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Verfahren zur Herstellung, insbesondere von Kohlebürsten für elektrische
Maschinen In der Elektrotechnik tritt häufig die Aufgabe ,auf; an Kohlekörpern Schichten
aus beliebigen Stoffen, insbesondere Metallen, anzubringen, welche zur Kontaktgabe
dienen, oder an - solchen Körpern Stromzuleitungen zu befestigen. Diese Aufgabe
Hegt insbesondere bei der Herstellung von Kohlebürsten für elektrische Maschinen
'vor. Die Erfindung gibt nun ein einfaches Mittel an, mit dessen Hilfe ,es gelingt,
festhaftende Schichten, insbesondere Metallschichten, auf Kohlekörpern zu erzeugen
und Stromzufiihrungsdrähteohne besondere Klemm- und Schraubverbindungen fest an
Kohlekörper, z. B_. Kohlehürsten, anzuschließen. E:rfindungsgem,äß besteht das Verfahren
zum Anbringen von zur B.efestigung, Kontak@gab-eoder zum Anschluß von Zuleitungen
dienenden Schichten, z. B. Metallschichten, auf Kohle- oder kohlehaltigen Körpern,
z. B. Kohlebiirsten für @elektrische Maschinen, darin, daß der Kolilekörper mit
dem flüssigen Schichtmaterial in Berührung gebracht und dieses hauptsächlich im
Bereich des mit der Schicht zu versehenden bzw. zur Befestigung der Anschlußleitung
dienenden Teiles des Kohlekörpers in rasche miechanische Schwingungen versetzt wird.
Das. Üherzugsmaterial verbindet sich dabei sehr innig mit der Oberfläche des Kohlekörpiers
und bildet eine festhaftende Schicht, und zwar im wesentlichen nur an den Stellen,
an welchen das überzugsmaterial, das mit dem Kohle,-körper in Berührung steht, in
rasche mechanische Schwingungen versetzt wird. Man hat es also in der Hand, durch
geeignete, Anordnung und Ausbildung- des Schwingers beliebige Stellen des Kohlekörpers
mit einer Schicht, z. B. einer Schicht aus Zinn, zu versehen.
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Es ist zwar bekannt, Metallschmelzen mit Hilfe von Ultraschall zu
beeinflussen, um. bei der Erstarrung eine bjesrimmte Struktur
des
Metallgefüges zu erhalten. Eis ist ferner bekannt, hochdisperse Metalle unter der
Einwirkung von Schwingungen hoher Frequenz herzustellen sowie fotografische Emulsionen
mit Hilfe von Ultraschall zu erzeugen. Die Erzeugung festhaftender metallischer
Obierflächenschichten nach dem Verfahren gemäß der Erfindung ist aber bisher noch
nicht bekanntgeworden.
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Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der Erfindung für die Befestigung
von Stromzuleitungen, z. B. von Litzen (Kupferlitzen), an Kohlekörpern, insbesondere
,an Kohlebürsten für elektrische Maschinen. Die Befestigung des Endes einer Litze
(oder allgemein irgendeines Anschluß- bzw. Verbindungsgliedes) an dem Kohlekörper
kann in vorteilhafter Weise dadurch erfolgen, daß der Kohlekörper eine. Bohrung
erhält, in welche das Ende der Litze p,aßt, daß sodann die innere Oherfläche der
Bohrung nach dem oben beschriebenen Verfahren metallisiert und das ebenfalls metallisierte
Ende der Litze in die Bohrung eingeführt und eingelötet wird. In Fig. i ist schematisch
ein Kohlekörper i dargestellt, der mit :einer Litze z verbunden wird. Die Bohrung
des Kohlekörpers ist mit 3 bezeichnet. Diese wird an ihrer inneren Oberfläche mit
einem Metallüberzug versehen, der beispielsweise in der in Fig. 2 gezeigten Art
hergestellt wird.
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Der Kopf q. eines Schwingers 5 wird in die Bohrung 3 eingeführt. Vor
dem Einführen des Schwingerkopfes oder während sich der Kopf q. in der Bohrung 3
befindet, wird in irgendeiner Weise das flüssige überzugsmetall, z. B. Zinn, in
die Bohrung eingebracht und der Schwinger 5, vorzu;gsweisie ein Magnetostriktionsschwinger,
in rasche mechanische Schwingungen versetzt, deren Frequenz beispielsweise io ooo
bis 20000 Hertz beträgt. Unter der Einwirkung dieser Schwingungen überzieht sich
die innere Oberfläche der Bohrung 3 mit einer festhaftenden Schicht aus Zinn. Wenn
diese Schicht fertiggestellt ist, wird das gleichfalls verzinnte Ende der Litze
2 in die Bohrung 3 reingeführt.
