Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.09.1973 Opis patentowy opublikowano: 31.01.1975 74062 KI. 21di,65 MKP HOlr 39/38 ^LlOTEICAl Twórcy wynalazku: Ryszard Kazimierski, Jerzy Wisniewski Uprawniony z patentu tymczasowego: Miejskie Przedsiebiorstwo Komunikacyjne, Lódz (Polska) Sposób wytwarzania uchwytów do obsady szczotkowej silników elektrycznych Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia uchwytów do obsady szczotkowej silników elek¬ trycznych, majacych zastosowanie do pojazdów szy¬ nowych, zwlaszcza tramwajów.Znane sa do tego celu rózne sposoby wytwarza¬ nia uchwytów stalowych z izolatorami porcelano¬ wymi lub bez nich, oraz uchwytów stalowych izo¬ lowanych zewnetrznie tylko warstwa na przyklad lakieru, albo tez uchwytów skladajacych sie cze¬ sciowo z metalu i izolacyjnego materialu mineral¬ nego jak mika lub szklo powlekane dlugoutwar- dzalna zywica epoksydowa, lub calkowicie z mate¬ rialu syntetycznego. Kazdy rodzaj uchwytu ma sworzen rozwidlony na jiednym splaszczonym kon¬ cu, a na drugim ma ksztalt walca lub prostopa¬ dloscianu.Najczesciej jest stosowany sposób wytwarzania uchwytów stalowych w oprawie porcelanowej lub bez niej, polegajacy na tym, ze tasme szklana po¬ wlekana dlugoutwardzalna zywica epoksydowa z dodatkiem bezwodnika kwasu ftalowego, nawija sie bezposrednio na rozgrzany sworzen metalowy do temperatury okolo 150°C. Nastepnie nawój sworz¬ nia poddaje sie utwardzeniu w temperaturze okolo 150°C w czasie 8 godzin. Po tym zaizolowany swo¬ rzen wciska sie za pomoca prasy hydraulicznej do nagrzanej do temperatury okolo 200°C obsady szczotkowej silnika.Niedogodnosc tego sposobu polega na tym, ze 10 15 20 25 2 uprzednio trzeba wykonac maszynowo tasme szkla¬ na powlekana wolno utwardzalna zywica epoksy¬ dowa, oraz wymagane najpierw podgrzewanie sworznia przed nawijaniem tasmy, a po tym jego wciskanie na goraco za pomoca prasy hydraulicznej powoduje duza pracochlonnosc oraz mozliwosc wy¬ stepowania licznych poparzen obslugi.Inny sposób wytwarzania uchwytów przykladowo czesciowo z metalu oraz tworzywa sztucznego i bez izolatora porcelanowego polega na tym, ze pod wi- dlasta czescia sworznia w wiekszej plaszczyznie prostopadloscianu nawierca sie szeregowo co naj¬ mniej dwa otwory, w które wprasowuje sie tuleje z tworzywa sztucznego. Nastepnie caly sworzen po¬ nizej czesci widlastej razem z tulejami powleka sie lakierem izolacyjnym lub plynna masa syntetyczna o wlasnosciach krzepliwych, z zachowaniem prze¬ switu tych tulei. Po tym w otwory tulei wprowa¬ dza sie wkrety i za ich pomoca uchwyt przymoco¬ wuje sie do obsady szczotkowej silnika elektrycz¬ nego.Niedogodnoscia tego uchwytu jest wystepowanie w krótkim okresie eksploatacji przebic elektrycz¬ nych w miejscu zetkniecia sie tulei ze sworzniem.Wytwarzanie uchwytów calkowicie z tworzywa sztucznego odbywa sie wskutek nakladania na sie¬ bie i sprasowania warstw tkaniny bawelnianej lub innej o regularnym splocie, przepojonej zywica syn¬ tetyczna przykladowo formaldechydowo-moczniko- wa. Z tak wykonanej plyty wycina sie wlasciwy 740623 74062 4 ksztalt sworznia, nawiercajac w jego dolnej czesci co najmniej dwa otwory na wkrety.Niedogodnoscia tego uchwytu jest jego mala od¬ pornosc mechaniczna na zlamanie, zwlaszcza czesci widlastej uchwytu mocowanego do obsady szczotko¬ wej silnika.Celem wynalazku jest usuniecie niedogodnosci znanych sposobów i zastosowanie w technologii wy¬ twarzania uchwytów do obsady szczotkowej, para¬ metrów eliminujacych pracochlonnosc i wypadko¬ wosc przy pracy na skutek oparzen obslugi.Cel ten zostal osiagniety dzieki recznemu osa¬ dzeniu na zimno sworznia stalowego w izolatorze porcelanowym i w gniezdzie