mindestens eines dauernd an ihm angeordneten Schleifsteins abgeschliffen. Dabei kann ein Teil der üblichen Kohlebürsten durch Schleif­ steine ersetzt sein. Hierdurch entstand jedoch leicht ein übermäßiger Verschleiß des Kommutators und es ist auch nicht mög­ lich, einen unrunden Kommutator zu korrigieren, da die höheren Teile nicht selektiv mit größerer Geschwindigkeit als die tieferliegenden Teile abgetragen werden. In Wirklichkeit führten mechanische Schwingungen und das Ansprechverhalten der Bürste gewöhnlich dazu, daß irgendwelche vorhandenen tieferliegenden Teile des Kommutators weiter vertieft und dadurch die Rauhigkeit und Unrundheit vergrößert wurden.

In der DE-PS 5 10 346 ist ein Verfahren zur automatischen Nacharbeitung der Oberfläche des Kommutators während des normalen Be­ triebs der Maschine beschrieben, bei dem eine schleifende Bürste oder eine Bürste mit in ihrer Struktur verteilten Schleifmaterial in einen normalen Bürstenhalter eingesetzt wurde. Diese Anordnung konnte entweder zeitweilig oder ständig verwendet werden, wobei das schleifende Element die normale Funktion einer normalen Bürste übernahm. Beide Anordnungen verursachen jedoch leicht einen über­ mäßigen Verschleiß des Kommutators, und keine der beiden Anordnungen ist in der Lage, einen unrunden Kommutator zu korrigieren, da die höheren Teile nicht selektiv mit größerer Geschwindigkeit als die tieferliegenden Teile abgetragen wurden. In Wirklichkeit führten die mechani­ sche Vibration und das Ansprechverhalten der Bürste ge­ wöhnlich dazu, daß irgendwelche vorhandenen tieferlie­ genden Teile des Kommutator vertieft wurden und dadurch die Rauhigkeit vergrößert wurde.

Weiterhin beschreibt die GB-PS 8 32 903 Bürsten, die in zwei oder mehr elektrisch leitende Elemente unter­ teilt sind, die durch ein Kappenelement miteinander verbunden sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bürste für eine dy­ namoelektrische Maschine zu schaffen, die die Rundheit eines Kollektors oder Schleifrings einer dynamoelektrischen Maschine im Betrieb beibehält.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbe­ sondere darin, daß eine Bürste zum Rundschleifen eines Kommutators oder Schleifrings errhalten wird, indem das Schleifelement mit der Kommutatorober­ fläche an den erhabenen Stellen, an denen der Krümmungsradius des Kommutators kleiner ist als der mittlere Radius, in Berüh­ rung ist, aber mit dem Kommutator an den tieferliegenden Stellen, an denen der Radius größer ist als der mittlere Ra­ dius, nicht in Berührung ist.

Durch die selektive Schleifwirkung wird der mechanische Ma­ terialabtrag auf einer Geschwindigkeit gehalten, welche größer ist als die Anfangsstufen der elektrischen Erosion. Dadurch wird die elektrische Erosion verringert und es besteht eine Tendenz dazu, die Kommutatoroberfläche auf einem praktisch runden Profil zu halten. Die Beibehaltung der Rundheit des Kommutators ergibt eine längere Lebensdauer der Bürste und ver­ größert die Zeitabstände zwischen der Überarbeitung der Lauf­ fläche am Kommutator. Die Wartungsarbeiten und die Stillstands­ zeit der Maschine werden auf diese Weise in starkem Maße ver­ ringert.

Die Erfindung wird nun anhand der Beschreibung und Zeich­ nung von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der einge­ setzten Bürsten in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der bevor­ zugten Ausführungsform einer Bürste. Die

Fig. 3 zeigt eine normale Zweiplatten-Duplexbürste in einer abgewandelten Form mit dem Schleifelement der bevorzugten Ausführungsform. Die

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Schnittansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung. Die

Fig. 5 zeigt schematisch die Beziehung zwischen der Abriebfläche an der Bürste und der Kommutatoroberfläche an einem hochliegenden Punkt auf der Kommutatoroberfläche. Die

Fig. 6 ist eine schematische Ansicht der Verhält­ nisse an einem tiefliegenden Punkt auf der Kommutatoroberfläche. Die

Fig. 7 zeigt eine Bürstenform ähnlich der Form nach den Fig. 1 und 2, wobei jedoch die Achse und die Zu­ stellrichtung der Bürste nicht radial zum Kommutator lie­ gen.

