DE745673C

DE745673C - Buerste fuer elektrische Maschinen

Info

Publication number: DE745673C
Application number: DED84889D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Eugen Duerrwaechter
Original assignee: EUGEN DUERRWAECHTER DR ING
Current assignee: EUGEN DUERRWAECHTER DR ING
Priority date: 1941-04-19
Filing date: 1941-04-19
Publication date: 1944-05-19

Description

' Bürste für elektrische Maschinen. Schleifbürsten aus gepreßten,-Mischungen von Silber und Graphit werden vielfach verwendet, weil sie gegenüber gewöhnlichen Kohle- oder Graphitbürsten oder Bürsten aus Mischungen von Graphit mit unedlen Metallen eine besonders große elektrische Leitfähigkeit zeigen.
Sie haben weiterhin die Eigenschaft, die aus Kupfer oder Kupferlegierungen bestehenden Stromwender oder Schleifringe mit einem feinen Silberfilm zu überziehen, so daß der Stromübergang von der Bürste zum Stromwender praktisch von Silber zu Silber erfolgt, wodurch der Übergangswiderstand wesentlich herabgesetzt wird.
Diesen Vorteilen der Silbergraphitbürsten stehen jedoch auch wesentliche Nachteile gegenüber. Bürsten mit hohem Silbergehalt sind verhältnismäßig spröde und reißen insbesondere bei rasch laufenden Maschinen tiefe Rillen in den Stromwender oder Schleifring. Bürsten mit niederem Silbergehalt sind so weich, daß sie sich sehr rasch abnützen, wobei der gutleitende Silberstaub Kurzschlüsse verursachen kann.
Ein weiterer großer Nachteil der Silbergraphitbürsten besteht in ihren starken Feuern, wodurch neben. dem Verschleiß der Bürste und des Stromwenders eine starke Maschinenerwärmung eintritt. Weiterhin sind Silbergraphitbürsten infolge des wertvollen Materials als relativ sehr teuer zu bezeichnen.
Die Erfindung schlägt einen Weg vor, diese Nachteile zu vermeiden. Sie hat eine aus mehreren Schichten von Silbergraphit und Graphit wechselweise zusammengesetzte Bürste für elektrische Maschinen zum Gegenstande, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die ablaufende Seite der Bürste aus Graphit besteht.
Es sind zwar Schleifbürsten bekanntgeworden, die aus einzelnen Kohleschichten und dazwischenliegenden Unedelmetallschichten bestehen. Diese zugammengesetzten Bürsten zeigen' jedoch nicht die hohe elektrische Leitfähigkeit der gemäß der Erfindung hergestellten zusammengesetzten Silbergraphirbürsten. Es fehlt ihnen weiterhin die wichtige Eigenschaft, den Stromwender oder Schleifring mit einem Silberfilm zu überziehen und dadurch den Übergangswiderstand wesentlich herabzusetzen.
Es ist auch bereits bekannt, Kohlebürsten dadurch mit einer Silberschicht zu überziehen, daß man die Bürsten z. B. mit Silbernitratlösung tränkt und nach dem Trocknen das Silber durch Erhitzen ausfällt: Diese Silberschicht nimmt nach dem Imiern der Kohlestücke in ihrer Stärke ab. Im inneren Teil des verhältnismäßig großen Kohlenstückes befindet sich keinerlei Silber mehr. Es ist klar, daß das Mengenverhältnis zwischen Kohle und Silber nicht beliebig festgelegt werden kann, sondern dieses Mengenverhältnis ist vielmehr von der Größe der Kohlenteilchen und der Porengröße abhängig.
Eine vollkommen gleichmäßige Durchtränkung der Kohlen ist schon deshalb nicht möglich, weil die Poren innerhalb der Kohle mit Luft gefüllt werden und die Silbernitratlösung nur dann tief in die Kohle eindringen könnte, wenn es möglich wäre, diese eingeschlossene Luft zu entfernen. Selbst durch eine Tränkung im Vakuum ist dies bei feinen Kohlensorten, die nur kleine Poren aufweisen, nicht mit völliger Sicherheit zu erreichen. Graphitbürsten zeigen aber so gut wie keine Poren, so daß die Herstellung silberhaltiger Graphitbürsten auf diese Weise überhaupt nicht möglich ist.
Bei der vorliegenden Erfindung können die Größe der Graphitteilchen, die Größe der Silberteilchen sowie das Mengenverhältnis zwischen Graphit und Silber genau festgelegt werden. Dadurch ist es möglich, vollkommen gleichmäßige Bürsten auch bei verschiedenen Chargen zu erhalten. Bei gleichen Herstellungsbedingungen, die ohne Schwierigkeit reproduzierbar sind, werden nach der Erfindung stets Bürsten mit gleichen physikalischen und elektrischen Eigenschaften erhalten.
Mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung veranschaulicht. In allen Abbildungen sind die Silbergraphitschichten mit a und die Graphitschichten mit b bezeichnet. Die Stromzuführung, die in bekannter Weise durch Kupferlitze, Feder, Lasche oder Druckfinger erfolgt, ist durch c angedeutet.
