DE2039743A1 - Buerste fuer elektrische Maschinen - Google Patents
Buerste fuer elektrische MaschinenInfo
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
- H01R39/02—Details for dynamo electric machines
- H01R39/18—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
- H01R39/24—Laminated contacts; Wire contacts, e.g. metallic brush, carbon fibres
Landscapes
- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
Description
Patentanwälte
Dr.-Tiij. VXi helm Reichöl
ug
6"f:- ^u-Ii a. M. i
13
13
!!,TLRNATIONAL RESEARCH & DEVELOPMENT COMPANY LIMITED
Fossway, Newcastle upon Tyne 6, England
Bürste für elektrische Maschinen
Zusatz zum Hauptpatent ......(Patentanmeldung P 19 10 906.9)
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bürste für elektrische Maschinen
mit mehreren Elementen aus einem Metallmantel und einem nichtmetallischen Kern nach dem Hauptpatent ..... (Patentanmeldung
P 19 10 906.9).
;.erkoHir;.liche Kohlenstoff-, Graphit- oder Metalldrahtbürsten sind
iür außerordentlich hohe Stromdichten in der Größenordnung von
1GGO A/6,y cm bei einer hohen Relativgeschwindigkeit der Bürste
gegenüber der Stromübertragungsfläche nicht geeignet. Insbesondere
ist die Verschleißfestigkeit solcher Bürsten zu gering.
::ach der US-Patentschrift 3 382 367 ist es bekannt, eine Burst©
C^s einzelnen federnden Drähten herzustellen, von denen Jeder
auj einem röhrenförmigen Metallmantel und einem von dem Metallmantel
oder der Metallhülle umschlossenen Kern aus Graphit oder einem sonstigen Schmiermittel besteht. Das Schmiermittel liegt
in gepulverter Form vor und dient dazu, ein Verschweißen der Drähte mit dem Schleifring oder einer anderen StromUbertragungsoberfläche
zu verhindern und die Reibung zwischen den· sich bewegenden Teilen zu vermindern. Gleichzeitig sorgt das Schmiermittel
für einen guten elektrischen Kontakt. Der röhrenförmige Metallmantel, dor A0% oder einen noch größeren Prozentsatz der Quer-
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BAD
Schnittsfläche des Drahtes ausmacht, sorgt zum einen für die elektrische Leitfähigkeit und zum anderen für die mechanische
Festigkeit des Drahtes. Wegen des großen Gesamtdurchmessers und wegen der Stärke des Metallmantels ist ein solcher Draht verhältnismäßig
starr und steif und erfordert daher einen hohen Kontaktdruck, der einen hohen Verschleiß der BUrstendrähte und
der Stromübertragungsoberfläche zur Folge hat. Da eine Bürste von einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Drähten gebildet
wird, tritt ferner beim Fehlen eines hinreichend guten Kontakts zwischen nur einem oder zwei Drähten und der Stromübertragungsoberfläche
bereits eine merkbare Unregelmäßigkeit der BürstenstromUbertragungsfähigkeit
auf.
Nach dem Hauptpatent (Patentanmeldung P 19 10 906.9) wurden bereits Graphit- oder Kohlenstoffaserbürsten vorgeschlagen, bei
denen zum Erhöhen der Verschleißfestigkeit jede einzelne Faser einen metallischen Überzug aufweist. Im Gegensatz zu den Erwartungen
hat es sich gezeigt, daß der Hauptanteil des Stroms durch den Metallüberzug und nur ein geringer Stromanteil durch die
Kohlenstoffäden fließt, wenn der metallische Überzug die Gesamtlänge
jeder Faser bedeckt. Anstelle von Kohlenstoff- oder Graphitfäden kann man daher zum Unterstützen des metallischen Überzugs
andere Fasern oder Fäden benutzen, ohne daß darunter die hohe Stromübertragungsfähigkeit merklich leidet und die gute Verschleißfestigkeit
der Bürsten abnimmt.
Die eingangs beschriebene Bürste ist daher nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der nichtmetallische Kern eine hitzebeständige,
nicht aus Kohlenstoff oder Graphit hergestellte Faser ist und daß der Metallmantel ein auf der Oberfläche der Faser
niedergeschlagener Metallfilm ist.
Bei einer solchen, nach der Erfindung aufgebauten Bürste werden
die mechanischen Eigenschaften der einzelnen BUrstenelemente von den nichtmetallischen Fasern oder Fäden bestimmt, die eine hohe
Festigkeit und Flexibilität aufweisen und zudem einen sehr geringen
Durchmesser haben. Der benötigte Kontaktdruck ist daher sehr
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BA ORIGINAL
• ■■■ - 3 ■-. ■ ·
gering, so da0 der Verschleiß an den Bürsten und der Stromübertragungsoberfläche
vermindert wird. Weiterhin kann die erfindungsgemäße
Bürste eine größere Anzahl von Bürstenelementen in einer vorgegebenen Fläche aufweisen, so daß trotz Veränderungen
in der Kontaktgabe der einzelnen Elemente mit der Stromübertragungsoberfläche
die Gesamtstromübertragungsfahigkeit nicht beeinträchtigt
wird, also gleich bleibt.
