DE7701036U1

DE7701036U1 - Kohlebürste oder Kohlebürstenelement mit mindestens einer Platte aus einem anderen als dem Grundwerkstoff des Körpers der Bürste oder des Bürstenelementes

Info

Publication number: DE7701036U1
Application number: DE19777701036
Authority: DE
Original assignee: Le Carbone-Lorraine Sa Gennevilliers (frankreich)
Current assignee: Le Carbone-Lorraine Sa Gennevilliers (frankreich)
Priority date: 1976-01-21
Filing date: 1977-01-14
Publication date: 1977-05-05
Also published as: GB1509469A; CH608136A5; FR2339263B1; FR2339263A1

Description

REiNf

M D N . H Ξ N 2 * 9232-IV/Ni

G 0 T 7 f i Λ U D S T Γ..
Ee CbLi

0 T 7 f i Λ U D S T Γ..
e Carbone-Lorraine, Rue Jean-Jaures 37 bis ¹M,

P-92231 Gennevilllers (Prankreich)

Kohlebürste oder Kohlebürstenelement mit mindestens einer Platte aus einem anderen als dem Grundwerkstoff des Körpers der Bürste oder des Bürstenelementes

Priorität: 21. Januar 1976, Prankreich, 76 01521

Die Neuerung betrifft eine Kohlebürste oder Kohlebürstenelement mit mindestens einer Platte aus einem anderen als dem Grundwerkstoff des Körpers der Bürste oder des Bürstenelementes, welche Platte an der Eintrittsseitenfläche und/oder der Austrittsseitenfläche und/oder in dem Körper parallel zu seinen Seitenflächen angeordnet ist.

Es ist bekannt, daß das Prinzip der sogenannten Sandwich-Bürste, die aus zwei mittels eines isolierenden Klebers fest verbundenen Bürstenelementen besteht, das Komutierungsvermögen durch Hemmen der zwischen benachbarten Bürstenelementen fließenden Ströme verbessert.

Es ist außerdem bekannt, daß das Komutle/rungsvermögen einer Bü. te durch jede Maßnahme verbessert vird, die die Stromdichte in dem Reibungsbereich nahe der Eintritts- und vor allem der Austrittskante verbessert, wenn der Kontakt Bürste/Lamelle entsteht oder unterbrochen wird.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde,, eine Kohlebürste oder ein Kohlebürstenelement der einleitend eingegebenen Gattung zu schaffen, dessen elektrisches Verhalten und Insbesondere dessen

-2-

7701036 05.05.77

Komutierungsvermögen den bisher bekannten Bürsten überlegen ist.

Diese Aufgabe ist neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß die Platte(n) mit dem Körper elektrisch leitend verbunden ist (sind) und aus einem kohlenstoffhaltigen Werkstoff mit geschichtetem Aufbau besteht (bestehen), dessen Schichten im wesentlichen parallel zu den Seitenflächen verlaufen und dessen Verhältnis des spezifischen Widerstandes in der zu den Schichten senkrechten Richtung zu dem spezifischen Widerstand in Schichtrichtung größer als zehn ist.

Dieser Wert des Verhältnisses der spezifischen Widerstände ist deutlich größer als bei den am stärksten anisotropen, bisher für Bürsten verwendeten, agglomerierten Werkstoffen.

Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß der dem Stromdurchgang in und durch die Schichten von der Bürsten/Kollektor-Auflagefläche bis zu der in dem Körper der Bursts liegenden Verbindung Kabel/ Bürste entgegengerichtete Widerstand umso stärker wächst, je mehr der betrachtete Punkt auf der Auflagefläche sich der Eintrittskante und/oder der Austrittskante nähert, Je nachdem, ob die Platte aus dem geschichteten Werkstoff sich auf der Eintrittsseitenfläche und/oder der Austrittsseitenfläche befindet.

Diese Selbsthemmung des Stroms in den außen liegenden Schichten der Bürste am Kontaktabriß mit den Lamellen des Kollektors ist offensichtlich außerordentlich günstig für eine gute Komutierung.

