DE973759C

DE973759C - Verfahren zur Herstellung von Kontaktkoerpern fuer Stromabnehmer

Info

Publication number: DE973759C
Application number: DES12572D
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl-Ing Michelsen; Anton Schwarz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1944-09-17
Filing date: 1944-09-17
Publication date: 1960-05-25

Description

Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Kontaktkörpern, insbesondere bei der Herstellung von Schleifringen,Kommutatorsegmenten,Schaltkontakten u. dgl., werden für die Kontaktkörper verhältnismäßig viel hochwertige Metalle benötigt. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, sind schon wiederholt Versuche gemacht worden, die Kontaktkörper teilweise oder ganz durch Körper aus anderen Werkstoffen zu ersetzen, die eine gleich große Widerstandsfähigkeit

ίο aufweisen sollen. So wurde das Kontaktmetall mit einem Zusatz von Metalloxyd innig gemischt und danach einem Verfestigungsprozeß unterworf en.Weiterhin wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem das Kontaktmetall in einen aus einem metallarmen Metall-Metalloxyd-Gemisch durch Pressen und Sintern hergestellten Formkörper eingeseigert wird.

Die Erfindung betrifft nun eine weitere Ausbildung dieses Herstellungsverfahrens, deren Eigenart darin besteht, daß erfindungsgemäß aus dem Metall-Metalloxyd-Gemisch zunächst eine Lochscheibe hergestellt, z. B. gepreßt wird, daß diese Scheibe alsdann vorgesintert und nach mechanischer Bearbeitung kurzzeitig in neutraler oder reduzierender Atmosphäre, z. B. im H₂-Strom, hochgesintert wird.

Das Gefüge des fertigen Körpers besteht nun aus einem Netzwerk aus Siliziumoxyd, in das die Eisenpartikeln unter Druckspannung gesetzt eingebettet sind. Durch die Wechselwirkung zwischen den Zugspannungen des Skeletts und der Druckspannung des eingebetteten Metalls erhält der Körper eine beachtliche Druckfestigkeit, die höher liegt als diejenige eines aus Metalloxyd allein bestehenden Sinterkörpers. Er ist somit in der Lage, den Reibungsdruck des auf die Maschinenwelle aufgezogenen Strornabnehmerkörpers 1 (Fig. 1 und 3) aufzunehmen.

Durch geeignete Wahl der Korngröße entsteht ein Körper von großem Reichtum an Poren mikroskopischer Abmessungen.

Die Lochscheibe wird alsdann in eine beheizbare Gießform eingesetzt und auf etwa 1200° C vorgewärmt, um dann vorsichtig mit einer Kupferschmelze oder einem anderen geeigneten Kontaktmetall oder einer Legierung umgössen zu werden. Nach erfolgter Abkühlung liegt nun ein Körper vor, bei dem die Kontaktmetallauflage in einer auf dem Wege des Walzplattier ens nicht erreichbaren Weise homogen mit dem Grundkörper verbunden ist.

Die Lauffläche des Stromabnehmers wird alsdann noch durch spangebende Bearbeitung egalisiert, womit der Stromabnehmer für den Einbau in die elektrische Maschine gebrauchsfertig ist. Man kann aber auch den Grundkörper mit der Metallauflage gemeinsam nach dem Strangpreßverfahren herstellen und den Formkörper nach dem Strangpressen zum fertigen Kommutatorkörper fertigarbeiten.

Im vorliegenden Falle ist darauf zu achten, daß an Stelle eines Kohlemantels ein solcher aus einem hergestellten Verbundmetallkörper tritt, der in diesem Falle die Rolle einer Plattierungsauflage auf den hochporösen Grundkörper spielt.

Wie in dem Vorstehenden angedeutet, geschieht die Vereinigung der die Kontaktmetallauflage gegebenenfalls bildenden Komponenten an sich drucklos.

In allen Fällen wird man zweckmäßig die vom Strang abgetrennten Lochscheiben vorsintern, sie nach dem Vorsintern auf die gewünschte Gestalt fertigbearbeiten, um sie alsdann hochzusintern.

Man kann aber auch mit Vorteil von dem von W. D. Jones angegebenen Verfahren der Drucksinterung Gebrauch machen, indem man die elastische Formgebung in kontinuierlicher Folge mit dem Drucksinterverfahren nach W. D. Jones vereinigt (vgl. hierzu Dr. Günther Ritz au: Zur neueren Entwicklung der Metallkeramik, Werkstatt-Technik und Werksleiter, Jahrg. 35, Heft 8 vom 25. 4.1941, S. 145 bis 149, insbesondere S. 148 und 149).

Fig. 2 zeigt die Vorderansicht des in Fig. 1 in einem Längsschnitt dargestellten Stromabnehmers. Zur Erleichterung des Aufziehens auf die Maschinenwelle kann in dem Stromabnehmer 1 die metallische Hülse 3 eingepreßt werden.

In Fig. 3 und 4 ist ein Stromwender nach der Erfindung in einem Längsschnitt und in Vorderansicht dargestellt. Die Herstellungsweise ist im wesentlichen wie zuvor beschrieben. Nach dem Aufbringen der Kontaktmetallauflage 2 wird der Umlaufkörper durch Trennschnitte 5 in die verlangte Anzahl von Stromwendersegmenten 6 aufgeteilt. Ferner werden die Lötschlitze 3 eingefräst, womit der Stromwender einbaufertig ist.

In Fig. 5 ist schließlich noch die Abhängigkeit des spezifischen Widerstandes des Stromabnehmer-Grundkörpers vom Abstand von der Stromabnehmer-Lauffläche dargestellt. Wie man sieht, steigt mit wachsendem Abstand von der Stromabnehmer-Lauffläche der spezifische Widerstand progressiv an, so daß von der in Fig. 4 und 5 strichpunktiert angedeuteten Grenze an nach der Wellenbohrung hin der Körper den Charakter eines elektrischen Nichtleiters angenommen hat.

Claims

PATENTANSPBÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von Kontaktkörpern für Stromabnehmer, wie Schleifbügel, Schleif rollen, Kommutatoren od. dgl., bei dem das Kontaktmetall in einen aus einem Metall-Metalloxyd-Gemisch durch Pressen und Sintern hergestellten Formkörper eingeseigert wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Metall-Metalloxyd-Gemisch zunächst eine Lochscheibe hergestellt,

z. B. gepreßt wird, daß diese Scheibe alsdann vorgesintert und nach mechanischer Bearbeitung kurzzeitig in neutraler oder reduzierender Atmosphäre, z. B. im H₂-Strom, hochgesintert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochscheibe in eine vorzugsweise beheizbare Gießform eingesetzt wird, alsdann auf etwa 1200⁰C vorgewärmt und hierauf mit einer Kupferschmelze oder mit der Schmelze eines anderen Metalls umgössen und schließlich fertigbearbeitet wird.