Es folgt nachstehend eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform, wobei zunächst auf die Fig. 1 Bezug genommen wird. Sie zeigt ein Paar Bürsten 10 als Ausfüh­ rungsform der Erfindung, welche durch eine normale Bür­ stenhalteranordnung 12 in ihrer Betriebsstellung zu einem Kommutator 11 gehalten werden. Der Kommutator 11 ist ein Teil eines Rotors einer dynamoelektrischen Maschine 13, beispielsweise eines Motors oder Generators.

Nachstehend wird die Erfindung im Zusammenhang der Ver­ wendung mit einem Kommutator beschrieben; sie kann jedoch genausogut mit anderen sich drehenden leitenden Teilen verwendet werden, beispielsweise mit Schleifringen.

Die Maschine nach Fig. 1 besitzt einen äußeren und einen inneren Bürstenlaufweg 14 und 16, wobei die Bürsten 10 die positiven Pole bilden und Bürsten 17 in Normalausführung als negative Pole dienen. Es kann jede beliebige Kombi­ nation von Bürsten verwendet werden. In der bevorzugten An­ ordnung wird jedoch eine der erfindungsgemäßen Bürsten in jedem Laufweg oder Schleifweg angeordnet, so daß die Oberfläche des Laufweges in dem gewünschten rundlaufenden und glatten Zustand gehalten wird. Die Konstruktion der bevorzugten Ausführungsform der Bürste 10 wird in Fig. 2 gezeigt. Der Bürstenkörper 18 besteht aus einem kohlen­ stoffhaltigen leitenden Material und besitzt eine konkave Kontaktfläche 19, an welcher der Kommutator bei seiner Drehung gleitet. Die Bürste ist in Richtung der freilie­ genden konvexen Oberfläche der elektrisch leitenden Seg­ mente (gewöhnlich Kupferstäbe) des Kommutators durch ge­ eignete Federn vorgespannt (siehe Fig. 1). Der übliche Überbrückungs- oder Anschlußdraht 21 ist mit dem äuße­ ren Ende der Bürste verbunden.

In dem Bürstenkörper 18 ist in Längsrichtung verlaufend ein dünnes Schleifelement oder Blättchen 22 angeordnet, das sich mit seinem einen Ende 23 bis zur Kontaktfläche 19 erstreckt und einen mittleren Teil derselben bildet. Dieser mittlere Schleifteil besitzt eine relativ geringe Fläche von weniger als etwa 40% und vorzugsweise nur etwa 20% der Gesamtoberfläche der Kontaktfläche 19. Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich, erstreckt sich der Schleifteil über die Kontaktfläche der Bürste allgemein parallel zur vorderen und rückwärtigen Kante der Bürste und in der Mitte zwischen diesen beiden Kanten, so daß die Schleiffläche beim Drehen des Kommutators den gesamten Lauf­ weg überstreicht. Die Art und Weise der Befestigung des Schleifelementes 22 in dem Bürstenkörper 18 bildet keinen kritischen Faktor für die Erfindung. Bei einem bevorzugten Herstellungsverfahren wird durch spanabhe­ bende Bearbeitung ein Längsschlitz in dem Körper 18 aus­ gearbeitet und das Schleifblättchen wird dort eingesetzt und durch ein gewöhnliches Klebemittel befestigt.