Abb. r zeigt eine aus einer Silbergraphitschiebt und einer Graphitschicht zusammengesetzte Schleifbürste, bei der die Graphitschicht a die mehrfache Dicke der Silbergraphitschicht aufweist. , Diese einfachste Ausführung gemäß der Erfindung wird derart auf den Stromwender aufgesetzt, daß sich die Graphitschicht auf der ablaufenden Seite befindet.
Abb. 2 zeigt eine aus zwei Graphitschichten und einer zwischen denselben befindlichen Silbergraphitschicht zusammengesetzteBürste Abb.3 und q. zeigen zusammengesetzte Bürsten mit drei Graphitschichten und zwei dazwischenliegenden . Silbergraphitschichten bzw. mit vier -Graphitschichten und drei dazwischenliegenden Silbergraphitschichten.
Bei allen mehr als zweischichtigen Bürsten müssen stets die beiden äußeren Schichten aus Graphit bestehen.
Das Verhältnis der Dicke der Silbergraphitschichten und Graphitschichten kann beliebig groß sein. Es hat sich gezeigt, daß Bürsten mit einer oder mehreren sehr dünnen Silbergraphitschichten und einer oder mehreren dicken Graphitschichten den Stromwender mit dein für den geringen Übergangswiderstand wichtigen Silberfilm genau so gut überziehen wie massive Silbergraphitbürsten derselben Größe. Infolge der geringen auf dem Stromwender schleifenden Silbermenge tritt eine Riefenbildung auf demselben nicht -auf, und die Bildung von Silberstaub ist außerordentlich gering.
Da die ablaufende Seite dieser Bürsten immer aus Graphit besteht, ist die Funkenbildung gegenüber massiven Silbergraphitbürsten sehr verringert.
Die elektrische Leitfähigkeit dieser Bürsten ist nur wenig geringer als diejenige der mas-. siv en Silbergraphitbürsten. Die Ersparnis an teurem Silber ist so beträchtlich, daß auch' größere Bürsten, die his jetzt infolge ihres hoben Preises nicht aus massivem Silbergraphit hergestellt werden konnten, in Form der gemäß der Erfindung hergestellten geschichteten Ausführung vorteilhaft Verwendung finden können.
Um eine gleichmäßige Abnutzung der gemäß der Erfindung hergestellten mehrschichtigen Bürsten zu bewirken, ist es unerläßlich, die Härte von Graphit und Silbergraphit gleich oder annähernd gleich zu halten. Sind die Silbergraphitschighten wesentlich härter als die Graphitschichten, dann wirkt eine so hergestellte Bürste infole der rascheren Abnutzung der Graphitschicht wie eine massive Silbergraphitbürste. Bei einer geringeren Härte des Silbergraphits gegenübender Härte des Graphits bildet sich der für den geringen Übergangswiderstand wichtige Silberfilm auf dem Stromwender oder Schleifring nicht; die Bürste hat dadurch die Eigenschaft einer gewöhnlichen Graphitbürste. Da sich die Härte des Silbergraphits durch das prozentuale Verhältnis von Silber und Graphit und insbesondere durch den beize Pressen der Pulvermischurig verwendeten Druck beliiebig einstellert läßt, ist es vorteilhaft, die Härte des Silbergraphitkörpers gleich oder annähernd gleich der Härte des verwendeten Graphitkörpers zu wählen. Als solcher wird vorteilhafterweis@e Elektrographit in Plattenform verwendet.
Die gemäß der Erfindung hergestellten, aus mehreren Schichten von Silbergraphit und Graphit zusammengesetzten Bürsten eignen sich insbesondere für die Verwendung in Motoren und Generatoren niederer Spannung. Sie können jedoch auch für elektrische Maschinen normaler Spannung angewendet werden.
Infolge ihrer sehr guten Gleiteigenschaften können sie auch als Schleifkontakte an Meßinstrumenten und Schaltapparaten Verwendung finden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Bürste für elektrische Maschinen, die aus mehreren Schichten von Silbergraphit und Graphit wechselweise zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die ablaufende Seite der Bürste aus Graphit besteht. z. Bürste nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Schichten aus Graphit bestehen. 3. Bürste nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte der Silbergraphitschichten und der Graphitschichten gleich oder annähernd gleich ist. q.. Bürste nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Graphitschichten eine größere Dicke aufweisen als die Silbergraphitschichten. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegen-, staddes vom Stand der Technik sind im Erteiiungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften .... Nr. 677 630, 123 712; österreichische Patentschrift. , Nr. 121 359.