DE915001C - Von Wechselstroemen durchflossener Stromwender oder Schleifring mit einem Kontaktteil aus einem elektrisch gut leitenden Werkstoff und mit einem Tragteil aus einem Werkstoff hoher Festigkeit und Einrichtung zur Herstellung einer Verschweissung bzw. Hartloetung bei einem solchen Stromwender oder Schl - Google Patents

Description

• Von Wechselströmen durchflossener 'Stromwender oder Schleifring mit einem Kontaktteil aus einem elektrisch gut leitenden Werkstoff und mit einem Tragteil aus einem Werkstoff hoher Festigkeit und Einrichtung zur Herstellung einer Verschweißung bzw. Hartlötung bei einem solchen' Stromwender oder Schleifring Es sind bereits Stromwenderlamellen bekanntgeworden, die an der Kontaktfläche aus Kupfer, Bim übrigen Teil aus magnetisierbarem Eisen bestehen:. Damit werden zwar eine große Festigkeit der Lamellen und eine Kupferersparnis erreicht. Die Leitfähigkeit solcher Lamellen ist jedoch im Vergleich zu ganz aus Kupfer bestehenden Lamellen empfindlich herabgesetzt. Die durch die Lamelle fließenden Wechselströme induzieren nämlich in ihr Wechselflüsse, die selbst wieder Wirbelströme hervorbringen. Sogar bei Gleichstrombetrieb ergibt sich infolge der durch die Drehung des Stromwenders bedingten hohen Frequenz des jeweils durch die Lamelle fließenden Stromes eine Wirbelstrombildung. Eine ungleichmäßige Stromverteilung ist daher die Folge. DieseUngleichmäßigkeit ist bei den bekannten Lamellen mit einem Tragteil aus magnetisierbarem Eisen besonders groß, da dann die sich um die Stromfäden bildenden Kraftlinien einen besonders geringen Widerstand in den Lamellen vorfinden. Die Verwendung derartiger Lamellen ist daher für hoch ausgenutzte Stromwender nicht angebracht. Ähnliche Schwierigkeiten ergeben sich auch bei von Wechselströmen durchflossenen Schleifringen, die an der Kontaktfläche aus Kupfer, im übrigen Teil aus Eisen bestehen.
• Diese Mängel werden gemäß der Erfindung dadurch wesentlich verringert, daß der Tragteil aus einem nicht magnetisierbaran Metall hoher Festigkeit, insbesondere einer mechanisch festen Bronze, hergestellt und mit dem Kontaktteil @durch eine bei elektrischer Widerstandserhitzung durchgeführte Schweißung oder Hartlotung verbunden wird. Die magnetischen Kraftlinien finden dabei in dem nicht magnetisierbarem Tragteil einen sehr hohen Widerstand, so daß auch die Bildung der Wirbelströme und die dadurch bedingte Stromverdrängung praktisch wegfällt. Es wird also die ganze Lamelle gleichmäßig zur Stromleitung herangezogen.
• Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Gemäß den Fig. i und 2 wird der aus Kupfer bestehende Kontaktteil i mit dem aus einer Legierung von Kupfer und Mangan bestehenden Tragteil e einer Stromwenderlamelle durch elektrische Widerstandsschweißung vertunden. Dabei kann der Tragteile noch Zusätze von Eisen, Blei, Zink, Aluminium, Antimon, Wismut bzw. Nickel erhalten. Zur Durchführung der Schweißung wird an dem Kontaktteil eine Kohleelektrode 3 und an dem Tragteil eine Kupferelektrode q. angelegt und Strom durch die Lamelle geschickt. Die Elektroden können hierbei, wie im vorliegenden Fall, nur jeweils einen Teil der Verbindung herstellen. Nach Fertigstellung dieses Teils wird dann die Lamelle entlang der Elektroden verschoben und hierauf der benachbarte Teil verschweißt. Die Verschiebung und die Verschweißung können auch stetig erfolgen. Es ist jedoch ohne weiteres auch möglich, die Elektroden so lang zu machen, daß die ganze bei der Lamelle erforderliche Verschweißung auf einmal durchgeführt werden kann. Eine Elektrode aus Kohle wird deshalb an den aus Kupfer bestehenden Kontaktteil angelegt, weil dieser Teil einen höheren Schmelzpunkt als der Tragteil 2 besitzt und daher stärker erhitzt werden muß, damit er gleichzeitig mit dem Tragteil e die Schweißtemperatur an der Verbindungsstelle erreicht.
