EP0651473A2 - Schleifring- bzw. Kommutatormotor - Google Patents

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EP0651473A2
EP0651473A2 EP94116339A EP94116339A EP0651473A2 EP 0651473 A2 EP0651473 A2 EP 0651473A2 EP 94116339 A EP94116339 A EP 94116339A EP 94116339 A EP94116339 A EP 94116339A EP 0651473 A2 EP0651473 A2 EP 0651473A2
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EP
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slip ring
filler
commutator motor
wollastonite
motor according
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EP94116339A
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Thomas Maihofer
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/06—Manufacture of commutators
    • H01R43/08—Manufacture of commutators in which segments are not separated until after assembly
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/14—Fastenings of commutators or slip-rings to shafts
    • H01R39/16—Fastenings of commutators or slip-rings to shafts by means of moulded or cast material applied during or after assembly

Definitions

  • the invention relates to a slip ring or commutator motor according to the preamble of claim 1; such a commutator motor is e.g. known from EP-A1-0 482 235.
  • slip rings or lamellas ground in a slip ring or commutator motor for supplying power to the rotor by stator-side brushes are held on the outer circumference of a support body fastened radially on the inside on a rotor shaft, which usually consists of a molding compound, in particular a phenolic resin molding compound, and this as an expanded material Fillers are added.
  • a support body fastened radially on the inside on a rotor shaft which usually consists of a molding compound, in particular a phenolic resin molding compound, and this as an expanded material Fillers are added.
  • asbestos fibers as fillers, which are characterized by high temperature stability, mechanical strength, good connectivity and high filling density, but are undesirable because of their low biocompatibility, and are even increasingly prohibited by law.
  • the molding compound is admixed with wollastonite, preferably in the form of a needle, in a proportion of approximately 7% to 70% of the total proportion of filler (100%).
  • the length / thickness ratio of the needles of the needle-shaped structured wollastonite filler fraction is preferably in the range between 30: 1 to 35: 1.
  • the remaining filler content is preferably provided by an appropriate addition of glass fibers and / or glass balls.
  • Wollastonite is a calcium silicate (CaSiO3) and belongs to the group of naturally occurring chain silicates, the chain direction of the (SiO4) tetrahedra corresponding to the longitudinal extension of the needle-shaped structured wollastonite particles.
  • the crystallographic property of wollastonite requires a high mechanical strength, whereby the tensile strength and the modulus of elasticity are significantly higher than that of the phenolic resin intended for the molding compound.
  • the wollastonite filler has both higher temperature stability and higher filling density, as well as high thermal conductivity and good welding temperature resistance with high thermal stability when welding the commutator hooks, and only one low shrinkage and a small expansion coefficient can be guaranteed with a low expansion coefficient.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Zur Herstellung einer asbestfreien Schleifring- bzw. Kommutatoranordnung ist Wollastonit (CaSiO3) in Nadelform-Struktur als Füllstoff der Phenolharz-Preßmasse für den Tragkörper der Schleifringe bzw. der Kommutator-Lamellen beigemischt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Schleifring- bzw. Kommutatormotor gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1; ein derartiger Kommutatormotor ist z.B. durch die EP-A1-0 482 235 bekannt.
  • Die bei einem Schleifring- bzw. Kommutatormotor zur Stromversorgung des Rotors von statorseitigen Bürsten beschliffenen Schleifringe bzw. Lamellen werden am Außenumfang eines radial innen auf einer Rotorwelle befestigten Tragkörpers gehalten, der üblicherweise aus einer Preßmasse, insbesondere einer Phenolharz-Preßmasse, besteht und dem als Streckmaterial Füllstoffe beigefügt sind. Es ist bekannt, als Füllstoff Asbestfasern beizumischen, die sich durch eine hohe Temperaturstabilität, mechanische Festigkeit, gute Anbindungsfähigkeit und hohe Fülldichte auszeichnen, jedoch wegen ihrer geringen Bioverträglichkeit unerwünscht, in fortschreitendem Maße sogar vom Gesetzgeber verboten sind.
  • Zur vollständigen bzw. teilweisen Substitution von Asbest hat man den Einsatz von Glasfaser- bzw. Glaskugel-Füllstoffen versucht, die jedoch insbesondere auf Grund ihrer geringeren Elastizität, ihres nicht vorhandenen Wasserhaushalts, ihrer geringen Schweißtemperaturbeständigkeit sowie der schlechten Anbindungsmöglichkeit zur übrigen Preßmasse bzw. zu den Kupfersegmenten des Schleifringes bzw. der Lamellen und aufgrund ihres großen Ausdehnungskoeffizienten nicht zu den erwünschten Erfolgen geführt haben.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Asbest-Ersatzfüllstoff anzugeben, der trotz guter Bioverträglichkeit die bisher von Asbest gezeigten spezifischen vorteilhaften Materialeigenschaften erfüllt und hinsichtlich seines Aufwandes auch zum Einsatz bei als Massenserienprodukt hergestellten Schleifring- bzw. Kommutatormotoren verwendbar ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einem Schleifring- bzw. Kommutatormotor der eingangs genannten Art dadurch, daß der Preßmasse als Füllstoff Wollastonit, vorzugsweise nadelförmig strukturiert, in einem Anteil von ca. 7% bis 70% des gesamten Füllstoffanteils (100%) beigemischt ist. Das Länge/Dicke-Verhältnis der Nadeln des nadelförmig strukturierten Wollastonit-Füllstoffanteils liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 30:1 bis 35:1.
  • Der verbleibende Füllstoffanteil wird vorzugsweise durch eine entsprechende Beigabe von Glasfasern und/oder Glaskugeln gestellt.
  • Wollastonit ist ein Calciumsilicat (CaSiO₃) und gehört zur Gruppe der natürlich vorkommenden Kettensilikate, wobei die Kettenrichtung der (SiO₄)-Tetraeder der Längserstreckung der nadelförmig strukturierten Wollastonitpartikel entspricht. Die kristallographische Eigenschaft des Wollastonites bedingt eine hohe mechanische Festigkeit, wobei die Zugfestigkeit und der Elastizitätsmodul bedeutend höher als der des für die Preßmasse vorgesehenen Phenolharzes liegen. In überraschender Weise hat sich gezeigt, daß darüberhinaus gegenüber ersatzweise vorgesehenen Füllstoffen in Form von Glasfasern bzw. Glaskugeln der Wollastonit-Füllstoff sowohl eine höhere Temperaturstabilität und höhere Fülldichte sowie auch eine hohe Wärmeleitfähigkeit und gute Schweißtemperaturbeständigkeit mit hoher thermischer Stabilität beim Verschweißen der Kommutatorhaken sowie eine nur geringe Schwindung und einen kleinen Ausdehnungskoeffizienten bei geringem Ausdehnungskoeffizienten gewährleistet werden kann.
  • Diese vorgenannten vorteilhaften spezifischen Eigenschaften sind verbunden mit einer hohen Bioverträglichkeit aufgrund einer schnellen Abbaubarkeit von in die menschliche Lunge gelangten Fasern innerhalb von 8 bis 15 Tagen im Vergleich zu einem Zeitraum von etwa 100 Tagen bei Glasfasern bzw. von 40.000 bis 60.000 Tagen bei bisher zur Anwendung kommenden Asbestmaterialen.
  • Durch eine vorteilhafte Oberflächenbehandlung der Wollastonit-Partikel mit einer Beschichtung durch Silanilierung, insbesondere durch Epoxi-, Amino- und Methacrylsilanen kann insbesondere die Anbindungsfähigkeit zwischen der Harzmatrix der für den Tragkörper vorgesehenen Phenolharz-Preßmasse und dem Füllstoff verbessert werden.