Eine bevorzugte Ausftihrungsform der Erfindung wird an Hand von
Figuren beschrieben.
Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine nach der Erfindung ausgebildete
Bürste, die auf. einem sich bewegenden Leiter schleift. ■ · -
Fig. 2 zeigt ein Einzelelement der in Fig. 1 dargestellten Bürste,
Die in Fig. 1 dargestellte Bürste 1 schleift zwecks Stromübertragung
auf der Oberfläche 2 eines elektrischen Leiters 3. Bei dem
Leiter 3 kann es sich beispielsweise um einen Schleifring oder den Kommutator einer Dynamomaschine handeln. Der Leiter 3 kann
aber auch ein« ununterbrochene Stromschiene für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug sein*
Die Bürste 1 enthält mehrere Bürstenelemente 4, die sich im wesentlichen
längs ihrer gesamten Länge berühren und von einem Metallgehäuse 5 zusammengehalten werden. Ein aus elektrisch·.leitendem
Material hergestelltes Geflecht 6 verbindet die Bürste mit einer Anschlußklemme oder Wicklung der Maschine. Wie es aus
Fig. 2 hervorgeht, besteht jedes der Bürstenelemente 4 aus einer nichtmetallischen hitzebeständigen Faser 7, die einen metallischen
Überzug 8 aufweist. Der Durchmesser jeder Faser ist kleiner als 12 · 10 la, und die Stärke des metallischen Überzugs be-'trägt
vorzugsweise 0,75 * 10"" m, jedoch im allgemeinen niemals
mehr als ein Zehntel des Durchmessers der Faser»
1098 10/1526 bad original
Die Fasern oder Fäden können aus Bornitrid oder einem hitzebeständigen
Oxid hergestellt sein, beispielsweise aus Aluminiumoxid
oder Tonerde. Aus diesen Materialien können, zusammenhängende
Fäden oder Fasern hoher Festigkeit gebildet v/erden. Hierzu kann man Verfahren anwenden, die den Verfahren zum Herstellen
von Graphit- oder Kohlenstoffäden ähnlich sind und die in einem Aufsatz in der Zeitschrift "The Engineer", Band 221,
Seite 815, vom 27. Mai 1966, unter dem Titel "High strength, high modulus, carbon fibres", von W. West, L.N. Philips und
V/. Johnston sowie in der britischen Patentschrift 1 110 791 beschrieben sind. Glasfasern können ebenfalls für die erfindungsgemäßen
Zwecke verv/endet werden.
Der dünne Metallfilm kann durch Galvanisieren oder Abscheiden im Vakuum aufgebracht werden. Der Film kann aus irgendeinem
Metall mit guter elektrischer Leitfähigkeit bestehen, beispielsweise aus Silber oder einer Legierung mit einem Edelmetall,
beispielsweise Silber mit einem anderen Metall, beispielsweise Kupfer.
Die nach der Erfindung aufgebauten Bürsten kann man für Stromdichten
in der Größenordnung von 1000 A/6,5 cm benutzen, wobei die Relativbewegung zwischen der Bürste und der Stromübertragungsoberfläche
5400m/min betragen kann. Dabei beträgt der
»Bürstenverschleiß nur 1 cm bei einer Bürstenschleifstrecke von 12
10 cm. Der Verschleiß der Stromübertragungsoberfläche bewegt sich in der gleichen Größenordnung und beträgt weniger als
10 cm. Der Verschleiß der Stromübertragungsoberfläche bewegt sich in der gleichen Größenordnung und beträgt weniger als
10 1 mm bei einer Relativbewegung von 3 * 10 cm zwischen dei
Bürste und der Stromübertragungsoberfläche.
BAD ORIQHNAL 109810/1525
Claims (1)
- PatentanspruchBürste für elektrische Maschinen mit mehreren Elementen aus einem Metallmantel und einem nichtmetallischen Kern nach demHauptpatent (Patentanmeldung P 19 10 906.9),dadurch gekennzeichnet, da3 der nichtmetallische Kern eine hitzebeständige, nicht aus Kohlenstoff oder Graphit hergestellte Faser ist und daß der Metallmantel ein auf der Oberfläche der Faser niedergeschlagener Metallfilm ist.BAD 100B 10/ 152SLeerseite
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|---|---|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2423891A1 (fr) * | 1978-04-20 | 1979-11-16 | Siemens Ag | Balai transmetteur de courant electrique a caracteristiques de marche et electriques ameliorees |
| FR2460054A1 (fr) * | 1979-06-25 | 1981-01-16 | Westinghouse Electric Corp | Balai de passage de courant pour machine electrique a courant fort |
| DE3239003A1 (de) * | 1982-10-21 | 1984-04-26 | Hübner Elektromaschinen AG, 1000 Berlin | Kohlebuerste fuer elektrische maschine |
Families Citing this family (2)
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- 1969-08-14 GB GB1325434D patent/GB1325434A/en not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2058117A5 (de) | 1971-05-21 |
| GB1325434A (en) | 1973-08-01 |
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