DE1938322A1

DE1938322A1 - Stromabnahmeeinrichtung fuer Kommutatorkleinmaschinen

Info

Publication number: DE1938322A1
Application number: DE19691938322
Authority: DE
Inventors: Henry Kristiansen
Original assignee: Interelectric AG
Current assignee: Maxon Motor AG
Priority date: 1969-07-28
Filing date: 1969-07-28
Publication date: 1971-02-11
Also published as: CH513528A; JPS5542470B1

Description

Beschreibung Stromabnahmeeinrichtung für Kommutatorkleinmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromabnahmeeinrichtung für Kommutatorkleinmaschinen, mit einem auf der Rotorwelle sitzenden Kommutator und ortsfest angeordneten, auf dem Kommutator schleifenden Bürsten0 Bei Kommutatorkleinmaschinen besteht das Problem, daß bei einer großen Strombelastung der Stromabnahmeeinrichtung ein schneller Abbrand des Kommutators und der Schleifbürsten eintritt, Der Lebensdauer ton Kleinmotoren mit hoher Leistung sind daher bis jetzt enge Grenzen gesetzt.
Insbesondere bei Xommutatorkleinmaschinen mit eisenlosem Anker, die sich fUr hohe Drehzahlen ausbilden lassen tritt während deb Anlaufens im Motorbetrieb ein übermäßig hoher Strom auf, der die Lebensdauer gegenüber Dauerbetrieb um ein Vielfaches verkürzt.
Es ist bereits bekannt, zur Verlängerung der Lebensdauer verhältnismäßig starke Bürsten zu verwenden. Dies bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß verhältnismäßig hohe Reibungsverluste auftreten, wodurch der Wirkungsgrad des Mikromotors verringert wird. Außerdem bringt die Verwendung starker Bürsten nur einen verhältnismäßig geringen Gewinn an Lebensdauer, da die starken Bürsten insbesondere bei hohen Drehzahlen mit einem verhältnismäßig hohen Kontaktdruck aufliegen müssen, wodurch der Reibungsverschleiß der BdSsten wiederum vergrößert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromabnahmeeinrichtung der eingangs genannten Art für Kommutatorkleinmaschinen zu schaffen, welche selbst bei hoher Strombelastung eine lange Lebensdauer aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe ist darin zu sehen, daß der Kommutator aus einer Silber-Kupfer-Legierung mit 85 bis 95 % Silber und 15 bis 5 % Kupfer besteht und daß die BUrsten aus einer Silber-Palladium-Kupfer-Legierung mit 50 bis 70 % Silber, 25 bis 40 % Palladium und 3 bis 10 % Kupfer besteht« Es ist zwar bereits bekannt, die Lebensdauer einer Stromabnahmeeinrichtung durch besondere Wahl von Legierungen zu vergrdßern, jedoch wurden hierfür verhältnismäßig kostspielige Legierungen aus Silber und Paladium für die BUrsten bzw. aus Platin, iridium oder Gold, Platin, Kupfer für die Kommutatoren verwendet* Vorzugsweise besteht das Material der Bürste aus einer Legierung von 63% Silber, 32% Palladium und 5 z Kupfer, und das Material des Kommutators besteht aus einer Legierung von 90 % Silber und 10 X Kupfer. Eine derartige Stromabnahmeeinrichtung ist verhtltnismaßig unempfindlich gegen eine hohe Strombelastung, wie ute insbesondere bei Kommutatormaschinen mit eisenlosem Anker auftreten können.
Zur Verbesserung der Kommutierung bei schnellaufenden maschinen kann die BUrste mindestens im Bereich ihrer Auflagefläche mit einer Weichmetallschicht von 2 bis 40 Mikron Dicke überzogen sein Dabei ist es günstig, wenn die Oberflächenrauhigkeit des Kommuta-;ors 0,3 bis 6 Mikron und vorzugsweise 0,3 bis 2 Mikron beträgt.
Eine derartige Stromabnahneeinrichtung läßt sich mit Vorteil bei schnellaufenden Maschinen mit hoher Strombelastung des Kommutators verwenden, wobei eine lange Lebensdauer der Stromabnah!neeinrichtung gewährleistet ist Die Erfindung ist im folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben Die Figur zeigt eine Stromabnahmeeinrichtung mit einem Kommutator l, der fünf Kommutatorlamellen 2 umfaßt, welche auf einer Isolierstoff nabe 3 sitzen, die auf einer den Anker tragenden Welle 4 festsitzt Auf dem Kommotator schleifen zwei Bürsten 5, von denen jedoch lediglich eine BUrste dargestellt ist Die BUrste ist mit einem dünnen Oberzug 6 aus Zinn versehen Als Material für die Kommutatorlamellen 2 wurde eine Legierung aus 90% Silber und 10% Kupfer verwendet, während das Material für die Bürsten aus einer Silber-Palladium-Kupfer-Legierung mit 63% Silber, 32% Palladium nd 8% Kupfer besteht Der Durchmesser des Kommutators lag in der Größe von 2 mm. und je de Bürste bestand aus drei einzelnen Bürstenblättern mit einer Brei te von 0,5 mm und einer Dicke von 0,1 mm Zu Vergleichszwecken wurde eine Stromabnahmeeinrichtung hergestellt mit den gleichen Abmessungen wie die Stromabnahmeeinrichtung nach der Erfindung, wobei jedoch das Material der Kommutatorlamellen-in bekannter Weise aus einer Legierung von 97% Silber und 3% kupfer bestand und das Material der BUrsten aus einer Gold-Silber-Kupfer-Legierung mit 70% Gold, 208 Silber und 10t Kupfer Bei Vergleichsversuchen zeigte sich , daß bei Strömen Uber 0,2 A die Lebensdauer der Stromabnahmeeinrichtung nach der Erfindung 5 bis lOmal größer war als die Lebensdauer der bekannten, als Vergleich herangezogenen Stromabnahmeeinrichtung Die Oberfläche der Bürsten und/oder der Kommutatorlamellen kann mit einer dünnen Weichmetallschicht, vorzugsweise einer Zinnschicht überzogen sein. Dadurch werden Kommutierungsfehler, wie sie insbesondere bei hohen Drehzahlen auftreten, auch über längere Betriebs zeiten erheblich reduziert.
Die Stromabnahmeeinrichtung nach der Erfindung läßt sich sowohl für Gleichstrom als auch für Wechselstrommaschinen verwenden0

Claims

Patentansprüche Stromabnahmeeinrichtung für Kommutatorkleinmaschinen, mit einem auf der Rotorwelle sitzenden Kommutator und ortsfest an geordneten, auf dem Kommutator schleifenden Bürsten, dadurch g e k e n n z e i c h n e t 9 daß der Kommutator aus einer Silber-Kupfer-Legierung mit 85 ° 95% Silber und 15 e 5% Kupfer besteht und daß die Bürsten aus einer Silber-Palladium=Kupfer= Legierung mit 50 a 70% Silber, 25 = 40% Palladium und 3 O 10% Kupfer bestehen,
2. Stromabnahmeeinrichtung nach Anspruch l, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Bürste aus einer Legierung von 63% Silber, 32% Palladium und 5% Kupfer besteht und daß die Kommutatorlamellen aus einer Legierung von 90% Silber und 10% Kupfer bestehen,
3. Stromabnahmeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n zee i c h n e t , daß die Oberfläche der Bürsten und/oder der Kommutatorlamellen mit einer dünnen Weichmetallschicht, vorzugsweise aus Zinn, überzogen ist0 L e e r s e i t e