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.Description Current collection device for small commutator machines
The invention relates to a current collection device for small commutator machines,
with a commutator seated on the rotor shaft and arranged in a stationary manner
Brushes dragging the commutator 0 The problem with small commutator machines is
that with a high current load of the current collection device a faster burn-up
of the commutator and the grinding brushes occurs, the service life of small motors
up to now, there are therefore narrow limits with high performance.
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.Especially in the case of small Xommutator machines with ironless armatures that
can be trained for high speeds occurs during start-up in motor operation
an excessively high current, which reduces the service life compared to continuous operation
Shortened many times.
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.It is already known to extend the service life proportionally
use strong brushes. However, this has the disadvantage that relatively
high friction losses occur, which reduces the efficiency of the micromotor
will. In addition, the use of strong brushes brings only a comparatively small amount
Increased service life, because the strong brushes, especially at high speeds
have to rest with a relatively high contact pressure, which reduces frictional wear
the BdSsten is in turn enlarged.
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.The invention is based on the object of a current collection device
of the type mentioned for small commutator machines, which themselves
has a long service life at high current loads.
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.The solution to this problem is to be seen in the fact that the commutator is off
a silver-copper alloy with 85 to 95% silver and 15 to 5% copper
and that the brushes are made of a silver-palladium-copper alloy with 50 to 70%
There is silver, 25 to 40% palladium and 3 to 10% copper «It already is
known, the service life of a current collection device by special choice of
Alloys, but have become relatively expensive alloys
made of silver and palladium for the brushes or made of platinum, iridium or gold, platinum,
Copper used for the commutators * Preferably the material is made of the brush
made of an alloy of 63% silver, 32% palladium and 5 z copper, and the material
The commutator is made of an alloy of 90% silver and 10X copper. One
Such a current collection device is relatively insensitive to a high
Current load, as ute especially in commutator machines with ironless armature
may occur.
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.To improve commutation in high-speed machines,
the brush with a soft metal layer at least in the area of its contact surface
from 2 to 40 microns thick. It is advantageous if the surface roughness
of the commutator is 0.3 to 6 microns, and preferably 0.3 to 2 microns.
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.Such a Stromabnahneeinrichtung can be used with advantage in high-speed
Use machines with high current load on the commutator, with a long service life
the current collection device is guaranteed. The invention is based on the following
an exemplary embodiment described in more detail. The figure shows a current collection device
with a commutator l, which comprises five commutator bars 2, which on an insulating material
Hub 3 sit, which is stuck on a shaft 4 carrying the armature on the commotator
grind two brushes 5, of which only one brush is shown
The brush is provided with a thin cover 6 made of tin. As a material for the
Commutator bars 2 an alloy of 90% silver and 10% copper was used,
while the material for the brushes is made of a silver-palladium-copper alloy
The diameter of the commutator consists of 63% silver, 32% palladium and 8% copper
was on the order of 2 mm. and each brush consisted of three separate brush blades
with a width of 0.5 mm and a thickness of 0.1 mm for comparison purposes
a current collection device manufactured with the same dimensions as the current collection device
according to the invention, although the material of the commutator bars is known
Way consisted of an alloy of 97% silver and 3% copper and the material
the brushes made of a gold-silver-copper alloy with 70% gold, 208 silver and
10t copper
Comparative tests showed that with currents
About 0.2 A the life of the current collection device according to the invention 5 to
was 10 times longer than the service life of the known, used as a comparison
Current collection device The surface of the brushes and / or the commutator bars
can be coated with a thin layer of soft metal, preferably a layer of tin
be. This causes commutation errors, such as those that occur particularly at high speeds
occur, even over longer operating times.
Die Stromabnahmeeinrichtung nach der Erfindung läßt sich sowohl für
Gleichstrom als auch für Wechselstrommaschinen verwenden0The current collection device according to the invention can be used for both
Use both direct current and alternating current machines0