Zum richtigen Betrieb der erfindungsgemäßen Bürste ist es wichtig, daß ihre Kontaktfläche 19 ein konkaves Pro­ fil gemäß der Darstellung in Fig. 2 besitzt, bevor die Bürste in der vorhergehenden Anordnung verwendet wird. Dies kann zweckmäßigerweise beispielsweise durch ein Schleifverfahren erreicht werden, bei welchem die Bür­ ste in eine geeignete Vorrichtung eingesetzt wird und ihre Kontaktfläche mit einer Schleifscheibe auf die ge­ wünschte Form geschliffen wird, oder durch einen Hand­ schleifvorgang, bei dem die Bürste in dem Bürstenhal­ ter auf einer dynamoelektrischen Maschine eingesetzt wird, wobei dann mit einem zwischen Kommutator und Kon­ taktfläche eingefügten Blatt Schleifpapier der Kommuta­ tor von Hand hin und her bewegt wird. Unabhängig von dem zur Herstellung der konkaven Kontaktfläche verwen­ deten Verfahren besitzt diese vorgefertigte konkave Fläche vorzugsweise einen Krümmungsradius, welcher etwa gleich oder geringfügig kleiner ist als der mittlere Krümmungs­ radius der freiliegenden konvexen Oberfläche des Kommu­ tators der Maschine, in dem die Bürste benutzt wird.

Die Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform in welcher eine häufig benutzte Zweiplatten-Duplex-Bürste 24 gemäß der vorliegenden Erfindung abgewandelt wurde. Die normale Anordnung einer solchen Bürste umfaßt ein Paar von parallelen, zueinander ausgerichteten, nicht miteinan­ der befestigten Bürstenteilen 26 und 27, bei denen am Oberteil eine zweifach verzweigte Anschlußleitung 28 befestigt ist. Die Nut 29, in welche das Schleifelement 22 eingesetzt ist, wird gebildet durch Wegnehmen eines Teils eines Plättchens 27. Sie kann jedoch auch durch Wegnehmen gleicher Teile von beiden Plättchen gebildet werden, wodurch das Element 22 in einer symmetrischen mittleren Stellung in der Bürste angebracht wird. Das Element 22 wird in der Bürste 24 durch einen Kleber befestigt, welcher auf den gegenüberliegenden Seiten 31 und 32 der Nut 29 angebracht wird, und auf diese Weise wird eine zusammengefügte An­ ordnung erhalten. In der Kontaktfläche 19 wird ein kon­ kaves Profil vorgeformt und im normalen Betrieb arbeitet die Bürste 24 in ähnlicher Weise wie die Bürste 10 nach Fig. 2, wobei das Schleifelement 22 einen mechanischen Verschleiß oder Abrieb an der Kommutator­ fläche ergibt, wie dies noch nachstehend beschrieben wird. Bei dem Verschleiß der Bürste 24 bis zu einem Punkt, an dem das Element 22 aufgebraucht ist, nimmt dann die Bürste für den weiteren Gebrauch die Form einer normalen Zweiplatten-Duplexbürste an. Die Länge des Schleifplätt­ chens 22 wird dabei so gewählt, daß man das gewünschte Betriebsverhalten erhält.

Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform wird eine Anzahl von kürzeren Schleifplättchen 22 im Haupt­ teil 18 der Bürste in Längsrichtung beabstandet gemäß Fig. 4 angebracht, wobei man während des normalen Ver­ schleißes der Bürste verschiedene Bereich enthält, in denen in der Kontaktfläche 19 kein Schleifelement vorhanden ist. Bei dieser Konstruktion ergibt sich dann eine perio­ dische Schleifwirkung im Gegensatz zu einer ständigen Schleifwirkung, wodurch möglicherweise das Kupfer auf der Lauffläche des Kommutators geschont wird. Die Her­ stellung einer solchen Bürste ist jedoch komplizierter und die Metalleinsparung kann vernachlässigt werden im Hinblick auf den gesteuerten Abrieb der Anordnung mit kontinuierlichem Schleifplättchen, wie sie noch nachstehend beschrieben wird.

