DE4430745A1 - Verfahren zur Herstellung von Vielschicht-Schleifkontakten und durch das Verfahren erhaltene Schleifkontakte - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Vielschicht-Schleifkontakten und durch das Verfahren erhaltene SchleifkontakteInfo
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Description
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Schleifkontakte, die
zur Sicherung des elektrischen Kontakts zwischen einer elek
trischen Zuführung und einem drehenden Bauteil (dem Kollek
tor) eines Elektromotors bestimmt sind.
Die Schleifkontakte bestehen wesentlich aus einem Block ei
nes elektrisch leitenden, für die Oberfläche des Kollektors
wenig verschleißenden Material, welcher Block in elektri
schem Kontakt mit einem elektrischen Leiter, allgemein einem
am Block befestigten Kupferlitzenleiter oder -kabel, ist.
In zahlreichen Fällen besteht der Schleifkontakt aus einem
einzigen Material oder einer einzigen Mischung von Materia
lien. Jedoch kennt man auch Vielschicht-Schleifkontakte, wo
bei jede der Schichten eine ihr eigene Funktion hat.
So wird im französischen Patent FR 2 093 513 ein Schleifkon
takt beschrieben, der einen Verschleißblock aufweist, der in
einer Einschleifschicht endet, die stark verschleißt und die
Krümmung des Kollektors hat. Wenn dieser Vielschicht-
Schleifkontakt erhalten wird, indem man zwei verschiedene
Pulver in einer Form stapelt und sie komprimiert, ist die
Grenzfläche zwischen dem Verschleißblock und der Einschleif
schicht senkrecht zur Kompressionsrichtung.
Man kennt aus dem französischen Patent FR 2 009 196 auch ein
typisches Beispiel eines Vielschicht-Schleifkontakts, der
aus zwei Teilen besteht: einem Verschleißblock, der den Kon
takt mit dem Kollektor sichert, und einer Metallschicht, die
auf eine Oberfläche dieses Blocks aufgesintert ist, wobei
ein elektrischer Leiter an der Sintermetallschicht haupt
sächlich durch Schweißen befestigt wird.
Ein solcher Schleifkontakt bezweckt eine Verbesserung der
mechanischen Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter und
dem Verschleißblock derart, um die Gefahr einer Loslösung
des Leiters zu verringern, wenn dieser einer Zugspannung
ausgesetzt wird.
Ein solcher Schleifkontakt wird typisch erhalten, indem man
in einer Form das zur Bildung des Verschleißblocks bestimmte
leitende Pulver und dann das zur Bildung der Schicht aus ge
sintertem Metall bestimmte metallische Pulver aufschichtet.
Andererseits beschreibt das europäische Patent EP-B1-449 909
ein Verfahren zur Herstellung von Schleifkontakten, die aus
einem ersten kohlenstoffhaltigen Material bestehen und auf
einer Oberfläche einen Überzug eines zweiten kohlenstoffhal
tigen Materials tragen, das diese Oberfläche teilweise be
deckt, wobei der elektrische Zuführungsleiter aus dem ersten
kohlenstoffhaltigen Material durch diese Oberfläche aus
tritt.
Bei diesem Verfahren komprimiert man zunächst das zweite
kohlenstoffhaltige Material zur Bildung eines vorkomprimier
ten Überzugs vor, dann füllt man eine Matrize (oder Form)
mit Pulver, das zur Bildung des ersten kohlenstoffhaltigen
Materials dient, man legt anschließend den vorkomprimierten
Überzug auf die Oberfläche der Pulvermasse, dann komprimiert
man mit Hilfe eines Stempels und vereinigt miteinander die
Pulvermasse und den vorkomprimierten Überzug und versenkt
zur gleichen Zeit die Enden der elektrischen Zuführungslei
ter in der Pulvermasse.