• Die Fig.3 läßt eine weitere Einrichtung zur Herstellung der Verschweißung des Kontaktteils i mit dem Tragteil e einer Stromwenderlamelle erkennen. Dabei ist wesentlich, däß die Elektroden 5 und 6 im Bereich des aus Kupfer bestehenden Kontaktteils i aus Kohle bestehende Einsätze 7 und 8 besitzen. Das ist wieder notwendig, damit der schwerer schmelzbare Kontaktteil rechtzeitig an der Verbindungsfläche die Schweißtemperatur erreicht.
• Eine weitere Einrichtung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Schweißung kann den Fig. und 5 entnommen werden. In diesem Fall sind zur Verschweißung der beiden Teile i und 2 rollenförmige Elektroden 9 und io vorgesehen. Aus den bereits früher erörterten Gründen besteht die Elektrodeg ausKohle, während die.andereElektrode aus Kupfer hergestellt ist. Jede Elektrode ist auf einer aus Kupfer bestehenden, zweckmäßig mit Wasserkühlung versehenen Achse i i gelagert. Die Achsen dienten zur Zuführung des Stromes zu den. Elektroden. Bei der Schweißung können die zu verschweißenden Teile stetig oder ruckartig an den Elektroden entlang bewegt werden. An Stelle des dargestellten einen Paares können auch .zwei oder mehrere Paare derartiger Elektroden hintereinander angeordnet werden. Die ersten bzw. voranlaufenden Elektroden wärmen dann die zu verschweißenden Teile vor, während mit dem letzten Elektredenpaar die Schweißung durchgeführt wird. Durch die Anordnung einer Nut 12 in der einen Elektrode 3 bzw. 9 wird erreicht, daß die Nut die Schweißstelle umgreift und damit ein schädliches Heraustreten der weichgewordenen Werkstoffe verhindert wird.
• An Stelle der Schweißung kann auch eine Hartlotung bei elektrischerWiderstandserhitzung durchgeführt werden. Außerdem können auch Schleifringe elektrischer Maschinen mit einem Kontaktteil aus Kupfer und mit einem Tragteil aus einem nicht magnetisierbaren Metall in der oben beschriebenen Weise miteinander verbunden werden.
• Bei Stromwendern und Schleifringen mit einem Kontaktteil aus Kupfer und einem Tragteil aus einer festen Bronze, einem unmagnetischen Stahl oder nicht magnetistierbaren Eisen treten ferner bei Temperaturänderungen keine schädlichen Wärmespannungen auf, weil die Wärmedehnungskoeffizienten beider Teile praktisch gleich sind. Außerdem haben beide Teile praktisch den gleichen Elastizitätsmodul, so daß die Kaltverformung, z. B. das Profilziehen, keine Schwierigkeiten macht.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Von Wechselströmen durchflossener Stromwender oder Schleifring elektrischer Maschinen oder Apparate mit einem Kontaktteil aus einem elektrisch gut leitenden Werkstoff, z. B. Kupfer, und mit einem Tragteil aus einem Werkstoff hoher Festigkeit, insbesondere für hohe Umfangsgeschwindigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragteil aus einem nicht magnetisierbaren Metall hoher Festigkeit, vorzugsweise einer mechanisch festen Bronze, besteht und mit dem Kontaktteil durch eine bei elektrischer Widerstandserhitzung durchgeführte Schweißung oder Hartlotung verbunden ist.
2. 2. Stromwender nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen aus ziehbarem Werkstoff bestehen.
3. 3. Einrichtung zur Herstellung einer Verschweißung bzw. Hartlotung bei Stromwendern oder Schleifringen mach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Kontaktteil eine aus Kohle bestehende rollenförmige Elektrode und für den Tragteil eine aus Kupfer bestehende rollenförmige Elektrode vorgesehen ist.