Wenn in die Bürste eine Platte aus dem Werkstoff mit geschichtetem Aufbau eingefügt ist, verhält diese Platte sich in Bezug auf die in der Bürste fließenden Ströme wie eine Abschirmung, ermöglicht dabei aber die Stromzu-oder -abführung, wenn die Platte auf einer oder auf beiden Seitenflächen befestigt ist und vermeidet gleichzeitig einen Bereich in der Reibfläche, der keinerlei Stromdurc hgang aufweist, wie dies bei einer Platte aus einem Isolierstoff der Fall wäre.

7701036 05.05.77

In den Figuren 1 bis 4 der Zeichnung sind Bürsten nach der Neuerung in beispielsweise gewählten, schematisch vereinfachten Ausführungsformen dargestellt.

Fig.l zeigt eine Bürste 1 mit ihrem Anschlußkfbel 2. Auf einer der Seitenflächen (Eintrittsfläche oder Austrittsfläche) ist eine Platte 3 aus einem kohlenstoffhaltigen Werkstoff mit geschichtetem Aufbau befestigt.

Fig.2 zeigt eine Bürste 1 mit ihrem Kabel 2. Auf ihrer Eintrittsseitenfläche und ihrer Austrittsseitenfläche sind Platten 3a und 3b aus dem kohlenstoffhaltigen Werkstoff mit geschichtetem Aufbau befestigt.

Fig.3 zeigt eine Bürste 1 mit zwei Kabeln 2a und 2b, in die eine Platte 3 aus kohlenstoffhaltigem Werkstoff mit geschichtetem Aufbau eingefügt ist.

Fig.4 zeigt eine Abwandlung der Bürste nach Fig.l. Die Bürste 1 mit ihrem Kabel 2 besitzt auf einer ihrer Seitenflächen (Eintrittsfläche oder Austrittsfläche) einen über ihre volle Höhe gehenden, vertieften Bereich, in dem eine Platte 3 aus kohlenstoffhaltigem Werkstoff mit geschichtetem Aufbau mechanisch geschützt befestigt ist.

Als kohlenstoffhaltiger Werkstoff mit geschichtetem Aufbau kann nach der Neuerung pyrolytischer Kohlenstoff verwendet werden, der gfs. graphitiert ist. Dieser Werkstoff ist besonders gut geeignet, da er nicht nur der zerstörenden Wirkung von Funken sehr gut standhält, sondern auch einen sehr stark anisotropen spezifischen Widerstand besitzt. Dieser liegt in der Größenordnung von J>vO χ 10" -TL 'm in der Richtung parallel zu den Kohlenstoffatomschichten und in der Größenordnung von 30 000 ' 10" _T>. "m in der dazu senkrechten Richtung.

7701036 05.05.77

Die Platten aus gfs. graphitiertem pyrolytischem Kohlenstoff können an dem Körper der Bürste durch eine elektrisch leitende KIe. bung befestigt werden.

Der pyrolytische Kohlenstoff kann auch direkt auf der oder den Seitenflächen aus einer dampfförmigen Phase nach bekannten Verfahren niedergeschlagen und gfs. anschließend graphitiert werden. Als ein anderer kohlenstoffhaltiger Werkstoff mit gerchichtetem Aufbau kann nach der Neuerung auch expandierter (aufgeblähter) und anschließend wieder komprimierter Graphit verwendet werden. Dieser Werkstoff besitzt einen sehr hohen spezifischen Widerstand in der Kompressionsrichtung und ist sehr gut stromleitend in der dazu senkrechten Richtung, da das Verhältnis der spezifischen Widerstände in diesen beiden Richtungen bei etwa 100 liegt. Außerdem ist dieser Werkstoff wie der pyrolytische Graphit sehr widerstandsfähig gegenüber der zerstörenden Wirkung der Funken.

Außerdem können in diesem Material, das selbst agglomerierend ist, Zuschläge verteilt werden, deren Aufgabe darin besteht, das Arbeitten der Bürste auf d?m Kollektor zu verbessern. Diese Zuschläge können mineralisch, metallisch oder kohlenstoffhaltig sein und in verschiedenen Formen vorliegen.

Insbesondere kann es sich um einen Schleifmittelzuschlag handeln, der, wenn notwendig, einen etwaigen Graphitüberschuß in der Gleitfläche korrigiert.

