DE636540C

DE636540C - Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Kohlebuersten fuer elektrische Maschinen

Info

Publication number: DE636540C
Application number: DEK135342D
Authority: DE
Original assignee: Dr-Ing Ottomar Kasperowski
Current assignee: Dr-Ing Ottomar Kasperowski
Priority date: 1934-09-19
Filing date: 1934-09-19
Publication date: 1936-10-12

Description

Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Kohlebürsten für elektrische Maschinen Bürsten für elektrische Motoren und Generatoren lassen sich bekanntlich zur Verminderung der Kurzschlußströme aus mehreren Schichten von Metallkohle oder von elektrographitierter Kohle zusammensetzen und mittels Kunstharzes zusammenkleben. Wie sich durch Versuche herausgestellt hat, reicht aber die isolierende Wirkung des Kunstharzes nicht aus, um die Bürstenschichten elektrisch ausreichend voneinander zu trennen. Es wurde daher notwendig, zusätzliche Isolationsschichten, die aus Papier, Leinen, Baumwolle, Seide, oxydierter Aluminiumfolie usw. bestehen können, zwischen den Bürstenschichten mit einzukleben. Damit diese zusätzlichen Isolierstoffe die Festigkeit der geklebten Kohlen nicht vermindern und damit die elektrischen Eigenschaften der Isolierstoffe durch das Klebeverfahren nicht verschlechtert werden, sind besondere Maßnahmen bei der Herstellung der mehrschichtigen Bürsten erforderlich.
Erfindungsgemäß erfolgt das Trocknen der mittels Kunstharzes geklebten Kohlebürsten bei ganz bestimmten, steigenden Temperaturen unter steigendem Druck bestimmte Zeiten lang, wobei ferner eine besondere Vorbereitung der zusammenzuklebenden Kohleschichten und zusätzlichen Isolierstoffe Voraussetzung ist.
Die Festigkeit der geklebten Kohlebürsten wird um so höher, je weniger Unebenheiten die Haftflächen aufweisen. Haben die Kohleflächen eine rauhe Oberfläche, so können sich die hervortretenden Stellen der Kohlenoberfläche bei den während der Trocknung erforderlichen hohen Preßdrücken durch die zusätzlichen -Isolierstoffe hindurchdrücken und schließen so die Kohleschichten kurz. Dies geschieht um so leichter, als die zusätzlichen Isolierstoffe aus mechanischen Gründen möglichst dünn sein müssen. Um also eine mechanisch feste Bürste und eine gute Isolierung der Kohleschichten gegeneinander zu erhalten, werden die Flächen der Kohleschichten möglichst glatt geschliffen. Sodann werden die Isolierstoff- und Kohlefjächen von Staub und Fremdkörpern sorgfältig gereinigt, damit verhindert wird, daß die Isolierstoffe beim Pressen der Bürste verletzt werden.
Auf die so vorbereiteten Flächen wird gleichmäßig dickflüssiges Kunstharz aufgetragen. Nach Einfügung des Isolierstoffes zwischen je zwei Kohleschichten und dem Einspannen der Bürsten in geeignete Preßgeräte, z. B. Schraubzwingen mit genau einstellbarem Druck, erfolgt die Trocknung der Bürsten in einem Ofen mit regelbarer Temperatur.
Flüssiges Kunstharz läßt sich bekanntlich durch Erwärmung in einen festen Endzustand überführen. Die Umwandlungszeit ist von der Temperatur abhängig, und zwar steigt sie stark mit abnehmender Temperatur. Im allgemeinen sind für andere Zwecke Umwandlungstemperaturen von i5 o bis über 20o° C für Kunstharz üblich. Zur Herstellung der beschriebenen Kohlebürsten hat sich jedoch die Anwendung möglichst .niedriger Temperaturen als notwendig herausgestellt. Ferner darf die Temperatur in den ersteur; Stünden der Trocknung nur langsam gA steigert werden, damit die Isolierstoffe aI mählich entgasen und sich ,die so entstehenden: Poren des Isolierstoffes mit Kunstharz füllen`; können. Das hat elektrische und mechanische, Gründe. Die obere Grenze der Trocknungstemperatur liegt -nach 6 bis 8 Stunden bei etwa ioo° C. Wird die Temperatur zu schnell gesteigert oder zu hoch gewählt, so erhärtet die Kunstharzschicht zu schnell, dringt nicht in die Poren des Isolierstoffes ein, die Entgasung erfolgt nicht in ausreichendem Maße, und .die zusammengepreßten Gasreste können später die Klebschicht sprengen. Nach vollständiger Entgasung kann die Temperatur gesteigert werden, jedoch nicht über 13o° C. Bei höheren Temperaturen, die an siche_rwünscht wären, um die Trockenzeit abzukürzen, leiden . die :elektrischen und mechanischen Eigenschaften des Isolierstoffes und damit auch der geklebten Bürsten.
Außer den Temperaturen sind auch die Preßdrücke während der Trocknung von ausschlaggebender Bedeutung.' In den ersten Stunden wird der Preßdruck nicht über z kg/cm2 gesteigert, damit die Entgasung ordnungsmäßig erfolgen kann. Damit andererseits das Kunstharz in die Poren des Isolierstoffes noch ausreichend eindringt, wird der Preßdruck bei Beginn der Trocknung nicht unter o,5 kg/em2 gesenkt. Nach etwa 2 Stunden Trocknung wird der Preßdruck allmählich so erhöht, daß per nach vollendeter Entgasung des Isolierstoffes, der Kohle und des Kunstharzes wenigstens 15 kg/cm2 beträgt. Wie durch Versuche festgestellt wurde, läßt sich bei tieferen Drücken keine ausreichende Festigkeit der geklebten Bürsten ,erreichen. Der hohe Preßdruck wird bis zur Beendigung,des Trockenprozesses beibehalten.
Um zu erreichen, daß das Kunstharz einen festen, bei nachfolgender Erwärmung im Betriebe unveränderlichen Zustand von jedoch ausreichender Elastizität annimmt,- wird die Trocknung bei der höchst zulässigen Temperatur nach erfolgter Entgasung des Isolier-@@toffes, der Kohle und des Kunstharzes wenig-6 Stunden lang durchgeführt. Bei zu -=u,zer Trockenzeit kann sich die Klebung bei s,@. rker Erwärmung im Betriebe wieder lösen. ^` räch langsamer Abkühlung der getrockneten Bürsten erfolgt das Schleifen auf genaues Maß.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i . Verfahren zur Herstellung von Kohlebürsten für elektrische Maschinen, die aus mehreren mittels Kunstharzes zusammengeklebten und durch zusätzliche Isolierstoffe elektrisch voneinander getrennten Schichten bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung des Klebstoffes bzw. der Bürsten bei steigenden Preßdrücken und bei langsam zunehmender Erwärmung erfolgt, die nach beendigter Entgasung etwa 130° C nicht übersteigt. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungstemperatur vor beendigter Entgasung des Isolierstoffes ioo° C nicht übersteigt. 3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßdruck beim Beginn, der Trocknung z kg/cm2 nicht übersteigt. q.. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßdruck nach beendigter Entgasung 15 kg/cm2 übersteigt. 5. Verfahren nach den Ansprüchen i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungszeit nach beendigter Entgasung länger als 6 Stunden dauert. 6. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch @ gekennzeichnet, daß die Haftflächen vor dem Kleben glatt geschliffen und sorgfältig gereinigt werden. 7. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Kleben dickflüssiges Kunstharz verwendet wird.