PL150223B1

PL150223B1 - Szczotka anizotropowa warstwowa do komutatorowych maszyn elektrycznych 0 pracy nienawrotnej

Info

Publication number: PL150223B1
Application number: PL26042686A
Authority: PL
Priority date: 1986-07-01
Filing date: 1986-07-01
Publication date: 1990-05-31

Description

OPIS PATENTOWY

150 223

Patent dodatkowy do patentu nrZgłoszono: 86 07 01 /P. 260426/ Pierwszeństwo CZYTELNIA u 'ędc Talentowego ·?.....; » Łw—Ł

Int. Cl.⁵ H01R 39/24

URZĄD

PATENTOWY

RP

Zgłoszenie ogłoszono: 88 03 31

Opis patentowy opublikowano: 90 07 31

Twórcy wynalazku: Andrzej Wilk, Zbigniew Miszalski, Wojciech Rafalski

Uprawniony z patentu: Politechnika Gdańska, Gdańsk /Polska/

SZCZOTKA ANIZOTROPOWA WARSTWOWA DO KOMUTATOROWYCH MASZYN ELEKTRYCZNYCH 0 PRACY NIENAWROTNEJ

Przedmiotem wynalazku jest budowa trwałej I łatwo wytwarzalnej anizotropowej warstwowej szczotki do komutatorowych maszyn elektrycznych o pracy nienawrotnej.

Znane są i stosowane powszechnie różne rozwiązania szczotek anizotropowych. Znane jest między innymi z patentu RFN nr 3133 383 udzielonego na rzecz firmy Siemensa rozwiązanie szczotki, wykonanej z zebranych w przyrządzie cienkich warstw folii grafitowej. Uwarstwienie szczotki jest równoległe w stosunku do kierunku przesuwania się szczotki względem pierścieni ślizgowych lub komutatora. Warstwy w przekroju szczotki wykonane są faliście lub zygzakowato. Szczotka zaopatrzona jest w linkę wiodącą prąd, wykonaną z giętkiego przewodu zamocowaną w warstwie o najmniejszej rezystywności.

Tak zbudowaną szczotkę anizotropową charakteryzuje gęstość prądu przewodzenia nie różniąca 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 warstwowej do komutatorowych maszyn elektrycznych o pracy nienawrotnej, łatwiejszej w wykonaniu i trwalszej w użytkowaniu.

Zadanie to spełnia szczotka anizotropowa warstwowa do komutatorowych maszyn elektrycznych o pracy nienawrotnej, sporządzona z cienkich warstw materiałów przewodzących ukształtowanych w postać przestrzennego tworu prostokątnego, zwłaszcza prostopadłościanu foremnego, zaopatrzona w linkę wiodącą prąd wykonaną z elastycznego przewodu dzięki temu, że składa się z trwale ze sobą połączonych licznych warstw materiału, powstałego z wymieszania ziaren dwóch materiałów przewodzących. Jeden z nich stanowi materiał metaliczny

150 223 lub węglopochodny o małej rezystywności, drugi materiał niemetaliczny o dużej rezystywnpści -z dodatkiem substancji wiążących· Zawartość materiału metalicznego rośnie, zaś materiału niemetalicznego maleje w tych samych proporcjach w kolejnych warstwach na odcinku odpowiadającym grubości szczotki, czyli w kierunku stycznym do kierunku ślizgania się szczotki od krawędzi zbiegającej do krawędzi nabiegającej. Elastyczna linka wiodąca prąd zamocowana jeat w bocznej części szczotki, w pobliżu krawędzi nabiegającej w warstwie o małej rezystywności. Materiałem o małej rezystywności jest proszek np. miedziany, srebrny, węglopochodny lub mieszanina proszków tych materiałów o odpowiednim do potrzeb wzajemnym stosunku procentowym, o granulacji największych drobin nie przekraczającej 100yUm, najkorzystniej nie przekraczającej 10 /un. Jako materiał o dużej rezystywności zastosowany jest proszek elektrografitowy lub grafitowy z dodatkiem substancji wiążącej termo- lub chemoręaktywnej, neutralizującej szkodliwe składniki środowiska pracy szczotki. Poczynając od krawędzi zbiegającej szczotki, kilka pierwszych warstw szczotki składa się wyłącznie z materiału o dużej rezystywności 1 substancji wiążących. W kolejnych dalszych warstwach zawartość proszku materiału o małej rezystywności rośnie w kierunku od krawędzi zbiegającej do krawędzi nabiegającej, osiągając maksymalną zawartość około 90% przy krawędzi nabiegającej. Grubość pojedynczej warstwy nie przekracza 1 ran.

Zbudowana w powyższy sposób szczotka zapewnia gęstość prądu przewodzenia na poziomie szczotek metalografitowych. Ogromną jej zaletą jest, że w porównaniu z innymi materiałami odznacza się małymi stratami przewodzenia prądu głównego oraz obniżoną skłonnością do iskrzenia, dzięki czemu wydłuża się czas pracy, a więc trwałość komutatora i szczotki.

