DE7246433U

DE7246433U - Bürste für rotierende Elektromaschinen

Info

Publication number: DE7246433U
Application number: DE7246433U
Authority: DE
Original assignee: Morganite Carbon Ltd
Current assignee: Morganite Carbon Ltd
Priority date: 1971-12-20
Filing date: 1972-12-19
Publication date: 1973-03-22
Also published as: AU471358B2; CH573668A5; JPS4869002A; FR2170497A5; IT974171B; DE2262177A1; JPS5654673B2; US3980914A; SE384302B; GB1369835A; AU5030972A

Description

Dlpl.-Ing. Heinz Bcrdclile

D-8 München 26, Postfach 4
Telefon ΟΒ11/2^:;2ί55

München, den 1 9, D θ Ζ. 1972

kn

Mein Zeichen: g 1574

Anmelder : Morganite Carbon Limited Battersea Church Road London, S.W.11 / England

Bürste für rotierende Elektromaschinen

Die Erfindung betrifft Bürsten für Elektromaschinen.

Solche Bürsten umfassen im allgemeinen einen "Kohlenstoff-Block, der gewöhnlich aas kohlenstoffhaltigem oder aus Graphit-Puder besteht, welches mit verkohltem Teer, Pech oder Harz

zusammengeklebt ist und einen hohen Anteil von Metallpuder enthalten kann. Es ist seit langem bekannt, daß zwischen der Bürste und de¹"¹ Gleit ring oder dem Kommutator Funkenbildung auftritt, deren Stärke von dem Zustand der Bürste und das zugeordneten Gleitringes oder Kommutators und von den Betriebsbedingungen der Maschine abhängt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bürste zu schaffen, welche die Funkenbildung weitestgehend verhindert.

Diese Autgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß an der Seite des Kohlenstoffkörpers der Bürste, an der sich die Eintritts- oder die Austrittskante befindet, oder an seinen beiden Seiten aus Kohle oder aus einem anderen elektrisch leitendem Material bestehende Fibern mit gut elektri sch leitendem Kontakt befestigt sind, die im Bereich der Eintritts- bzw. der Austrittskante frei stehende Enden haben, die im Betrieb den Gleitring, den Kommutator bzw. einen äquivalenten Leiter im Bereich dieser Kante kontaktieren.

Die Kohlenstoffibern, die wegen ihres hohen Elastizitätsmoduls und wegen ihrer Stärke bevorzugt werden, erstrecken sich in einer Ausführungsform der Erfindung über die ganze Breite der Bürste, wobei sie sich auf der bzw» den Oberflächen parallel zu der Rotationsachse des Gleitringes oder des Kommutators erstrecken. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Fibern in einer dünnen Schicht in einem flachen, in Längsrichtung verlaufendem Kanal im mittleren Bereich der Oberfläche angeordnet. Kohlenstoffibern haben üblicherweise eine Reißfestigkeit von we-

2 nigstens 15o ooo lbs/sq.in. (Io 55o kg/cm ) und einen Elastizi-

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tätsmodul von Io Ib'j/sq.in. (7o3 ooo kg/cm ) .

Die erfindungsgemäße Bürste weist gegenüber Bürsten, die aus einem festen Körper bestehen und keine Fibern haben, den Vorteil auf, daß sie sowohl im Betrieb mit Gleitringen als auch im Betrieb mit Kommutatoren die Funkenbildung weitestgehend ver-

hindert. Gegenüber Bürsten, die vollständig aus Kohlenstofffasern bestehen, weist die erfindungsgemäße Bürste den Vorteil auf, daß sie in den bestehenden Bürstenarmen oder Bürstenhalterungen verwendet werden kann, ohne daß der Druck der Druckfedern unter den vorhandenen Einstellbereich reduziert werden muß; dabei weist sie gleichzeitig die Vorteile auf, daß der Kontaktspannungsabfall, die betriebliche Umfangsgeschwindigkeit und der Stromfluß im wesentlichen gleich groß sind wie bei herkömmlichen Festkörperbürsten, daß die übliche und für den Betrieb erwünschte Patina auf dem Gleitring bzw. auf dem Kommutator erzeugt wird, während vollständig aus Kohlenstofffibern bestehende Bürsten eine solche Patina nicht nur nicht erzeugen, sondern eine bestehende Patina sogar entfernen wurden, und daß die Verluste bei einem vorgegebenen Laststrom geringer sind, da Bürsten, die vollständig aus Kohlenstoffibern bestehen, einen wesentlich höheren elektrischen Widerstand haben als Festkörperbürsten von äquivalenter Größe.