Die Herstellung eines Schleifkontakts nach dem Stand der
Technik weist, ob der Schleifkontakt nun vielschichtig ist
oder nicht, die folgenden allgemeinen Stufen auf:
- - Herstellung so vieler leitender Pulvermengen, wie es zu stapelnde Schichten gibt (Mischungen von Pulvern mit einem Bindemittel),
- - aufeinanderfolgende Einfüllung der Pulver oder eines Pulvers und eines vorkomprimierten Pulvers im Patent EP-B1-449 909 in eine Form derart, um eine Stapelung zu bilden,
- - Kompression des Pulvers (der Pulver), eventuell nach Positionierung des elektrischen Leiters am Kopf der Form,
- - Wärmebehandlung (Ausbacken/Sintern)
- - Endbearbeitung.
Die Hersteller von Schleifkontakten treffen auf eine gewisse
Zahl von Problemen, die unter den drei folgenden Rubriken
zusammengefaßt werden können:
- - Einerseits gibt es eine Notwendigkeit, die Schleifkon
takte des Standes der Technik zu entwickeln und zu ver
vollkommnen, um insgesamt ihre Leistung (Lebensdauer,
Verschleiß der Kollektoren, Verläßlichkeit der elektri
schen Verbindung, Güte der Kommutierung) zu verbessern
und sich rasch einerseits den Entwicklungen der Techni
ken zur Herstellung der Elektromotoren und andererseits
einer immer größeren Vielseitigkeit der Verwendungen
dieser Elektromotoren und folglich der Besonderheiten
der Schleifkontakte anzupassen.
Außerdem kann sich dabei eine Notwendigkeit ergeben, die Störungen zu beschränken, deren Ursache die Schleifkontakte sein können (Lärm, Abstrahlung parasi tärer elektromagnetischer Wellen usw . . . . ), und daher die Schleifkontakte den gegenwärtigen oder zukünftigen Vorschriftsbegrenzungen anzupassen. - - Andererseits ist es eine Hauptsorge jedes Industriel
len, wie der Hersteller von Schleifkontakten, die Menge
von Abfällen aller Arten, insbesondere fester Stoffe,
maximal zu verringern.
Nun ist die Verarbeitung der Schleifkontakte eine Quelle erheblicher fester Abfälle. Typisch entsprechen die festen Abfälle im Mittel 5 bis 15 Gew.-% Trocken äquivalent der zu Beginn des Herstellungszyklus einge setzten Materialien. - - Schließlich ist das Gebiet der Schleifkontakte, im Ge gensatz zu anderen als technischer betrachteten Berei chen, ein hochgradig wettbewerblicher Bereich, der be sonders dem Druck der Kunden exponiert und bezüglich des Niveaus der Preise sehr empfindlich ist, so daß schon eine Verringerung des Gestehungspreises der Schleifkontakte selbst um 5 bis 10% bereits ein erheb licher wirtschaftlicher Vorteil ist.
Die Erfindung hat als Hauptaufgabe die Entwicklung eines
Verfahrens zur Herstellung von Vielschicht-Schleifkontakten,
das gleichzeitig drei vorstehend schon angedeutete Anforde
rungen erfüllt: Verbesserung der technischen Qualität der
Schleifkontakte und große Flexibilität oder Anpassungsmög
lichkeit des Verfahrens/Verringerung der festen
Abfälle/Verringerung des Gestehungspreises.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist ein "offenes" Verfah
ren, das die Vielwertigkeit und Anpassungsfähigkeit der An
wendung in dem Sinn bezweckt, daß ein und dasselbe Basisver
fahren zu einer ganzen Familie sehr verschiedener Schleif
kontakte trotz Ausgehens vom gleichen Basisprinzip derart
führen kann, daß dieses Verfahren ermöglicht, dem Schleif
kontakt Funktionen "nach Maß" zu verleihen, die jeder beson
deren Verwendung angepaßt sind, und rasch eine technische
und wirtschaftliche Lösung für die jedem Kunden eigenen An
forderungen zu finden.
Die Erfindung hat auch die nach dem Verfahren der Erfindung
erhaltenen Schleifkontakte zum Ziel.
