PL150220B1

PL150220B1 - Szczotka anizotropowa monolityczna do komutatorowych maszyn elektrycznych 0 pracy nay/rotne

Info

Publication number: PL150220B1
Application number: PL26026386A
Authority: PL
Priority date: 1986-06-25
Filing date: 1986-06-25
Publication date: 1990-05-31

Description

OPIS PATENTOWY

150 220

URZĄD

PATENTOWY

RP

Patent dodatkowy do patentu nrZgłoszono: 86 06 25 /P. 260263/ Pierwszeństwo —

CZ f ł ŁLNIA

Urzędu Patentowego hlrtuj lncwf*«* < ή

Int. Cl.⁵ H01R 39/24

Zgłoszenie ogłoszono: θθ 05 26

Opis patentowy opublikowano: 90 07 31

Twórcy wynalazku: Andrzej Wilk, Zbigniew Muszalski, Wojciech Rafalski

Uprawniony z patentu: Politechnika Gdańska, Gdańsk /Polska/

SZCZOTKA ANIZOTROPOWA MONOLITYCZNA DO KOMUTATOROWYCH MASZYN ELEKTRYCZNYCH 0 PRACY NAY/ROTNEJ

Przedmiotem wynalazku jest budowa trwałej i łatwo wytwarzałnej anizotropowej monolitycznej szczotki do komutatorowych maszyn elektrycznych o pracy nawrot nej.

Znane są i stosowane powszechnie różne rozwiązania szczotek anizotropowych. Znane jest między innymi z patentu USA nr 3114062 udzielonego na rzecz firmy The Teletrak. Comp. rozwiązanie szczotki do maszyn komutatorowych zbudowanej z materiałów anizotropowych, która posiada dużą przewodność elektryczną i cieplną w dwóch kierunkach, a małą w trzecim. Jako materiał anizotropowy stosowany jest w tym przypadku polikrystaliczny, wieloskładnikowy grafit z odpowiednią orientacją kryształów.

Tak zbudowaną szczotkę anizotropową charakteryzuje gęstość prądu przewodzenia nie różniącą się od gęstości prądu standartowych szczotek elektrografitowych. Ponadto technologia jej wytwarzania jest skomplikowana, co ogranicza krąg potencjalnych producentów tego elementu.

Wynalazek rozwiązuje zagadnienie opracowania innej budowy szczotki anizotropowej monolitycznej do komutatorowych maszyn elektrycznych o pracy nawrotnej, łatwiejszej w wykonaniu i trwalszej w użytkowaniu.

Zadanie to spełnia szczotka anizotropoY/a monolityczna do komutatorowych maszyn elektrycznych o pracy nawrotnej, sporządzona z materiału anizotropowego ukształtowanego w postać przestrzennego tworu prostokątnego, zwłaszcza prostopadłościanu foremnego, zaopatrzona w linkę wiodącą prąd wykonaną z elastycznego przewodu dzięki temu, że wykonana jest z dwóch sproszkowanych materiałów przewodzących, wymieszanych ze sobą i z substancjami wiążącymi i trwale ze sobą połączonych. Jeden z materiałów stanowi materiał metaliczny lub węglopochodny o małej rezystywności, a drugi materiał niemetaliczny o dużej rezystywności. Zawartość w szczotce materiału metalicznego i materiału niemetalicznego zmienia się w

150 220 kolejnych płaszczyznach pionowych prostopadłych do kierunku ślizgania się szczotki, symetrycznie względem takiej płaszczyzny usytuowanej w połowie odległości między krawędzią zbiegającą a .krawędzią nabiegającą szczotki· Elastyczna linka wiodąca prąd zamocowana jest do boku płaszczyzny pionowej znajdującej się w połowie grubości szczotki. Jako materiał o małej rezystywności zastosowany jest proszek miedziany, srebrny, węglopochodny lub -mieszanlna proszków tych materiałów o odpowiednim do potrzeb wzajemnym stosunku procentowym, o granulacji największych drobin nie przekraczającej 100y*m., najkorzystniej nie przekraczającej lQpm.

