DE845977C - Verfahren zur Herstellung von Buersten fuer elektrische Maschinen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Bürsten für elektrische Maschinen

  Es sind lxi-tits verhältnismäßig viele Zusammen-

  setzungen für liollektorlüirsteti od. dgl. vorgeschla-

  gen wortleii, tlcreit iililiclie hestandteile aus deti

  verscltie@letistctt li()lileartcii und gewissen 1,tilifer-

  littltigeti \Ietalleti (xlcr I.(,gierungen lrtstelien. I)ies@.bnrsteriznsamtncnsetztnlgen inl)geti \Colil ztitri.e<leli-

  stellen. \veiitt sic auf Maschinen zur \-erwendung

  gclangeir dm, in (1r annosl>härischen Luft unter

  tlen normalen \-crllültnissett ti2ilielk()minenden I)ruck-

  und@Cc@nl@eraturvcrltültttiss,tt arbeiten, sie versagten

  jedoch. wenn \()1i dun @ttigegel>etwn allgemeinen

  \erliültnissen \v#,svtitlicli al>ge\vichen \\-urdc. Ein

  sehr r;tscltVr \-ti-Sclileil,i tnit sclliidlicltetn l?ititlttli

  wurde ait li@tll@l:tcireit elektrischvi- \laschitien fcst-

  gestcllt. \\enn nicht lnstnulers 1»-alsrierm Bürsten

  zur \ cr\\cudung kaineu.

  Diese \ achteile «-erden erfindungsgetniiß dadurch

  beseitigt. dal3 grundsätzlich gewisse mit Sch\vefel

  g ättigte Stoffe, vorzugsv,-eise Schm-efeIschwer-

  es.

  nictalle von mehr oder weniger dunkler 1# iirbung.

  der Bürstenmasse freigemengt «-erden.

  Diese lieitnengung kann auf mannigfache Weise

  geschehen. vorzugsweise durch Sintern. Zu dieseln

  Zweck werden die zu Pulver zerstoßenen Ifestand-

  teile der 13iirstetiniasse,Kohle, Graphit, Metalle und

  Sulfid. miteinander vermengt; die Korngrc@tienN-er-

  teilung erfolgt für jeden Bestandteil nach den tlen

  Sachverständigen bekannten Regeln und nament-

  lich je nach den mechanischen Eigeiiscliafteit, die

  die fertigen Bürsten aufweisen sollen. Die Stiltide

  sind zweckmäßig so fein zerstoßen, da13 sie Iwi-

  spiels\vcise durch ein Sieb \r. Zoo vollständig hin-

  durchgehen. Es können jedoch auch andere Korn-

  gröt3eii für die Sulfide gewählt werden. Diesen ver-

  schiedenen Pulvern kann in kleiner Menge ein

  Mindestoff zugesetzt werden, der bei geringer Tein-

  her@iturerliöliung verdampft, z. B. i bis 4 Gewichts-

  lirozent Paraffin. -Nachdem das Gemisch homogeni-

  siert worden ist, wird diese -lasse bei einem Druck

  von etwa o.5 bis .I t/cni2 in die Form gepreßt, was

  je nach der Ausbildung der Preßform Platten er-

  gibt. die zum Ausschneiden oder Zufornien der

  Bürsten dienen. In allen Fällen werden die geform-

  ten Werkstücke durch Beheizung gesintert, bis die

  -lasse die gewiinschteKompaktheit erreicht. Dieser

  Sintervorgang muß in neutraler Atmosphäre oder

  in leicht reduzierender Umgebung oder noch frei

  Unterdruck erfolgen. Hierbei muß die höchste Teni-

  lxratur einerseits ausreichen, um die -lasse zusam-

  nienzupressen, und andererseits unter dem 1Värme-

  grad liegen, frei dein sieh die Sulfide zersetzen. Die

  Zusainnienpressung und Sinterung kann gemeinsam

  erfolgen, beispielsweise bei einer Temperatur zwi-

  schen 330 und 5oo° C und unter einem Druck von

  5o his -oo kg/cm2. Unter diesen Bedingungen er-

  fordert (las Sintern oder Verbacken nur einige

  Minuten, wobei die Dauer von den Abmessungen

  des Werkstückes und der Korngröße desselben

  sowie vom gewählten Druck abhängt. Nach dein

  Aushacken der Platten werden aus diesen die

  Bürstenformlinge ausgeschnitten.