Eines der geeigneten Materialien ist in der FR-PS 2 O65 763 beschrieben. Es handelt sich dabei um ein elastisches Kohlenstoffmaterial aus aufgeblähtem Graphit mit hoher thermischer Widerstandsfähigkeit, in das Kohlenstoffasern eingearbeitet sind. Es besitzt außerdem elastische Eigenschaften, die den Kontakt mit dem Kollektor verbessern, insbesondere wenn dessen Oberflächenzustand nicht ideal ist.

Ein anderer, besonders geeigneter Werkstoff besteht aus expandiertem und wieder verdichtetem Graphit, der selbstagglomerierend 1st,

7701036 05.05.77

wobei der Werkstoff glasartige Kohle in Form von Pulver, Stäbchen, Blättchen, Scheibchen, kurzen Nadeln usw. als Zuschlag enthält.

Die Platten aus expandiertem und wiederverdichtetem, gfs. mit Zuschlägen versehenen Graphit können an dem Körper der Bürste durch einen elektrisch leitenden Kleber befestigt werden.

Die Platten aus Werkstoffen mit geschichtetem Aufbau nach der Neuerung haben Eigenschaften und Merkmale, die verschieden von denjenigen von Schichten aus Kohlenstoffasern sind, die bündig mit der Reibfläche auf die Seitenflächen der Bürste aufgebracht werden und auf dem Kollektor nach Art eines Pinsels laufen.

Die Platten nach der Neuerung unterscheiden sich auch von Platten aus festen und mechanisch durch Pasern verstärkten agglomerierten oder mit kurzen Fasern versetzten, kohlenstoffhaltigen Werkstoffen.

Die Werkstoffe nach der Neuerung auf der Basis von Kohlenstoff oder von Graphit sind stark anisotrop und, soweit es sich um expandierten Graphit handelt, etwas nachgiebig und selbstagglomeriert .

Die vorstehende Beschreibung bezieht sich sowohl auf Bürsten als auch auf Bürstenelemente.

7701036 05.0577

Claims

Schutzansprüche:

1. Kohlebürste oder Kohlebürstenelement mit mindestens einer Platte aus einem anderen als dem Grundwerkstoff des Körpers der Bürste oder des Bürstenelementes, welche Platte (n) parallel zu den Seitenflächen des Körpers angeordnet ist (sind), dadurch gekennzeichnet, daß die Platte(n) (3; 3a, 3b) mit dem Körper (1) elektrisch leitend verbunden ist (sind) und aus einem kohlenstoffhaltigen Werkstoff mit geschichtetem Aufbau besteht (bestehen), dessen Schichten im wesentlichen parallel zu den Seitenflächen verlaufen und dessen Verhältnis des spezifischen Widerstandes in der zu den Schichten senkrechten Richtung zu dem spezifischen Widerstand in Schichtrichtung größer als zehn ist.

2. Bürste oder Bürstenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kohlenstoffhaltige Werkstoff mit geschichtetem Aufbau gfs. graphitierter pyrolytischer Kohlenstoff ist.

3. Bürste oder Bürstenelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der pyrolytische Kohlenstoff auf zumindest einer der Seitenflächen aus einer dampfförmigen Phase niedergeschlagen und gfs. graphitiert ist.

^. Bürste oder Bürstenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kohlenstoffhaltige Werkstoff mit geschichtetem Aufbau expandierter (aufgeblähter) und anschließend komprimierter Graphit ist.

-2-

7701036 05.05.77

5. Bürste oder Bürstenelement nach Anspruch Ί , dadurch gekennzeichnet, daß der expandierte und wieder komprimierte Graphit einen Zuschlag enthält.

6. Bürste oder Bürstenelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschlag ein schleifend wirkendes Material ist.

7. Bürste oder Bürstenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Platten (3; 3a, 3b) an der Eintrittsseitenfläche dis Körpers (1) angeordnet ist.

8. Bürste oder Bürstenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Platten (3; 3a, 3b) an der Austrittsseitenfläche des Körpers (1) angeordnet ist.

9. Bürste öder Bürstenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Platten (3; 3a, 3b) in dem Körper (1) parallel zu den Seitenflächen angeordnet ist.

7701036 05.05.77