Die Zusammensetzung für das Schleifplättchen 22 besteht aus einem Gemisch von Grundmaterial, beispielsweise Koh­ lenstoff, und einem Schleifmaterial, welches in bestimm­ ten Mengenanteilen dem Grundmaterial beigemischt ist. Das Grundmaterial muß nicht unbedingt ein elektrischer Leiter sein; elektrisch leitendes Material als Grundma­ terial wird jedoch bevorzugt. Das Schleifmaterial muß eine solche Konsistenz besitzen, daß ein gewisser Teil der Kommutatoroberfläche durch Reibung mit demselben ab­ getragen wird. Es darf jedoch nicht so grob sein, daß sich in der Oberfläche Riefen bilden oder ein übermäßig großer Teil der Oberfläche abgetragen wird. Andererseits sollte es nicht so fein sein, daß die Kommutatoroberfläche zu glatt poliert wird und dadurch die Bildung eines sehr dünnen Kohlenstoff-Films verhindert wird, welche günstig ist für die Arbeitsweise der Normalbürsten 17, welche in dem gleichen Laufweg angeordnet sind (14 oder 16 in Fig. 1). Obwohl eine Anzahl von anderen Schleifmitteln verwendbar ist, ist ein bevorzugtes Schleifmittel Sili­ ciumcarbid mit Korngröße 600. Vorzugsweise beträgt bei Verwendung von Siliciumcarbid der Anteil des Schleifma­ terials in dem Gemisch etwa 15%.

Die Fig. 5 und 6 zeigen die Kontaktverhältnisse zwischen der Kontaktfläche 19 der Bürste und der freiliegenden Ober­ fläche des Kommutatorlaufweges 14.

Der tatsächliche Krümmungsradius der konkaven Kontaktfläche der Bürste wird durch ihren Verschleiß oder Abrieb bestimmt und an der Fläche tritt dabei ein solcher Verschleiß ein, bei dem die Fläche an den mittleren Krümmungsradius des Kommutators angepaßt wird. Wenn eine hochliegende Stelle an der Kommutatoroberfläche über diese Kontaktfläche gemäß der Abbildung in Fig. 5 läuft, dann ist der Krüm­ mungsradius der Kommutatorfläche kleiner als der Krümmungs­ radius der größten Kontaktfläche und der mittlere Schleif­ teil 23 der Bürstenkontaktfläche 19 kommt in Reibungsein­ griff mit der hochliegenden Stelle und es besteht eine Tendenz zum Abschleifen derselben. Wenn nach Fig. 6 eine tiefliegende Stelle auf der Kommutatorfläche über diese Kontaktfläche läuft, dann ist der Krümmungsradius der Kom­ mutatorfläche größer als der Krümmungsradius der Kontakt­ fläche und nur die vordere und rückwärtige Seite des Koh­ lenstoffteils der Kontaktfläche 19 kommt in Eingriff mit der Kommutatoroberfläche.

Die beiden Verhältnisse nach den Fig. 5 und 6 stellen die extremen Abweichungen von dem gleichförmigen Kommu­ tatorprofil dar. Im allgemeinen liegt der Zustand der Kommutatorfläche zwischen diesen beiden Extremen und die Anpassungsverhältnisse zur Bürstenkontaktfläche 19 ändern sich dementsprechend und man erhält ein verschie­ denartiges Ausmaß des Kontaktes mit dem Ende 23 des mittleren Schleifelementes 22, wobei die Bürste selbst ständig in Kontakt mit dem Kommutator bleibt.

Daher än­ dert sich der auf irgendeinem Punkt an der Kommutatorober­ fläche eintretende Materialabtrag gemäß dem Schleifkontakt und hierdurch wird eine Korrekturwirkung erzielt. Bei Verwendung der verbesserten Bürste mit einem unrunden Kommutator wird daher an diesem ein praktisch rundes Pro­ fil wieder hergestellt, und bei Verwendung mit einem rundlaufenden Kommutator besteht eine Tendenz zur Bei­ behaltung dieses Rundlaufprofils.

Um den gewünschten selektiven Materialabtrag durch Schleif­ wirkung zu gewährleisten, welcher die vorliegende Erfin­ dung kennzeichnet, sollte an der Bürste eine konkave Kon­ taktfläche vorgeformt werden, welche angenähert an die Krümmung des Kommutators angepaßt ist, wie dies zuvor beschrieben wurde. Wenn die Kontaktfläche eben wäre, dann wäre bei Verwendung in einer dynamoelektrischen Ma­ schine die Bürste empfindlicher bezüglich der Druckän­ derungen infolge der Beschleunigungskräfte beim Laufen der Bürste über die Erhebungen und Vertiefungen der Kom­ mutatorfläche. Diese Empfindlichkeit neigt jedoch zur Er­ zeugung einer exzentrischen Bewegung der Bürste und kann zu einer unzulässigen elektrischen Funkenbildung und Erosion der Kommutatoroberfläche führen, und auch zu einem Prellen der Bürste und Brechen der Bürste führen, bevor die Kontaktfläche der Bürste ausreichend angeschliffen wird zur Anpassung an die mittlere Krümmung des Kommu­ tators.