  Die günstigen Zusammensetzungen können his

  etwa i ,5 °/o Schwefel enthalten, wobei vom Gesamt-

  gewicht des Werkstoffes ausgegangen wird. Ein

  Verhältnis von I bis 8% kann aber auch schon ge-

  niigen. Verwendbar sind alle Sulfide, die den ther-

  mischen Verhältnissen des Sinterns oder Aus-

  backens und den normalen Witterungseinflüssen,

  l#euclitigkeitsgelialten und trockenem oder feuch-

  tem Sauerstoff standhalten.

  7)1e geeignetsten Sulfide sind die der Metalle der

  d. periodischen Gruppe: Zinn, Blei und beiläufig

  Titan oder Zirkon. Ebenso geeignet sind auch die

  schwarzen oder farbigen Sulfide der Schwermetalle,

  namentlich Ctt. Ag, Hg, Cd, Ti. Bi, Ta, S1), Ass,

  Mo, W, U, Te, -Mn (grüne Spielart), Fe, Co, Ni.

  I?rgibt (las -Metall zwei verschiedene Sulfide, so

  wir(- ins allgemeinen demjenigen der Vorzug ge-

  geben, der das meiste -Ietalloid enthält. Es können

  auch mehrere unterschiedliche Sulfide ein und des-

  selben :Metalls, beispielsweise SCu und SCu2, SSn

  und S2 Sn ustv., oder auch Sulfide verschiedener

  Metalle gemeinsam benutzt werden, und zwar ver-

  mengt oder selbst chemisch miteinander abgebun-

  den, namentlich in Form von Thioantimoniaten,

  Thiowolfrainaten,Thioniolybdatentistv. derSchwer-

  metalle.

  Wenn für die Hygiene keine Gefahr besteht,

  können selbst Arsenschwefelverbindungen oller

  komplexere, zugleich Schwefel und Arsen enthal-

  tende Schwefelverbindungen benutzt werden.

  Als keineswegs einschränkendes Beispiel können

  folgende Zusammensetzung und Verfahrensweise

  angegeben werden: Ein Gemisch von 481/o Kupfer,

  12 °/0 131e1, 2 ; % Graphit, 150/0 Zinn finit einem Zu-

  Satz von io°/o Zinnschwefel ist unter einem 1)rtic'k

  von i2oo kg/cm2 bei gewöhnlicher Temperatur in

  der Form gepreßt und als(lann 3 Stunden lang in

  einer Atmosphäre von Kolilei)siitiregas frei 6,3o' C

  gesintert worden. Der erzielte Werkstoff hat eine

  zufriedenstellende Zähigkeit und. als lüirste bei

  einer Stromdichte von 12 .1m1>erc/cm2 1renutzt,

  arbeitet er normalerweise unter einem auf etwa

  io mm Quecksilber herabgesetzten Luftdruck.

  Nach einer anderen Ausführungsart wird der

  Mischung des zum Sintern lxstimmten Pulvers das

  mit Schwefel zu sättigende Metall und Schwefel in

  feinzerstoßenem Zustand zugesetzt. Dieses Verfah-

  ren eignet sich besonders vorteilhaft zur Herstel-

  lung von Bürsten mit Kupfer, Graphit und Schwe-

  felkupfer als Grundstoff. Der Schwefel braucht nicht

  unbedingt im voraus beigemengt zu werden, sofern

  das urigesinterte oder zwecks lieilrelialtting einer

  Porigkeit bei genügend niedriges- Temperatur ge-

  sinterte Produkt der Einwirkung der gasförmigen

  oder flüssigen schwefelnden Zusaininensetzungen

  oderVerbindungen, namentlich (les Schwefelwasser-

  stoffs oder der in Wasser aufgelösten alkalischen

  Polyschwefelverbindungen. ausgesetzt wird.

  Die soeben beschriebenen Ausführungsarten sind

  nicht geeignet, einer praktisch nur Kohle oder

  Graphit enthaltenden Zusammensetzung oder Ver-

  bindung ein Sulfid einzuverleiben, (la diese Zusam-

  mensetzung bei einer für diese Bestandteile zu

  hohen Temperatur gesintert bzw. verbacken werden

  müßte. In diesem Fall kann nach der einen oder der

  anderen ,der beiden folgenden Methoden verfahren

  werden

  i. Der Masse, aus der die Platten oder Bürsten

  'hergestellt werden sollen, wird eine geeignete

  1-tenge des mit Schwefel zu sättigenden Metalls in

  feinzerstoßenem Zustand zugesetzt, worauf das Ge-

  misch mit einem verkohlbaren organischen Binde-

  mittel, z. 13, Pech, Kohlenteer, Sirtip von Zucker

  oder Glucose, zusammengepreßt, in die Form ge-

  bracht und ausgebrannt wird, nin das Bindemittel

  zum Verkohlen zu bringen. Hierauf werden ge-

  gebenenfalls die Bürstenformlinge ausgeschnitten

  und schließlich, wie im vorigen Beispiel, die Sätti-

  gung des Metalls mit Schwefel auf gasförniigein

  oder fliissigein Weg vorgenommen.