Materiałem o dużej rezystywności jest proszek elektrografitowy lub grafitowy z dodatkiem substancji wiążącej termo- lub chemoręaktywnej, neutralizującej szkodliwe składniki środowiska pracy szczotki. Poczynając od płaszczyzny pionowej mającej u swej podstawy krawędź zbiegającą szczotki, pewna jej warstwa złożona jest wyłącznie z materiału o dużej rezystywności i substancji wiążących, a dalej, w kolejnych płaszczyznach pionowych na odcinku od krawędzi zbiegającej do płaszczyzny pionowej znajdującej się w połowie grubości szczotki, zawartość proszku materiału o małej rezystywności rośnie, osiągając maksymalną zawartość 90%, a następnie ponownie maleje i zbliżając się do płaszczyzny pionowej mającej u swej podstawy krawędź nabiegającą szczotki pewna jej warstwa zawiera ponownie wyłącznie materiał o dużej rezystywności z substancjami wiążącymi.

Ogromną zaletą wykonanej w powyższy sposób szczotki jest bardzo prosta technologia jej wytwarzania oraz obniżona skłonność do iskrzenia. Dzięki obniżonej w porównaniu z innymi materiałami monolitycznymi skłonności do iskrzenia, zwiększa się wydatnie czas pracy, a więc trwałość komutatora i szczotki. Porównując powyższą szczotkę z innymi znanymi szczotkami monolitycznymi elektrografitowymi, umożliwia ona przepływ prądu o znacznie większej gęstości.

Przedmiot wynalazku jest szczegółowo opisany na przykładzie wykonania szczotki anizotropowej monolitycznej do komutatorowych maszyn elektrycznych o pracy nawrotnej i przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ogólny widok szczotki a fig. 2 wykresy koncentracji składników, gdzie I oznacza koncentrację proszków metali, a II - koncentrację proszków elektrografitu i lepiszczy.

Szczotka 1 ma kształt przestrzennego tworu prostokątnego. Wykonana jest z dwóch podstawowych sproszkowanych materiałów przewodzących, wymieszanych ze sobą i z substancjami wiążącymi. Wszystkie składniki połączone są ze sobą trwale przez sprasowanie i/lub spieczenie. Jeden ze składników szczotki 1 jest materiał metaliczny lub węglopochodny o małej rezystywności - proszek miedziany, srebrny, węglopochodny lub mieszanina proszków tych materiałów o odpowiednim do potrzeb wzajemnym stosunku procentowym, o granulacji największych drobin nie przekraczającej 100/tfn, najkorzystniej nie przekraczającej 10/Ł-m. Drugi składnik to materiał niemetaliczny o dużej rezystywności - proszek elektrografitowy lub grafitowy z dodatkiem substancji wiążącej termo - lub chemoręaktywnej, neutralizującej szkodliwe składniki środowiska pracy szczotki 1. Wymiary boków przykładowej szczotki 1 oznaczone są literami r, a oraz t, przy czym długość krawędzi t jest odległością krawędzi zbiegającej 3 szczotki 1 od krawędzi nabiegającej 4. Zawartość w szczotce 1 materiału metalicznego i materiału niemetalicznego zmienia się w kolejnych płaszczyznach r x a, symetrycznie względem płaszczyzny r x a usytuowanej w połowie odległości t między krawędzią zbiegającą 3, a krawędzią nabiegającą 4 szczotki 1.