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Natürlich ist die Möglichkeit vorhanden, die Anordnung auch noch in
anderer Weise zu treffen und beispielsweise den Kohlfe:-körper selbst in rasche
mechanische Schwingungen zu versetzen, während flüssiges Lötmetall in irgendeiner
-Weise der Bohrung zugeführt wird.
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Der in Fig.2 dargestellte Schwin,,ger hat eine besondere Kopfform.
Diese ist so gewählt, daß auch die Stirnfläche 6 des Kohlekörpers mit einem Metallüberzug
versehen wird, wenn man den Körper in das Schmelzbad eintaucht und den Schwinger
in Betrieb nimmt. Die Form und Bauart des Schwingers kann noch in verschiedener
Weise abgewandelt werden. Vor allem ist es auch möglich, bei der Herstellung der
Metallschicht auf der inneren Oberfläche der Bohrung das Lötzinn (Lötm-etall) aus
einem am Schwinger selbst angeordneten Vorratsraum durch einen den Schwingkörper
durchsetzenden Kanal der Stirnfläche des Schwingers oder gegebenenfalls` auch den
Seiten-Z' des Schwingerkopfes 4. zuzuführen.
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Eine Verbindung zwischen einer Litze und einer Kohlebürste, die vorteilhaft
unter Verwendung des Verfahrens nach der Erfindung hergestellt werden kann, zeigt
Fig.3. De Kohle i hat eine durchgehende Bohrung S mit einer Erweiterung 16 auf der
einen und einer konischen Aufbohrung auf der anderen Seite. Der :erweiterte Teil
16 der Bohrung wird metallisiert, die Litze 15 in die Bohrung von der anderen
Seite her eingeführt und mit der Kohle in der Weise verlötet, daß die Erweiterung.
i 6 mit Lötmetall gefüllt wird. Die Verbindung ist sehr fest; dennoch aber kann
das freie Ende der Litze leicht hin und her bewegt werden.
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Die beschriebene Verbindung kann beispielsw eise mit einer Vorrichtung
hergestellt werden, die iii Fig. .4 'dargestellt ist. In dieser bedeutet i o eine
Schmelzwanne, die mit dein flüssigen Lötmetall 9, z. B. Zinn, ge-
füllt ist.
Zur Erwärmung des Metalls dient eine Heizwicklung i i. In das flüssige Metall wird
die Kohlebürste eingesetzt. In den erweiterten Teil 16 der Bohrung 8 wird
der Kopf 12 eines Magnetostriktionsschwinger s 13
eingeführt, der durch
die Erregerwiclklung i.1 erregt wird. Unter der Einwirkung der Schwingungen überzieht
sich der erweiterte Teil der Bohrung mit einer festhaftendem Metallschicht. Die
Kohle wird dann aus dem flüssigen Metall herausgenommen und die Litze eingelötet.
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Die geschilderten Ausführungsformen stellen natürlich nur Beispiele
für die Anw endungsmöglichkeiten des Erfindungsgegenstand-es dar. Je nach der besonderen
gerade vorliegenden Aufgabe kann man natürlich die Anordnung unter Beibehaltung
der grundsätzlichen Verfahrensschritte nach der Erfindung abwandeln. Es kommt auch
nicht darauf an, ob es sich bei dem zu überziehenden Körper um reine Kohlekörper
oder um solche handelt, die aus :einer Mischung von Kohle mit irgendeinem Stoff,
z. B. einem Metall, bestehen, da die Erfindung bei dem letzteren gleichfalls mit
Vorteil anwendbar ist. Ferner kommen als LTberzugsmaterialien außer Metallen noch
andere, z. B. Glas oder sonstige schmelzbare oder lösliche Stoffe in Frage. Man
kann den Kohlekörper z. B. mit einer Lösung eines Isolierlackes überziehen
und
gegebenenfalls das Lösungsmittel mach der Herstellung des Überzuges zur Verdampfung
bringen.