PL150424B1

PL150424B1 - Szczotka anizotropowa warstwowa do komutatorowych maszyn elektrycznych o pracy nawrotnej

Info

Publication number: PL150424B1
Application number: PL26044486A
Authority: PL
Priority date: 1986-07-03
Filing date: 1986-07-03
Publication date: 1990-05-31

Description

RZECZPOSPOLITA POLSKA	OPIS PATENTOWY	150 424
Patent dodatkowy do patentu nr--- Zgłoszono: ⁸⁸ 07 03 /P. 260444/	I Urzędu 1 I’*'”-··—--’
	Pierwszeństwo ——
W*		Int. Cl.⁵ H01R 39/24
URZĄD PATENTOWY RP	Zgłoszenie ogłoszono: ⁸⁸ θ³ 31 Opis patentowy opublikowano: 1990 10 31

Twórcy wynalazku: Andrzej Wilk» Zbigniew Muszalski» Wojciech Rafalski

Uprawniony z patentu: Politechnika Gdańska» Gdańsk /Polska/

SZCZOTKA ANIZOTROPOWA WARSTWOWA DO KOMUTATOROWYCH MASZYN ELEKTRYCZNYCH O PRACY NAWROTNEO

Przedmiotem wynalazku jest budowa trwalej i łatwo wytwarzalnej anizotropowej warstwowej szczotki do komutatorowych maszyn elektrycznych o pracy nawrotnej· Znane są i stosowane powszechnie różne rozwiązania szczotek anizotropowych· Znane jest między innymi z patentu RFN nr 3 133 383 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 ezczotki 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 nawrotnej» łatwiejszej w wykonaniu i trwalszej w użytkowaniu·

Zadanie to spełnia szczotka anizotropowa warstwowa do komutatorowych maszyn elektrycz nych o pracy nawrotnej» 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· Oeden z nich stanowi materiał metaliczny lub węglopochodny o małej rezystywności, drugi materiał niemetaliczny o dużej rezystywności z dodatkiem substancji więżących· Zawartość w szczotce materiału metalicznego i niemetalicznego zmienia się w kolejnych warstwach

150 424

150 424 symetrycznie względem płaszczyzny pionowej usytuowanej w połowie odległości między krawędzią zbiegającą a krawędzią nabiegającą szczotki· Elastyczna linka wiodąca prąd zamocowana jeet do boku pionowej płaszczyzny znajdującej się w połowie grubości szczotki· Oako materiał o małej rezystywności zastosowany jest proszek np· miedziany, srebrny, węglopochodny lub mieszanina proszków tych materiałów o odpowiednim do potrzeb wzajemnym stosunku procentowym, o granulacji największych drobin nie przekraczającej 100 urn, najkorzystniej nie przekraczającej 10 urn· Materiałem o dużej rezystywności jest proszek elektrografitowy lub grafitowy z dodatkiem substancji wiążącej termo - lub chemoreaktywnej, neutralizującej szkodliwe składniki środowiska pracy szczotki· Poczynając od krawędzi zbiegającej szczotki kilka pierwszych warstw szczotki składa eię wyłącznie z materiału o dużej rezystywności i substancji wiążących· Dalej w kolejnych warstwach na odcinku od krawędzi zbiegającej do płaszczyzny pionowej znajdującej się w połowie grubości szczotki zawartość proszku materiału o małej rezystywności rośnie, osiągając maksymalną zawartość około 90%, a następnie ponownie maleje i zbliżając się do krawędzi nabiegającej szczotki kilka ostatnich warstw zawiera ponownie wyłącznie materiał o dużej rezystywności z substancjami wiążącymi· Grubość pojedyńczej warstwy nie przekracza 1 mm·

Zbudowana w powyższy sposób szczotka zapownia gęstość prądu przewodzenia na poziomie szczotek metalografitowych· Ogromną jej zaletą jest, że w porównaniu z innymi materiałami odznacza się małymi stratami przejścia i obniżoną skłonnością do iskrzenia, dzięki czemu wydłuża się czas pracy, a więc trwałość komutatora i szczotki· Przedmiot wynalazku jest szczegółowo opisany na przykładzie wykonania szczotki anizotropowej warstwowej do komutatorowych maszyn elektrycznych o pracy nawrotnaj i przedstawiony na rysunku, na którym fig.1 przedstawia ogólny widok szczotki a fig.2 - wykres koncentracji składników tworzących szczotkę, gdzie 1 przedstawia wykres koncentracji proszków metali, a II - koncentracji proszków elektrografitu i lepiszczy·