Erfindungsgemäß umfaßt das Verfahren zur Herstellung von
Vielschicht-Schleifkontakten, die mit elektrischen Leitern
bestückt und zum Sichern des elektrischen Kontakts mit dem
Kollektor eines Elektromotors bestimmt sind, eine Beladung
einer Form mit wenigstens einem elektrisch leitenden Pulver,
eine Kompression des Inhalts der Form mit Hilfe wenigstens
eines Kolbens zur Bildung eines rohen Schleifkontakts, eine
Wärmebehandlung dieses Schleifkontakts sowie eine Fixierung
der Enden der elektrischen Leiter an den Schleifkontakten
und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Beladung der Form
wenigstens eine gleichzeitige Einführung wenigstens zweier
leitender Pulver aufweist, wobei jedes der gleichzeitig ein
gefüllten Pulver durch die obere Öffnung der Form dank Tren
nungsmitteln in einem gesonderten Materialstrom derart
fließt, um nach dem Kompressionsschritt und der Wärmebehand
lung einen aus fest verbundenen Blöcken gebildeten Schleif
kontakt zu erhalten, bei dem jeder der Blöcke eines der in
die Form eingefüllten Pulver aufweist und die Grenzfläche
zwischen den Blöcken wenigstens teilweise in der Kompressi
onsrichtung ausgerichtet ist.
Bei ihren Untersuchungen bezüglich der Schleifkontakte be
stätigte die Anmelderin in zahlreichen Fällen den Vorteil,
einen Schleifkontakt herzustellen, dessen Verschleißoberflä
che parallel zur Kompressionsrichtung der den Schleifkontakt
bildenden Pulver ist. Die Kompression der Pulver führt näm
lich zu einer Ausrichtung der nicht kugelförmigen Teilchen
(Graphitschuppen) derart, daß das den Schleifkontakt bilden
de Material eine Anisotropie aufweist, die man sehr schema
tisch mit der eines blättrigen Materials vergleichen könnte
(wobei die Ebene der "Blättchen" senkrecht zur Kompressions
richtung ist).
Es ist, auf der Ebene der technischen Leistung des Schleif
kontakts, insbesondere des Verschleißes des Schleifkontakts,
allgemein vorzuziehen, daß diese Ebene der "Blättchen" senk
recht zur Verschleißoberfläche ist oder, was auf das gleiche
herauskommt, daß die Verschleißoberfläche parallel zur Kom
pressionsrichtung ist. Nach einer im Fall einer zur Kompres
sionsrichtung parallelen Verschleißoberfläche entwickelten
Hypothese würde es weniger Gefahren eines Abreißens der
gröbsten Teilchen des Schleifkontakts geben, und vor allem
würde dank der sich ergebenden elektrischen Anisotropie die
Kommutierung des Schleifkontakts verbessert.
Das Erhalten einer zur Kompressionsrichtung parallelen Ver
schleißoberfläche erfolgt unverzüglich im Fall eines "Ein
schicht"-Schleifkontakts. Dieser wird erhalten, indem man
als Verschleißoberfläche die Fläche des Schleifkontakts
nimmt, die einer der vier Seitenflächen der Form entspricht.
Andererseits mußte die Anmelderin, da die Analyse der Anfor
derungen sie zu den Vielschicht-Schleifkontakten gelenkt
hat, ein verläßliches Verfahren entwickeln, um mit einer
einzigen Kompression von Pulvern einen Schleifkontakt gemäß
der Erfindung zu erhalten, der den zu erreichenden Zielen
genügt.
So mußte die Anmelderin ein Herstellungsverfahren
entwickeln, bei dem sie entgegen den Verfahren des Standes der
Technik gleichzeitig wenigstens zwei Pulver in die Form ein
führte.
Es ist die Beherrschung dieser gleichzeitigen Einführung
verschiedener Pulver, die es der Anmelderin ermöglichte,
alle die gestellten Aufgaben zu lösen, wobei das Problem
darin bestand, einerseits diese Arbeitsweise als für den
Fachmann möglich zu entwerfen und andererseits die Bedingun
gen zu finden, die das Erhalten der Qualitätsschleifkontakte
ermöglichen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht, während der
gesamten Phase des Füllens der Form eine Füllungsfront zu
bewahren, die im wesentlichen eben ist und aus so vielen ge
sonderten nebeneinanderliegenden Zonen besteht, wie es
gleichzeitig eingeführte Pulver gibt, wobei sich diese Tren
nung in verschiedene Zonen aus der geometrischen Gestaltung
der Trennungsmittel und der Arbeitsweise ergibt, die sich
aus dem Folgenden ersehen lassen.