Przedmiot wynalazku jeat szczegółowo opisany na przykładzie wykonania szczotki anizotropowej warstwowej do komutatorowych maszyn elektrycznych o pracy nienawrotnej i przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ogólny widok szczotki a fig. 2 wykresy koncentracji składników tworzących szczotkę, gdzie I oznacza wykres koncentracji proszków metali, a II - wykres koncentracji proszków elektrografitu i lepiszczy. Szczotka 1 ma kształt przestrzennego tworu prostokątnego. Składa się z licznych warstw o grubości tworzących grubość całkowitą szczotki t. Warstwy te połączone eą ze sobą trwale przez sprasowanie i/lub spieczenie. Materiał tworzący poszczególne warstwy powstaje z wymieszania ziaren dwóch materiałów przewodzących, z których jeden stanowi materiał metaliczny lub węglopochodny o małej rezystywności, a drugi materiał niemetaliczny o dużej rezystywności z dodatkiem substancji wiążących. 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. Ka odcinku t, czyli w kierunku stycznym do kierunku ślizgania się szczotki 1 od krawędzi zbiegającej 3 do krcwędzi nabiegającej 4, w kolejnych warstwach r x a x t^ zawartość materiału metalicznego rośnie, zaś materiału niemetalicznego maleje według dowolnej funkcji o tej samej szybkości zmian. Zmiany te zobrazowane są na wykresach - rysunek fig. 2. Poczynając od krawędzi zbiegającej 3 szczotki 1 kilke pierwszych warstw rxax.t₁ składa się wyłącznie z materiału o dużej rezystywności i substancji wiążących, a dalej, w kolejnych warstwach r x a x t₁ zawartość proszku materiału o małej rezystywności rośnie w kierunku od krawędzi zbiegającej 3 do krawędzi nabiegającej 4, osiągając maksymalną zawartość około 90% przy krawędzi nabiegającej 4. Grubość pojedynczej warstwy t^ nie przekracza 1 mm. Materiałem o małej rezystywności jest proszek np. miedziany, srebrny, węglopochodny lub mieszanina proszków tych materiałów o odpowiednim do potrzeb wzajemnym stosunku procentowym, o granulacji największych drobin nie przekraczającej 100najkorzystniej nie przekraczającej 10^m. Jako materiał o dużej rezystywności zastosowany jest proszek elektrografitowy lub grafitowy z dodatkiem substancji wiążącej termo- lub chemoręaktywnej, neutralizującej szkodliwe składniki środowiska pracy szczotki 1. Elastyczna linka 2 wiodąca prąd zamocowana jest w bocznej części szczotki 1 w pobliżu krawędzi nabiegającej 4.

150 223

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Szczotka anizotropowa warstwowa do komutatorowych maszyn elektrycznych o pracy nienawrotnej, składająca się z cienkich warstw materiałów przewodzących ukształtowanych w postać przestrzennego tworu prostokątnego, zwłaszcza prostopadłościanu foremnego, zaopatrzona w linkę wiodącą prąd wykonaną z elastycznego przewodu, zna mion n a tym, że składa się z trwale ze sobą połączonych licznych warstw /t^/ materiału, powstałego z wymieszania ziaren dwóch materiałów przewodzących, z których jeden etanowi materiał metaliczny lub węglopochodny o małej rezystywności, a drugi materiał niemetaliczny o dużej rezystywności z dodatkiem substancji wiążących, przy czym zawartość materiału metalicznego rośnie, zaś materiału niemetalicznego maleje w tych samych proporcjach w kolejnych warstwach /r χ β x t^/ na odcinku /t/ odpowiadejącym grubości szczotki /1/, czyli w kierunku stycznym do kierunku ślizgania się szczotki /1/ od krawędzi zbiegającej /3/ do krawędzi nabiegającej /4/, a elastyczna linka /2/ wiodąca prąd zamocowana jest w bocznej części szczotki /1/ w pobliżu krawędzi nabiegającej /4/ w warstwie o najmniejszej rezystywności·
2· Szczotka anizotropowa warstwowa według zastrz. 1, znamienna tym, że jako materiał o małej rezystywności zastosowany jest proszek np. miedziany, srebrny, węglopochodny lub mieszanina prbszków tych materiałów o odpowiednim do potrzeb wzajemnym stosunku procentowym, o granulacji największych drobin nie przekraczającej 100 ytom, najkorzystniej nie przekraczającej 10/Lm.
3« Szczotka anizotropowa warstwowa według zastrz. 1, znamienna tym, że jako materiał o dużej rezystywności zastosowany jest proszek elektrografitowy lub grafitowy z dodatkiem substancji wiążącej termo- lub che moręaktywne j, neutralizującej szkodliwe składniki środowiska pracy szczotki /1/.
4. Szczotka anizotropowa warstwowa według zastrz. 1, znamienna tym, że poczynając od krawędzi zbiegającej /3/ szczotki /1/ kilka pierwszych warstw /r x a x t^/ szczotki /1/ składa się wyłącznie z materiału o dużej rezystywności 1 substancji wiążących, a dalej, w kolejnych warstwach /r x a x t^/, zawartość proszku materiału o małej rezystywności rośnie w kierunku od krawędzi zbiegającej /3/ do krawędzi nabiegającej /4/ osiągając maksymalną zawartość około 90% przy krawędzi nabiegającej /4/, przy czym grubość pojedynczej warstwy /t^/ nie przekracza 1 mn.

150 223

Fig.2

Pracownia Poligraficzna UP RP. Nakład 100 egz.

Cena 1500 zl