  2. Ein Sulfid und natürlicher Graphit werden mit

  einer sehr kleinen Menge eines organischen Binde-

  mittels vermengt. Das Ganze wird in die Form ge-

  bracht und das Bindemittel durch Backen lxs niedri-

  ger Temperatur zum Verdampfen gebracht oder

  durch geeignete Trocknung ins Trockenofen er-

  härtet. In diesem Fall ist es zweckni<ißig, dem

  Graphit ein Sulfid mit Lainellenstruktur, beispiels-

  weise Bisulfite des Molybdäns. (les Zirkons oller des

  Wolframs, zuzusetzen, (las (reinisch mittels eines

  Kunstharzes in einem Verh:iltiiis von iin allgemei-

  nen weniger als 5 °/o des <lesamtgewirhtes abzu-

  binden und dann das Harz durch ßeheizung unter

  etwa 25o' C zum Erhärten zu bringen. Als solche

  Kunstharze können beispielsweise I'henolaldehvd-

  konde,nsationsprodukte verwendet werden, wie z. 13.

  ein Kresolformal<lehydkonilensationsprodula.

  ()1111e lx' ücksicht auf die 7ttsttmnietisetztttig und

  auf die Aufl>ereinuigstceise der si>el>eti beschrie-

  lxeneii I@iii-st<-ii 1«itttiett diese eilte \achlwltandlung

  erfahren, namentlich uni sie finit Schinierinitteln

  öder die ()x\dierung verhindernden Mitteln zu

  trütiken und auf diese Weise auf die

  ciitztl\\irl<eti und die Instandhaltung der Sttl-

  fide ohiic spontane Oxydierung zu gewährleisten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Nirfahren zur TTerstcllung ton ßiirsten für elrktrisclw Maschinen, dadurch gekennzeichnet. dal1 der @lürstcnzusammeiisetzttng Sulfide der Scli@@ernietalle lieigenietigt t\-erden. wobei der Schwefelgehalt der Hürsm etwa i;°io ihres Ge- @@ ic'lites crn#ichen kann. 2. %rfahren nach =Allspruch t. dadurch ge- ketiiizeicliii<@t, daLi die rins einer Mischung von Kohle und \letall und unmittellmrerßeimengtnW einer odri- niclirei-ei- einfacher oder komlilexer Stiltide bestehenden bürsten gesintert werden. 3. \herfahren nach den Ansprüchen r und 2, dadurch g<@l:eiiiizeitahnet, dal.l <1er 13iirstetizusain- inensctzuug gleichzeitig SchtNefel und das mit Sclitt-cfcl ztt s;ittigcit@lc NIctall lxi@@eniengt t@-er- deii. @tcalni die Schwrfelung von :ich heraus während des Sinterungsvorganges eintritt. \-erfahren nach den Ansprüchen t und 2, dadurch gekennzeichnet, daf> der Bürstenzusani- ueusetzung ein Metall 1>eigenieiigt wird. wel- ches durch eine \ac'libehandlung mit gasfiirnii- gen (>der flüssigen Mitteln, all Schmeftwasser- stofF, alkalischen Polestilfiden us"i geschm-efelt \ver<lci> kann. ;. Verfahren nach den Ansprüchen i IS, 3, gekennzeichnet durch die l;ein>engung de: mit Schtcefel zu sättigenden Metallos in eine stenzusammensetzttt>g mit Kohle oder Graphit als Grundstoff, wobei die Sclit"-efeltttig @\ ie im Fall des Anspruches 4 erfolgt, nachdem die Masse in die Forin gebracht und unter dem ül>li- cheii I)'editigttiigen der T@unstkohleherstelluitg ausgebacken t\-orden ist. l>. \-erfahren nach i1en Anspriicheii i bis 3. gekennzeichnet durch die Heir cngung eifies Sulfides und natürlichen Graphits in eine Ilüi-- stenzusaminensetzting, die durch eitle unter et\Wi 250 C durchgeführte Wärtnel>chandlung ruszininieiig<,lii-el.it geformt arid zum l:rli;irtcti gebracht wird, wobei da: 13iti<let>tittel durch die W;ii-tne <,i-lt;irtbar ()der liol@-merisierliar ist.