Die Grenze zwischen zwei verschiedenen Blöcken (oder zwei
Zonen, wenn man den Schnitt zweier Blöcke betrachtet) wurde
"Grenzfläche", genannt. Physikalisch stellt eine Grenzfläche
zwischen zwei Blöcken zweier verschiedener Pulver eine
Schicht geringer Dicke an der Grenze beider Blöcke dar, in
nerhalb deren die zwei Pulver gemischt sind.
Die Maßnahmen der Erfindung ermöglichen gerade, einerseits
die Dicke dieser Schicht allgemein auf weniger als einige mm
und typisch weniger als 5 mm und vorzugsweise weniger als
2 mm zu begrenzen, was zur Erreichung der durch die Erfin
dung angestrebten Ziele ausreichend ist, und andererseits
eine Grenzfläche in fester, nicht "wellenförmiger" Lage im
Schleifkontakt zu erhalten, was genauso wichtig wie eine re
lativ geringe Dicke der Grenzflächenschicht ist.
Alle Figuren veranschaulichen die Erfindung.
Die Fig. 1 stellt im Schnitt längs der Kompressionsachse
(13) die verschiedenen Schritte zum Erhalten der gleichzei
tigen Beladung einer Form (3) mit zwei Pulvern (4A) und (4B)
dar, die durch Schwerkraft aus einem Behälter (8) fließen,
der mit einer die Pulver (4A) und (4B) trennenden Trennwand
(9) versehen ist, wobei sich die Füllungsebene (17) nach und
nach bis zu einer vorbestimmten Höhe Ho erhebt.
Nach dem Füllen der Form (3) bis zur gewünschten Höhe Ho
komprimiert der Kolben (5), der von einem Ende eines elek
trischen Leiters (2) durchsetzt ist, den Inhalt der Form
dank eines Drucks P bis zur Endhöhe Hp, was das Erhalten ei
nes komprimierten rohen Schleifkontakts (7) ermöglicht, der
eine im wesentliche Hp angenäherte Höhe hat und aus zwei
fest miteinander verbundenen Blöcken (7A) und (7B) besteht.
Die Fig. 2 zeigt im Schnitt längs der Kompressionsachse eine
Variante des Schritts der Beladung der Form der Fig. 1 mit
zwei Pulvern, wenn eine besonders strenge Trennung der Pul
ver (Grenzfläche geringer Dicke) angestrebt wird, welche Va
riante darin besteht, einen beweglichen Boden (10) zu ver
wenden, der weniger schnell als der freie Strom (in diesem
Figurenfall) der Pulver (4A) und (4B) abgesenkt wird.
Die Fig. 3 veranschaulicht im Schnitt längs der Kompressi
onsachse eine Einrichtung zum Füllen einer an beiden Seiten
offenen Form (3) mit einer Kompression mit Hilfe von zwei
Kolben (5 und 5′), die sich beide relativ zur Form verschie
ben, um die Pulver (4A . . . ) von beiden Seiten zu komprimie
ren.
Die Fig. 4a zeigt als Ordinate die Volumenkonzentration an
Material A (mit feinem Strich) und an Material B (mit dickem
Strich) längs einer zur Grenzfläche (1AB) senkrechten Gerade
als Abszisse als Funktion des Abstandes l, der von 0 bis L
variiert (wobei L die Dicke der betrachteten zwei Blöcke
(1A) und (1B) ist). Die Grenzfläche (1AB) hat eine mit Ej
bezeichnete Dicke und befindet sich im Abstand Lj von einem
Rand des Blocks (1A) als Ursprung, wobei der Abstand Lj der
Abszisse des Punkts gleicher Volumenkonzentration (CA = CB)
entspricht.