obsady szczotkowej, oraz na zimnym nakladaniu na dolna czesc tego sworznia warstw ciaglych wlókien szklanych, po¬ wlekanych oleista zywica epoksydowa krótkoutwar- dzalna, jak tez umieszczeniu warstwy tych samych wlókien powlekanych na dnie gniazda.W odmianie sposobu cel ten osiagnieto dzieki wykonaniu wycinka o ksztalcie widlastym, wzdluz osi walcowej lub splaszczonej czesci sworznia me¬ talowego, przy czym cala dlugosc powierzchni tej czesci sworznia pokrywa sie na zimno równa war¬ stwa ciaglych wlókien szklanych powleczonych ta sama zywica epoksydowa, zachowujac w miejscu wycinka dwa otwory usytuowane obok siebie sze¬ regowo wzdluz osi sworznia. Takze w innej od¬ mianie sposobu cel ten osiagnieto dzieki uformowa¬ niu uchwytu przez ukladanie ciaglych wlókien szklanych powlekanych ta sama zywica epoksydo¬ wa, w pasma okrazajace labiryntowo cala po¬ wierzchnie uchwytu, lub 'tez przez ukladanie warstw tych wlókien w postaci zmierzwionej, przy czym warstwy te przed utwardzeniem i w czasie trwania tego procesu poddaje sie scisnieciu.Wspólnym srodkiem wiazacym wlókna szklane dla wszystkich rodzai uchwytów jest masa zywicz¬ na, skladajaca sie z eteru dwuglicydowego cztero- chloropochodnej dianu z dodatkiem utwardzacza na goraco bezwodnika kwasu maleinowego i aminy trzeciorzedowej z pierscieniem benzenowym uak¬ tywnionym do utwardzania zywic epoksydowych zwlaszcza maloczasteczkowych, oraz z ftalanu dwu- butylu modyfikujacego mase zywiczna celem uod¬ pornienia jej po utwardzeniu na zlamanie i z macz¬ ki przykladowo pumeksowej zmniejszajacej inten¬ sywnosc r.eakcji egzotermicznej w procesie utwar¬ dzania na goraco.Zaleta sposobu wedlug wynalazku jest tak do¬ brany sklad zywicy epoksydowej, który umozliwia podwyzszenie temperatury polimeryzacji w stosun¬ ku do jej wysokosci wedlug znanego sposobu, umo¬ zliwiajac w ten sposób skrócenie o polowe czasu polimeryzacji.Dodatkowa zalete stanowi warstwowe nakladanie ciaglych wlókien szklanych na zimny sworzen me¬ talowy, co z jednej strony eliminuje wstepne pra¬ cochlonne sporzadzanie samej itasmy szklanej, a z drugiej strony pozwala na unikniecie wypadkowosci przy pracy dzieki zimnej obróbce izolacyjnej sworz¬ nia w czasie jego nawijania i wciskania w uchwyt obsady szczotkowej.Inna zaleta jest reczne wciskanie na zimno izo¬ lowanego sworznia w uchwyt, eliminujac drogi i pracochlonny sposób dokonywania tej czynnosci za pomoca prasy hydraulicznej na goraco, wyklu¬ czajac tym samym grozbe oparzen obslugi.Zalete odmiany sposobu wedlug wynalazku, sta- 5 nowi w formie labiryntowe ulozenie wlókien szkla¬ nych powlekanych zywica epoksydowa modyfiko¬ wana, co stwarza z (tej masy po szybkim utwardze¬ niu monolit o wysokiej wytrzymalosci szczególnie na zlamanie, scieranie itd., przy zachowaniu wy¬ maganej odpornosci na przebicie elektryczne. Zbli¬ zona charakterystyke wytrzymalosci mechanicznej i elektrycznej, ma uchwyt ze zmierzwionych cia¬ glych wlókien szklanych.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uchwyt z izolatorem porcelanowym po¬ laczony z obsada szczotkowa w widoku z boku, fig. 2 — uchwyt z izolatorem porcelanowym w wi¬ doku z boku z czesciowym przekrojem podluznym, fig. 3 — sworzen metalowy w widoku z przodu, fig. 4 — sworzen metalowy w widoku z boku, fig. 5 — sworzen metalowy z warsitwa izolacyjna w przekroju podluznym, fig. 6 — sworzen metalowy na obydwóch koncach widlasty w widoku z przo¬ du, fig. 7 — sworzen metalowy na obydwóch kon¬ cach widlasty w widoku z boku, fig. 8 — uchwyt czesciowo metalowy i z tworzywa sztucznego w wi¬ doku z przodu, fig. 9 — uchwyt czesciowo metalo¬ wy i z tworzywa sztucznego w przekroju podluz¬ nym, fig. 10 — uchwyt z wlóknistego tworzywa sztucznego o wlóknach wydluzonych w widoku ogólnym, a fig. 11 — uchwyt z tego samego two¬ rzywa jak na fig. 10 o wlóknach zmierzwionych w widoku ogólnym.