Szczotka 1 ma kształt przestrzennego tworu prostokątnego· Wykonana jest z dwóch podstawowych sproszkowanych materiałów przewodzących, połączonych ze sobą trwale przez sprasowanie 1/lub spieczenie w liczne warstwy o grubości t^· Jednym 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 um, najkorzystniej nie przekraczającej 10 um· Drugi składnik to materiał niemetaliczny o dużej rezystywności - proszek elektrografitowy lub grafitowy z dodatkiem substancji wiążącej termo - lub chomoreaktywnej, 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 aię w kolejnych warstwach r x a x t^, symetrycznie względem płaszczyzny r x a usytuowanej w połowie odległości t· 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 i substancji wiążących, a dalej w kolejnych warstwach r x a x t^ 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 około 90%, a następnie ponownie maleje i zbliżając się do krawędzi nabiegającej 4 kilka ostatnich warstw r x a *x t* zawiera ponownie wyłącznie materiał o dużej rezystywności z substancjami wiążącymi· Grubość pojedyńczej warstwy t^ nie przekracza 1 mm· 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· Koncentracja materiałów proszkowych w szczotce 1 przedstawiona jest na wykresach obrazujących jej przebieg na grubość t szczotki - rysunek fig.2·

Claims

Zastrzeżenia patentowa

1· Szczotka anizotropowa warstwowa do komutatorowych maszyn elektrycznych o pracy nawrotnaj, składająca się z cienkich warstw materiałów przewodzących ukształtowanych w

150 424 postać przestrzennego tworu prostokątnego, zwłaszcza prostopadłościanu foremnego, zaopatrzona w linką wiodącą prąd wykonaną z elastycznego przewodu, znamienna tym, ża składa sią z trwale ze sobą połączonych licznych warstw /t^/ materiału, powstałego 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 więżących, przy czym zawartość w szczotce /1/ materiału metalicznego i materiału niemetalicznego zmienia się w kolejnych warstwach /r x a x t^/, symetrycznie względem płaszczyzny pionowej /r x a/ usytuowanej w połowie odległości /t/ między krawędzią zbiegającą /3/ a krawędzią nabiegającą /4/ szczotki /1/, a elastyczne linka /2/ wiodąca prąd zamocowana jest do boku pionowej płaszczyzny /r x a/ znajdującej się w połowie grubości /t/ szczotki /1/·.
2· Szczotka anizotropowa warstwowa według zastrzel, znamienna ty a, że jeko materiał o małej rezystywności zastosowany jest proszek np· miedziany, srebrny, węglopochodny lub mieszanina proszków tych materiałów o odpowiednim do potrzeb wzajemnym stosunku procentowym, o granulacji największych drobin nie przekraczającej 100 um, najkorzystniej nie przekraczającej 10 um·
3· Szczotka anizotropowa warstwowa według zastrz.l, znamienne tym, że jako materiał o dużej rezystywności zastosowany jest proszek elektrografltowy lub grafitowy z dodatkiem substancji wiążącej termo - lub chemoraaktywnej, neutralizującej szkodliwe składniki środowiska pracy szczotki /1/·
4. Szczotka anizotropowa warstwowa według zastrz.l, 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 i substancji wiążących, a dalej w kolejnych warstwach /r x a x t^/ 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 około 90%, a następnie ponownie maleje i zbliżając się do krawędzi nabiegającej /4/ szczotki /1/ kilka ostatnich warstw /r x a x t^/ zawiera ponownie wyłącznie materiał o dużej rezystywności z substancjami wiążącymi, przy czym grubość pojedyńczych warstw /t^/ nie przekracza 1 mm.

Fig.1

150 424

Zakład Wydawnictw UP«RP. Nakład 100 egz.

Cena 1500 zł