Die Fig. 4b zeigt schematisch in dickem Strich eine typische
Kurve, die den Abstand von Lj als Funktion der Höhe H der
Grenzfläche (1AB) (Höhe, die der Kompressionsrichtung ent
spricht) wiedergibt. Das auf dieser Figur gezeigte Rechteck
entspricht einem Schnitt (Fig. 5a) der Grenzfläche (1AB)
durch eine zur Grenzfläche (1AB) senkrechte und zur Kompres
sionsachse (13) parallele Fläche der Fig. 5. Die Änderungen
von Lj finden sich im Inneren eines Bereichs ΔL.
Die Fig. 5 und 5a zeigen einen Schleifkontakt (1) mit zwei
Blöcken (Block 1A = Verankerungsblock, Block 1B = Ver
schleißblock) gemäß der Erfindung mit einer zur Kompressi
onsrichtung, die durch einen Pfeil (13) dargestellt ist,
parallelen Grenzfläche (1AB). In allen Perspektivfiguren von
Schleifkontakten (Fig. 5, 6, 7, 8, 9 und 9b) ist mit einem
schraffierten Bereich die Verschleißoberfläche (11) (= Kon
taktoberfläche mit dem Kollektor) dargestellt. Die Kompres
sionsrichtung (13) ist also parallel zu dieser Oberfläche
und senkrecht zur radialen Richtung "r", die bezüglich des
(nicht dargestellten) Kollektors definiert wird.
Die Fig. 5 ist eine Perspektivdarstellung des Schleifkon
takts, wobei die Fig. 5a ein Axialschnitt desselben Schleif
kontakts entsprechend dem gestrichelten Rechteck der Fig. 5
ist.
Die folgenden Figuren von 6 und 6a bis 9 und 9a wiederholen
die gleiche Darstellungsweise wie die der Fig. 5 und 5a.
Sie unterscheiden sich durch Folgendes:
Die Fig. 6 und 6a entsprechen einem Schleifkontakt mit zwei
Blöcken (Block 1B in L-Form, der als Verankerungsblock und
als Verschleißblock dient, und Block 1C, der als Kommutie
rungsblock dient) mit einer Grenzfläche 1BC, die zum Teil
parallel und zum Teil senkrecht zur Kompressionsachse (13)
ist.
Es sind in der Fig. 6 und den folgenden auch die Richtungen
a (axial), r (radial) und t (tangential) dargestellt, die
herkömmlich die Ausrichtung eines Schleifkontakts bezüglich
des Kollektors definieren, wobei die Ebene "a-t" die mitt
lere Berührungsebene des Schleifkontakts und des Kollektors
ist. Mit der in Fig. 6 dargestellten Ausrichtung a/r/t des
Schleifkontakts bezüglich des Kollektors stellt der Block
(1C) die Ausgangskante (im Englischen "trailing edge") dar.
Die Fig. 7 und 7a entsprechen einem Schleifkontakt mit drei
Blöcken (Verankerungsblock 1A, Verschleißblock 1B und Kom
mutierungsblock 1C), die aus Pulvern (4A) bzw. (4B) bzw.
(4C) gebildet wurden, mit zwei zur Kompressionsachse (13)
parallelen Grenzflächen (1AB und 1AC) und einer zur Kom
pressionsachse (13) senkrechten Grenzfläche (1BC).
Mit der in der Fig. 7 dargestellten Ausrichtung a/r/t stellt
der Block 1C auch die Ausgangskante dar, wie dies auch in
den Fig. 8 und 9b der Fall sein wird.
Die Fig. 8 und 8a entsprechen einem anderen Schleifkontakt
mit drei Blöcken (Verankerungsblock 1A, Verschleißblock 1B
und Kommutierungsblock 1C) mit einer zur Kompressionsachse
(13) parallelen Grenzfläche (1AB) und einer zur Kompressi
onsachse (13) senkrechten Grenzfläche (1BC).