Die Erfindung ist im folgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele und in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung, bei welcher Kohlenstoffibern an zwei Seiten der Bürste angeordnet sind,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel, bei deiü Kohlenstoffibern in einem flachen Kanal angeordnet sind und

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel.

Die in Fig. 1 gezeigte Bürste weist einen den Hauptstromfluß aufnehmenden Abschnitt Io auf, der aus einem herkömmlichen Körper besteht, an dessen Ende ein Leiter 11 aus geflochtenem

Kupfer elektrisch angeschlossen ist. Jede sich in Achsrichtung erstreckende Oberfläche dieses Körpers, d.h. diejenigen Oberflächen, die parallel zu der Drehachse der Elektromaschine angeordnet sind, in welcher die EUrste verwendet wird, ist vollständig von einer saumartigen Schicht 12 aus Kohlefibern überdeckt. Jede Schicht 12 ist mit einer Schicht 13, die z.B. aus Metall oder aus einem silberhaltigen Epoxydharz besteht, an dem Anschlußende des Blocks Io mit gut elektrisch leitendem Kontakt befestigt. Die Fibern erstrecken sich von der Schicht frei in Längsrichtung der Bürste zu den Eintritts- und Austrittskanten 14 der Kontaktfläche der Bürste. Im Betrieb gleiten die freien Enden der Fibern dicht vor der Eintrittskante bzw. unmittelbar ninter der Austrittskante über den Gleitring oder Kommutator, so daß sie einen Bruchteil des Stromes aufnehmen. Der Hauptkörper Io sollte wenigstens 5o% des Hauptlaststromes aufnehmen? es ist erwünscht, daß er 75% oder mehr des Hauptlaststromes aufnimmt, vorzugsweise 95%.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Kohlenstoffibern 15 auf einer Seite der Festkörperbürste 16 in einem zentral angeordneten, flachen, sich in Längsrichtung erstreckender« Kanal 17. Die Enden der Kohlenstoffibern im Bereich der Eintritts- bzw. der Austrittskante 18 der Bürste sind frei, während ihre entgegengesetzten Enden mit gutem elektrischen Kontakt an dem Bürstenkörper 16 befestigt sind.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Fibern zu einer Flechte, einem Stoff oder einem Band 2o gewebt, welches an einem Ende mit gutem elektrischen Kontakt an dem Bürstenkörper 21 befestigt ist, während das andere Ende ausgefranst oder ausgefasert ist, so daß freie Enden 22 der Fibern den Gleitring oder den Kommutator nahe der Eintritts- bzw. der Austrittskante 23 des Bürstenkörpers kontaktieren.

Bei weiteren Ausführungsformen der Erfindung sind die Fibern mit gutem elektrischen Kontakt an einer größeren Teilfläche des Bürstenkörpers befestigt, wobei nur ein kleinerer Teil der Fibern im Bereich der Eintritts- oder der Austrittskante frei ist, und in anderen Ausfuhrungsformen der Erfindung erstrecken sich die Fibern von diesen Kanten aus nur über einen Teil des Bürstenkörpers.

Claims

Ansprüche

( 1.ABürste für Elektromaschinen, mit einem Kohlenstofflcörper, dadurch gekennzeichnet, daß an der Seite des Kohlenstoffkörpers (lo), an dex sich die Eintritts- oder die Austrittskante (14) befindet, oder daß an beiden Seiten des Kohlenstoffkörpers aus Kohle oder aus einem anderen exektrisch leitendem Material bestehende Fibern (12) mit gut elektrisch leitendem Kontakt befestigt sind, die im Bereich der Eintritts- bzw. der Austrittskante (12} frei stehende Enden haben, die im Betrieb den Schleifring, den Kommutator bzw. einen äquivalenten Leiter im Bereich dieser Kante kontaktieren .
2. Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffibern sich in einer dünnen Schicht über die gesamte Breite des Bürstenkörpers erstrecken.
3. Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffibern in einer dünnen Schicht in einem flachen, in Längsrichtung verlaufenden Kanal (17) angeordnet sind, der im zentralen Teil der Oberfläche ausgebildet ist.
4. Bürste nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffibern zu einem Band, einem Geflecht oder einer. Stoff gewebt sind, cVar eine ausgefranste oder ausg-?- faserte Kante zur Kontaktierung des Gleitringes oder des Kommutators aufweist.