Beim Betrieb kommt der mittlere Schleifteil 23 der Bür­ stenkontaktfläche 19 selektiv in Eingriff mit irgendwel­ chen erhabenen Stellen auf der Kommutatorfläche und entfernt dort das Kupfer mit einer größeren Geschwindig­ keit als die üblicherweise auftretende elektrische Ero­ sion. Die mechanische Erosion überschreitet jedoch nicht die praktisch zulässigen Grenzwerte infolge der relativ geringen Spannweite der Kontaktflläche 19, welche von dem mittleren Teil 23 eingenommen wird. Die Dicke des Schleifplättchens 22 gemessen zwischen der vorderen und rückwärtigen Kante der Bürste liegt im Bereich zwischen etwa 0,4 bis 6,25 mm (¹/₆₄ bis ¹/₄ Zoll) und beträgt vorzugsweise etwa 3 mm (¹/₈ Zoll). Diese Abmessungen und der bestimmte Schleifmittelgehalt des Elementes 22 bestim­ men die tatsächliche Geschwindigkeit, mit der Kupfer von der Kommutatorfläche abgetragen wird. Schätzungsweise sollte die Mindestabtraggeschwindigkeit etwa 0,025 mm (0,001 Zoll) (in radialer Richtung) für jeweils 25 Millio­ nen Umdrehungen der Kommutators betragen. Für abwechselnde zeitweilige Verwendung der erfindungsgemäßen Bürste ist eine maximale Geschwindigkeit für den mechanischen Ver­ schleiß von etwa 0,025 mm (0,001 Zoll) für jeweils 700 000 Umdrehungen befriedigend. Für eine ständig laufende Bürste sollte jedoch die maximale Abtraggeschwindigkeit bedeutend niedriger sein, beispielsweise etwa 0,025 mm (0,001 Zoll) pro 10 Millionen Umdrehungen. Für die Bürste nach Fig. 2 beträgt bei einer Dicke des Schleifelementes von circa 3 mm und einem Anteil Siliciumcarbid im Gemisch von 15% mit Teilchen der Korngröße 600 die Abtraggeschwindigkeit für Kupfer etwa 0,025 mm (0,001 Zoll) pro 15 Millionen Um­ drehungen.

Vorstehend wurde die Erfindung im Hinblick auf die Ver­ wendung mit Bürsten beschrieben, welche radial bezüglich des Kommutators zugestellt werden. Es ist jedoch zu beachten, daß eine solche Anordnung auch den Betrieb in zwei Rich­ tungen gestattet, wobei hiefür ein Bürstenhalter gemäß der Beschreibung der US-Patentschrift 34 71 732 oder 35 26 797 besonders vorteilhaft ist. Die Erfindung kann ebenso gut angewendet werden auf eine Bürste, die gemäß Fig. 7 unter einem Winkel zum Radius des Kommutators angesetzt ist. Das Schleifplättchen 22 ist in dem Bürsten­ körper 18 in Längsrichtung angeordnet und dieser wird in Längsrichtung durch den Bürstenhalter 12 vorgespannt zum Eingriff mit dem Kommutator 11 an der Kontaktfläche 19.

Vorstehend wurde zur Erläuterung verschiedener Ausführungs­ formen der Erfindung gezeigt und beschrieben. Der Fachmann wird jedoch ohne weiteres andere mögliche Ausführungsfor­ men erkennen.