Claims (6)

  1. Schleifring- bzw. Kommutatormotor mit einer Füllstoff enthaltenden Schleifring- bzw. Kollektorpreßmasse, insbesondere Phenolharz-Preßmasse, als Träger für eine von Kontakten beschliffene Schleifring- bzw. Lamellenfläche, gekennzeichnet durch einen Wollastonit-Füllstoff mit einem Anteil von ca. 7% - 70% an der gesamten Füllstoffmenge.
  2. Schleifring- bzw. Kommutatormotor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen nadelförmig strukturierten Wollastonit-Füllstoff.
  3. Schleifring- bzw. Kommutatormotor nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Länge/Dicke-Verhältnis (L/D) der Nadeln des nadelförmig strukturierten Wollastonit-Füllstoff im Bereich von 30:1 bis 35:1.
  4. Schleifring- bzw. Kommutatormotor nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch einen mit einer Schlichte oberflächenvorbehandelten Wollastonit-Füllstoff.
  5. Schleifring- bzw. Kommutatormotor nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Silanilierungs-Beschichtung des Wollastonit-Füllstoff.
  6. Schleifring- bzw. Kommutatormotor nach einem der Ansprüche 1-5, gekennzeichnet durch einen weiteren Füllstoff in Form von Glasfasern und/oder Glaskugeln.
EP94116339A 1993-10-29 1994-10-17 Schleifring- bzw. Kommutatormotor. Ceased EP0651473A3 (de)

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DE9316606U 1993-10-29
DE9316606U DE9316606U1 (de) 1993-10-29 1993-10-29 Schleifring- bzw. Kommutatormotor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0651473A2 true EP0651473A2 (de) 1995-05-03
EP0651473A3 EP0651473A3 (de) 1996-07-10

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SK (1) SK283415B6 (de)

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EP0651473A3 (de) 1996-07-10
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