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze me¬ talowy sworzen 1 w walcowej czesci 2 poddaje sie powierzchniowemu nacieciu w postaci krzyzu¬ jacych sie wzajemnie rowków 3. Na walcowa czesc 2 nawija sie szklane wlókna, o dowolnym przekro¬ ju wlókna elementarnego najkorzystniej 4—10 mi¬ kronów, powlekane szybkoutwardzalna zywica epo¬ ksydowa, przykladowo zawierajaca eter dwiugiicy- dowy czterochloropochodnej dianu w ilosci 100 cze¬ sci wagowych, zmieszanych z 33—65 czesciami wa¬ gowymi srodka utwardzajacego najkorzystniej bez¬ wodnika kwasu maleinowego i z 0,15—0,2 czescia¬ mi wagowymi aminy trzeciorzedowej z pierscie¬ niem benzenowym uaktywnionym do utwardzenia zywicy, oraz z dwoma czesciami wagowymi ftala- nudwubutylu jako modyfikatora i z dwoma cze¬ sciami wagowymi drobnoziarnisitej maczki pume¬ ksowej.Pierwsza warstwe wlókien nawija sie szczelnie pokrywajac zimna powierzchnie walcowej czesci 2 sworznia 1, wyrównujac nawojem rowki 3. Nastep¬ nym warstwom nawijanych wlókien z góry na dól i odwrotnie na walcowa czesc 2, nadaje sie rózne grubosci. Górna czesc nawinietej warstwy 4 wló¬ kien ma wieksza srednice od dolnej czesci war¬ stwy 5. Nawiniety sworzen 1 lekko sie wciska recznie w porcelanowy izolator 6 tak, aby górna czesc nawinietej warstwy 4 byla calkowicie umie¬ szczona w jego wnetrzu. Sworzen 1 z nasadzonym izolatorem 6 wklada sie recznie od strony dolnej czesci warstwy 5 do metalowego gniazda 7 szczot- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6074062 5 6 kowej obsady 8, po uprzednim umieszczeniu na dnie tego gniazda warstwy 9 tych samych wlókien szklanych powlekanych zywica. Tak wykonany uchwyt lacznie z obsada szczotkowa wklada sie do pieca, w którym odbywa sie w temperaturze 153— 215°C i w czasie 3—5 godzin utwardzanie masy zy¬ wicznej. Nastepnie temperature w piecu obniza sie do temperatury pokojowej i dalej uchwyt po wy¬ jeciu z pieca wraz z obsada szczotkowa, poddaje sie dodatkowej obróbce polegajacej na zdjeciu za¬ styglych zacieków zywicy oczyszczeniu powierzchni itd.Odmiana sposobu wedlug wynalazku polega na powierzchniowym nacieciu, w postaci równoleglych do siebie rowków 10, walcowej lub nieco splasz¬ czonej czesci 2 sworznia, oraz dokonania w niej widlastego wycinka 11, podobnego do splaszczonego zakonczenia w ksztalcie widel 12 w sworzniu 1.Obydwóch wycinków widlastych w stalowym sworzniu 13, dokonuje sie po tej samej stronie.Nastepnie na walcowa czesc 2 sworznia 13 nawija sie warstwe 14 ciaglego wlókna szklanego powleka¬ nego uprzednio opisana masa zywiczna, przy czym w widlastym wycinku 11 umieszcza sie równolegle do siebie dwa okragle prety, które po wyjeciu z utwardzonej masy, pozostawiaja dwa otwory 15 usytuowane szeregowo wzdluz osi sworznia 13. Na¬ stepnie tak przygotowany sworzen wklada sie do formy stalowej zamykanej i umieszcza sie w piecu celem utwardzenia masy zywicznej, w sposób uprzednio opisany, po czym nastepuje czyszczenie itd.Inna odmiana sposobu wedlug wynalazku polega na ulozeniu ciaglych wlókien szklanych, powleka¬ nych zywica epoksydowa o skladzie opisanym uprzednio, w pasma 16 okrazajace labiryntowo ca¬ la powierzchnie uchwytu 17 uksztaltowanego forma.Nastepnie uformowane pasma 16 poddaje sie naj¬ pierw scisnieciu w zamknietej formie, a po tym utwardzeniu i dodatkowej obróbce mechanicznej w uprzednio opisany sposób.Zamiast pasm 16 wlókien, wykonano warstwy 18 tych samych wlókien ale zmierzwionych, powleka¬ nych w identyczny sposób jak w uprzednio opisa¬ nych przykladach. PL PL