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.Process for the production of multi-layer carbon brushes for electrical
Machine brushes for electric motors and generators can be known
to reduce the short-circuit currents from several layers of metallic carbon or
of electrographitized carbon and glue them together using synthetic resin.
Experiments have shown that the isolating effect is sufficient
The synthetic resin does not make the brush layers electrically sufficient from one another
to separate. It was therefore necessary to add additional insulation layers made of paper,
Linen, cotton, silk, oxidized aluminum foil etc. can exist between
to glue the brush layers with. So that these additional insulating materials
Do not reduce the strength of the bonded carbon and thus the electrical properties
the insulating materials are not deteriorated by the gluing process are special
Measures required in the manufacture of the multi-layer brushes.
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.According to the invention, the glued by means of synthetic resin is dried
Carbon brushes at very specific, increasing temperatures under increasing pressure
certain times, and also a special preparation of the items to be glued together
Carbon layers and additional insulating materials are a prerequisite.
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.The strength of the bonded carbon brushes increases, the less
The adhesive surfaces have unevenness. If the coal surfaces have a rough surface,
so the protruding points of the coal surface can be found in the during
the high pressures required for drying due to the additional insulating materials
push through and short-circuit the carbon layers. This is all the easier
be as thin as possible for mechanical reasons than the additional insulating materials
have to. So a mechanically strong brush and good insulation of the carbon layers
To get against each other, the surfaces of the carbon layers are as smooth as possible
sanded. The insulating material and carbon surfaces are then removed from dust and foreign bodies
carefully cleaned to prevent the insulating materials from being pressed
the brush will be injured.
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.Evenly thick synthetic resin is applied to the surfaces prepared in this way
applied. After inserting the insulating material between two layers of carbon and
clamping the brushes in suitable pressing devices, e.g. B. clamps with exactly
adjustable pressure, the brushes are dried in an oven with adjustable pressure
Temperature.
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.As is known, liquid synthetic resin can be converted into a solid end state by heating. The transformation time depends on the temperature, and it increases sharply with decreasing temperature. In general, for other purposes, conversion temperatures of 150 to over 20 ° C. are customary for synthetic resin. For the production of the carbon brushes described, however, the use of the lowest possible temperatures has been found to be necessary. Furthermore, the temperature in the firstur; If the drying time would only be increased slowly, so that the insulating materials gradually degas and the resulting: fill pores of the insulating material with synthetic resin; can. There are electrical and mechanical reasons for this. The upper limit of drying temperature is - after 6 to 8 hours at about ioo ° C. If the temperature is increased too quickly or too high, so the resin layer hardens too quickly, does not penetrate into the pores of the insulating material, the degassing is carried out not in sufficient measure, and .the compressed gas residues can later burst the adhesive layer. After complete degassing, the temperature can be increased, but not above 130 ° C. At higher temperatures, which would be desirable in order to shorten the drying time, suffer. the: electrical and mechanical properties of the insulating material and thus also of the glued brushes.
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.In addition to the temperatures, there are also the pressing pressures during drying
of vital importance. ' In the first few hours there is no pressure
increased above z kg / cm2 so that the degassing can take place properly. In order to
on the other hand, the synthetic resin still penetrates sufficiently into the pores of the insulating material,
the pressure is not lowered below 0.5 kg / cm2 at the beginning of the drying process. To
about 2 hours of drying, the pressure is gradually increased so that by after completion
Degassing of the insulating material, the carbon and the synthetic resin at least 15 kg / cm2
amounts to. As has been established through experiments, none can be found at lower pressures
achieve sufficient strength of the glued brushes. The high pressure is
until the end of the drying process.
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.In order to achieve that the synthetic resin has a solid, with the following
Warming in the company unchangeable state of sufficient elasticity
assumes, - the drying will take place at the highest permissible temperature after
Degassing of the insulating material, the carbon and the synthetic resin for a little less than 6 hours
carried out. If the drying time is too - = u, zer, the bond at s, @. increased warming
solve again in the company. ^ `After the dried brushes cool down slowly
grinding to the exact size.