Claims (14)

1. Bürste für eine dynamoelektri­ sche Maschine, deren Rotor beispielsweise einen Kommutator oder Schleifring aus elektrisch leiten­ dem Material, beispielsweise Kupfer, mit einer freiliegenden konvexen Oberfläche aufweist, und die weiterhin Einrichtungen zur Halterung der Bür­ ste und zur Vorspannung einer Kontaktfläche der Bürste gegen die konvexe Oberfläche aufweist, zur Erzielung eines stromleitenden Gleitkontaktes zwischen der Bürste und dem Kommutator oder Schleifring, wobei die Bürste Schleifmaterial zum Abschleifen der konvexen Ober­ fläche enthält, dadurch gekennzeichnet, daß

• - in der Bürste (18) im wesentlichen parallel zu und in der Mitte zwischen ihren Vorder- und Hinter­ kanten ein Schleifelement (22) eingefügt ist, dessen eines Ende in der Kontaktfläche (19) liegt und eine relativ kleine Fläche davon bildet,
• - die Kontaktfläche (19) so angeordnet ist, daß bei einem ständigen Kontakt der Bürste (18) mit dem Kommutator oder Schleifring (11) der mittlere Teil der Kontaktfläche (19) in Reibungseingriff mit erhabenen Stellen auf der konvexen Oberfläche des Kommutators oder Schleifringes (11) ist, wo der Krümmungs­ radius der konvexen Oberfläche kleiner ist als ihr mittlerer Krümmungsradius, jedoch nicht in Eingriff ist mit Vertiefungen in der konvexen Oberfläche, an denen der Krümmungsradius größer ist als der mittere Krümmungsradius, und
• - das Schleifelement (22) solche Abmessungen und einen solchen Gehalt an Schleifmittel besitzt, daß im Betrieb das elektrisch leitende Material von der konvexen Oberfläche mit einer Geschwin­ digkeit abtragbar ist, die größer ist als die Geschwindigkeit der elektrischen Erosion des Material.

2. Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mindestgeschwindigkeit der Abtragung des elektrisch leitenden Materials von der konvexen Oberfläche durch das Schleifelement (22) etwa 0,025 mm (in radialer Rich­ tung) für jeweils 25 Millionen Umdrehungen des Rotors beträgt.

3. Bürste nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Geschwindigkeit des Abtrags des elektrisch leitenden Materials von der konvexen Oberfläche durch das Schleifelement (22) etwa 0,025 mm (in radialer Rich­ tung) für jeweils 700 000 Umdrehungen des Rotors beträgt.

4. Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Geschwindigkeit des Abtrags des elektrisch lei­ tenden Materials von der konvexen Oberfläche durch das Schleifelement (22) etwa 0,025 mm (in radialer Richtung) für jeweils 15 Millionen Umdrehungen beträgt.

5. Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifelement (22) ein Gemisch aus einem kohlenstoff­ haltigen Material und harten nicht-leitenden Teilchen enthält, wobei der Anteil der nicht-leitenden Teilchen in dem Gemisch etwa 15% beträgt.

6. Bürste nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der nicht-leitenden Teilchen etwa der Körnung 600 entspricht.

7. Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die relativ kleine Fläche des mittleren Teils der Kontakt­ fläche (19) kleiner ist als etwa 40% der Gesamtfläche der Kontaktfläche (19).

8. Bürste nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Schleifelements (22), gemessen in der Richtung zwischen der Vorder- und Hinterkante der Bürste (18), im Bereich von etwa 0,4 mm bis etwa 6,25 mm liegt.

9. Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnt, daß die Länge des Schleifelements (22) kleiner ist als die Ge­ samtlänge der Bürste (18).

10. Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifelement (22) zwischen zwei parallelen kohlen­ stoffhaltigen Plättchen (26, 27) befestigt ist.

11. Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Verwendung in einer dynamoelektrischen Maschine die Kontaktfläche (19) der Bürste (18) konkav ist.

12. Bürste nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Kontaktfläche (19) einen Krümmungsradius besitzt, welcher etwa gleich oder geringfügig kleiner ist als der mittlere Krümmungsradius der kokvexen Oberfläche des Rotors.

13. Bürste nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Kontaktfläche (19) durch Schleifen hergestellt ist.

14. Bürste nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Kontaktfläche (19) durch Schmirgeln hergestellt ist.