DE2836045A1 - Polyimide and poly:aryl sulphide esp. polyphenylene sulphide binder - for electric circuit contact body contg. carbon and opt. metal powder - Google Patents
Polyimide and poly:aryl sulphide esp. polyphenylene sulphide binder - for electric circuit contact body contg. carbon and opt. metal powderInfo
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht- aus von einem Kontaktkörper nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist bekannt, Kohlebürsten und Schleifringe als Vertreter derartiger Kontaktkörper auf der Basis von Kohlenstoff herzustellen, da derartige Paarungen, vor allem bei Verwendung von metallfreien Kohlebürsten, eine sehr gutes elektrisches Verhalten und eine gute Verschleißfestigkeit aufweisen, so daß derartige Paarungen weitgehend wartungs- und störungsfrei funktionieren. Diese Kontaktkörper haben jedoch den Nachteil, daß sie einmal eine zu geringe mechanische Festigkeit haben und daß es zum anderen umständlich ist, die Kontaktanschlüsse an diesen Kontaktkörpern anzubringen, was zu hohen Herstellkosten solcher Kontaktkörper führt.The invention is based on a contact body of the type Main claim. It is known, carbon brushes and slip rings as representatives of such To produce contact bodies on the basis of carbon, since such pairings, Especially when using metal-free carbon brushes, a very good electrical one Behavior and good wear resistance, so that such pairings function largely maintenance-free and trouble-free. However, these contact bodies have the disadvantage that they once have too low a mechanical strength and that on the other hand, it is awkward to attach the contact connections to these contact bodies, which leads to high manufacturing costs of such contact bodies.
Derartige Kontaktkörper, z.B. Kohlebürsten und Schleifringe, werden im allgemeinen dadurch hergestellt, daß die Bestandteile - Graphit, Koks, gegebenenfalls Metallpulver und Bindemittel - im gewünschten Verhältnis gemischt, das Pulver oder Granulat im Gesenk auf die gewünschte Form verdichtet und anschließend durch eine geeignete Wärmebehandlung die Bindung zwischen den Bestandteilen einschließlich der Aushärtung oder Verkokung des Bindemittels, herbeigeführt wird.Such contact bodies, e.g. carbon brushes and slip rings, are generally made by having the constituents - graphite, coke, optionally Metal powder and binder - mixed in the desired ratio, the powder or Granules are compressed in the die to the desired shape and then through a suitable heat treatment including the bond between the components the hardening or coking of the binder, is brought about.
Es ist vorteilhaft, wenn die Verdichtung im Gesenk bei raumtemperatur vorgenommen und das elektrische Anschlußkabel gleich mit eingepreßt werden kann.It is advantageous if the compression in the die at room temperature made and the electrical connection cable can be pressed in at the same time.
An das Bindemittel sind dabei folgende Forderungen zu stellen: 1. Bei Raumtemperatur soll es im pulverförmigen Zustand mit guter Rieselfähigkeit vorliegen.The following requirements must be placed on the binding agent: 1. At room temperature it should be in a powdery state with good flowability.
2. Oberhalb eines definierten und genügend hochliegenden Schmelzpunktes soll es rasch erweichen und dann eine möglichst niedere Viskosität aufweisen.2. Above a defined and sufficiently high melting point it should soften quickly and then have the lowest possible viscosity.
9. Im geschmolzenen Zustand soll es den Kohlenstoff sowie gegebenenfalls das Metallpulver sehr gut benetzen, was zu einer hohen mechanischen Festigkeit bei einem geringen erforderlichen Bindemittelgehalt führt 4. Es soll eine einfache Vernetzbarkeit durch Wärmebehandlung an Luft aufweisen.9. In the molten state it should contain the carbon as well, if applicable wet the metal powder very well, which contributes to a high mechanical strength 4. It should be easy to crosslink exhibit by heat treatment in air.
5. Es soll ein günstiges Verschleißverhalten bei der Verwendung als Paarung Kohlebürste-Schleifring fördern.5. It should have a favorable wear behavior when used as a Promote pairing of carbon brush and slip ring.
Es ist bereits ein Bindemittel bekannt, das diese Forderungen weitestgehend erfüllt. Dabei handelt es sich um die Verwendung von Verbindungen aus der Gruppe der einbindig aromatischen Polymeren, vorzugsweise aus der Gruppe der Polyarylsulfide als Bindemittel für derartige Kontaktkörper. Als besonders geeignet hat sich dabei das Polyphenylensulfid erwiesen. Obwohl mit diesem Bindemittel beachtliche Erfolge bezüglich der Lebensdauer erzielt werden konnten, ist es eine ständige Forderung der Anwender solcher Kontaktkörper, die Lebensdauer bzw. die Standzeit derartiger Körper, auch unter erhöhten Anforderungen, weiter zu erhöhen. Darüber hinaus muß auch im Falle einer Anwendung als Gleitkontakt der Verschleiß des Gleitpartners reduziert werden.A binder is already known that meets these requirements as far as possible Fulfills. This involves using compounds from the group the monovalent aromatic polymers, preferably from the group of polyaryl sulfides as a binder for such contact bodies. It has proven to be particularly suitable the polyphenylene sulfide proved. Although considerable successes with this binder could be achieved in terms of service life, it is a constant requirement the user of such contact bodies, the service life or the service life of such Body, even under increased demands, to continue to increase. In addition, must also in the case of an application as a sliding contact, the wear of the sliding partner be reduced.
Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Kontaktkörper mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Standzeit dieser Kontaktkörper gegenüber solchen, die kein Polyimid enthalten, deutlich erhöht werden konnte.Advantages of the Invention The contact body according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the The service life of these contact bodies compared to those that do not contain polyimide is clear could be increased.
Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß der Verschleiß des Gleitpartners bedeutend reduziert werden konnte. Insgesamt konnte so das Laufverhalten, z.B. in elektrischen Maschinen, deutlich verbeseert werden.Another advantage is that the wear and tear of the sliding partner could be significantly reduced. Overall, the running behavior, e.g. in electrical machines, are significantly improved.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Kontaktkörpers möglich.The measures listed in the subclaims are advantageous Developments and improvements of the contact body specified in the main claim possible.
Besonders vorteilhaft ist es, die Polyimidzuschläge auf 0,5 bis 10 Gew.- bei einer Korngroße (75zum festzulegen.It is particularly advantageous to limit the polyimide surcharges to 0.5 to 10 Weight - with a grain size (75 to be determined.
Die optimale Einstellung muß für jeden Anwendungsfall und für jede Polyimidsorte gesondert vorgenommen werden.The optimal setting must be for each application and for each Polyimide type can be made separately.
Beschreibung der Erfindung Die Erfindung soll im folgenden anhand eines Beispiels näher erläutert werden. 100 Gewichtsteile Naturgraphit werden mit 10 Gewichtsteilen Polyphenylensulfid und 5 Gewichtsteilen Polyimid des Typs Polyimid 2080" der Firma Upjohn, in feingemahlener Form gründlich gemischt.Description of the Invention The invention is set forth below with reference to it an example will be explained in more detail. 100 parts by weight of natural graphite are included 10 parts by weight of polyphenylene sulfide and 5 parts by weight of polyimide of the polyimide type 2080 "from Upjohn, finely ground and thoroughly mixed.
Die Korngröße der Bindemittelkomponenten sollte unter 75 /um liegen. Das Gemisch wird in ein Preßgesenk, dessen innere Form dem herzustellenden Kontaktkörper entspricht, eingefüllt und bei einem Druck von 4 t/cm2 gepreßt. Nach dem Entfernen des Preßlings aus dem Preßgesenk wird der Preßling ca.The grain size of the binder components should be less than 75 μm. The mixture is in a press die, the inner shape of the contact body to be produced corresponds, filled and pressed at a pressure of 4 t / cm2. After removing of the compact from the press die, the compact is approx.
1 Stunde lang bei einer Temperatur von etwa 350° C unter Schutzgas, z.B. Stickstoff oder Stadtgas, einem Gemisch, das im wesentlichen aus Wasserstoff, Äthan und Kohlenmonoxid besteht, gesintert. Nach dem Abkühlen liegt der fertige Kontaktkörper vor. Infolge der verhältnismäßigen niedrigen Sintertemperatur ist es möglich, die Kontaktanschlüsse in dem gleichen Arbeitsgang ein- oder anzupressen.1 hour at a temperature of about 350 ° C under protective gas, e.g. nitrogen or town gas, a mixture consisting essentially of hydrogen, Ethane and carbon monoxide are made sintered. After cooling down, the finished one lies Contact body before. As a result of the relatively low sintering temperature it is possible to press in or press on the contact connections in the same operation.
Statt der 100 Gewichtsteile Naturgraphit können auch beispielsweise 42 Gewichtsteile Naturgraphit und 55 Gewichtsteile pulverförmigen Kupfers eingesetzt werden, so daß man nicht einen metallfreien Kontaktkörper, sondern einen solchen mit einem entsprechenden Kupfergehalt bekommt. Die Herstellungsbedingungen sind die gleichen, wie sie oben beschrieben wurden. Auch hier können die Kontaktanschlüsse direkt ein-oder angepreßt werden.Instead of 100 parts by weight of natural graphite, for example 42 parts by weight of natural graphite and 55 parts by weight of powdered copper are used so that you do not have a metal-free contact body, but one with a corresponding copper content. The manufacturing conditions are the same as described above became. Here too you can the contact connections are directly pressed in or pressed on.
Vergleichswerte bei Drehzahlwechselprüfung (nmax = 15000 U/min, Umgebungs-Temperatur >70°C) an Drehstromgenerator - Bürsten mit und ohne Polyimidzusatz: mit PI ohne PI Bürstenverschleiß 0,9 1,5 (mm/100 Std.) Ringverschleiß 0, 1-0,2 0,8-1,5 (mm/1000 Std.)Comparison values for speed change test (nmax = 15000 rpm, ambient temperature > 70 ° C) on three-phase generator brushes with and without polyimide addition: with PI without PI brush wear 0.9 1.5 (mm / 100 hours) ring wear 0.1-0.2 0.8-1.5 (mm / 1000 Hours.)
Claims (5)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19782836045 DE2836045A1 (en) | 1978-08-17 | 1978-08-17 | Polyimide and poly:aryl sulphide esp. polyphenylene sulphide binder - for electric circuit contact body contg. carbon and opt. metal powder |
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Country Status (1)
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