Poczynając od płaszczyzny r x a mającej u swej podstawy krawędź zbiegającą 3 szczotki 1, pewna jej warstwa złożona jest wyłącznie z materiału o dużej rezystywności i substancji wiążących, a dalej, w kolejnych płaszczyznach r x a na odcinku od krawędzi zbiegającej 3 do płaszczyzny r x a znajdującej się od niej o odległość t/2, zawartość proszku materiału o małej rezystywności rośnie, osiągając maksymalną zawartość 90%. Zawartość ta następnie ponownie maleje i zbliżając się do płaszczyzny r x a mającej u swej podstawy krawędź nabiegającą 4 szczotki 1 pewna warstwa szczotki 1 zawiera ponownie wyłącznie materiał o dużej rezystywności z substancjami wiążącymi. Koncentracja materiałów proszkowyoh w szczotce 1 przedstawiona jest na wykresach obrazujących jej przebieg na grubości

150 220 t szczotki 1 - rysunek, fig. 2. Elastyczna linka 2 wiodąca prąd zamocowana jest do boku płaszczyzny r x a znajdującej się o odległość t/2 od krawędzi zbiegającej 3 szczotki 1.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Szczotka anizotropowa monolityczna do komutatorowych maszyn elektrycznych o pracy nawrotnej, sporządzona z materiału anizotropowego ukształtowanego w postać przestrzenne go tworu prostokątnego, zwłaszcza prostopadłościanu foremnego, zaopatrzona w linkę wiodącą prąd wykonaną z elastycznego przewodu, znamienna tym, że wykonana jest z dwóch sproszkowanych materiałów przewodzących, wymieszanych ze sobą i z substancjami wiążącymi i trwale ze sobą połączonych, przy czym jeden z nich stanowi materiał metaliczny lub węglopochodny o małej rezystywności, ar drugi materiał niemetaliczny o dużej rezystywności, a zawartość w szczotce /1/ materiału metalicznego i materiału niemetalicznego zmienia się w kolejnych płaszczyznach pionowych prostopadłych do kierunku ślizgania się szczotki /r x a/, symetrycznie względem takiej płaszczyzny usytuowanej w połowie odległości /t/ między krawędzią zbiegającą /3/ a krawędzią nabiegającą /4/ szczotki /1/, a elastyczna linka /2/ wiodąca prąd zamocowana jest do boku płaszczyzny pionowej /r x a/ znajdującej się w połowie grubości szczotki /1/.
2. Szczotka anizotropowa monolityczna według zastrz· 1, znamienna tym, że jako materiał o małej rezystywności zastosowany jest proszek miedziany, srebrny, węglopochodny lub mieszanina proszków tych materiałów o odpowiednim do potrzeb wzajemnym stosunku procentowym, o granulacji największych drobin nie przekraczającej 100 ^m, najkorzystniej nie przekraczającej 10/nn.
3. Szczotka anizotropowa monolityczna według zastrz. 1 znamienna tym, że jako materiał o dużej rezystywności zastosowany jest proszek elektrografitowy lub grafitowy z dodatkiem substancji wiążącej termo- lub che moręaktywnej, neutralizującej szkodliwe składniki środowiska pracy szczotki /1/.
4· Szczotka anizotropowa monolityczna według zastrz. 1 znamienna tym, że poczynająo od płaszczyzny pionowej /r x a/ mającej u swej podstawy krawędź zbiegającą /3/ szczotki /1/, pewna jej warstwa złożona jest wyłącznie z materiału o dużej rezystywności i substancji wiążących, a dalej w kolejnych płaszczyznach pionowych /r x a/ na odcinku od krawędzi zbiegającej /3/ do płaszczyzny pionowej /r x a/ znajdującej się w połowie grubości szczotki /1/, zawartość proszku materiału o małej rezystywności rośnie, osiągając maksymalną zawartość 90%, a następnie ponownie maleje i zbliżając się do płaszczyzny pionowej /r x a/ mającej u swej podstawy krawędź nabiegającą /4/ szczotki /1/ pewna jej warstwa zawiera ponownie wyłącznie materiał o dużej rezystywności z substancjami wiążącymi.

150 220

Pracownia Poligraficzna UP RP. Nakład 100 egz.

Cena 1500 zł