Die Fig. 9 und 9a entsprechen einem Schleifkontakt mit drei
Blöcken (Verankerungsblock 1A, Verschleißblock 1B und Ein
schleifblock 1D) mit zwei parallelen Grenzflächen (1AB,
1BD), wobei der Block (1D) als Einschleifmaterial dient und
die Krümmung des Kollektors aufweist.
Die Fig. 9b ist der Fig. 9 analog, weist jedoch einen vier
ten Block (1C) (Kommutierungsblock) auf. Dieser Schleifkon
takt wird mit Hilfe eines Füllungsbehälters (8) mit 4 Abtei
len erhalten.
Die Fig. 10 zeigt eine Draufsicht der Form (3), von der man
die obere Öffnung (6) und zwei unterteilte Behälter (8) und
(8′) sieht, die jeweils mit Pulvern (4A) bzw. (4C) im Behäl
ter (8) und mit Pulvern (4A) bzw. (4B) im Behälter (8′) be
laden sind, die zur Herstellung des Schleifkontakts (1) der
Fig. 7 verwendet werden.
In diesem Fall und was nur die Beladung der Form betrifft,
1) führt man zunächst gleichzeitig Pulver (4A) und Pulver
(4C) vom Behälter (8) ein (Bewegung hin/Beladung/zurück
- Pfeil 1)) und 2) führt man anschließend gleichzeitig Pul
ver (4A) und Pulver (4B) vom Behälter (8′) ein
(Bewegung hin/Beladung/zurück = Pfeil 2)).
Die Fig. 11 zeigt mit ausgezogenem Strich eine typische Kom
pressionskurve CB eines Pulvers (4B). Diese Kurve ergibt als
Ordinate das Verhältnis Ho/Hp als Funktion des Drucks P, der
auf den Kolben ausgeübt wird, als Abszisse (in t/cm²;
1 t/cm² entspricht etwa 10 MPa).
Es ist ein schraffierter Bereich DA gezeigt, der durch ge
strichelte Kurven begrenzt und durch die Werte der Kurve CB
+/- 10% und für P < 0,5 t/cm² (Bereich, wo die Pulver wäh
rend der Kompression fließen können) definiert ist. Jedes
Pulver (4A), das eine Kompressibilitätskurve (für
P < 0,5 t/cm²) in dem Bereich DA zeigt, kann gleichzeitig
mit dem Pulver (4B) eingeführt werden, so daß man Qualitäts
schleifkontakte erhält (Grenzfläche 1AB im wesentlichen
eben).
Die Fig. 12a bis 12c und 13a bis 13c betreffen den Fall,
wo die Befestigung des Endes der elektrischen Leiter nach
Herstellung des Schleifkontakts selbst stattfindet. In die
sem Fall wird der Schleifkontakt mit Mitteln, typisch einer
Nut (14), eventuell an einem Ende erweitert, wie im Fall der
Fig. 13a bis 13c, versehen. Diese Nut (14) wird mittels
eines Reliefrohres (16) erhalten, das auf einer Seitenwand
der Form (3) im Fall der Fig. 12a bis 12c oder auf dem
Boden im Fall der Fig. 13a bis 13c gebildet ist.
Die Fig. 12a und 13a sind Draufsichten der Form 3, die
Fig. 12b und 13b sind Vertikalschnitte nach I I der Fig.
12a und 13a, die Fig. 12c und 13c sind Perspektivdar
stellungen der Schleifkontakte (1), die mit Hilfe dieser
Formen erhalten wurden, wobei die Nuten (14) gemäß Aufbau
nach der Erfindung im Verankerungsblock (1A) angebracht
sind.
Ein erstes Mittel zur Durchführung des Verfahrens der Erfin
dung besteht darin, die Füllungsfront (17) der Form (3) wäh
rend des gesamten Beladungs-(oder Füllungs)schritts der Pul
ver im wesentlichen eben zu bewahren, was dadurch bewirkt
wird, daß man einen gleichen Volumendurchsatz je Oberflä
cheneinheit (Schnitt des den Durchgang von Pulver durch die
obere Öffnung (6) der Form) für jedes gleichzeitig einge
führte Pulver (4A, 4B . . . ) sichert.
In keinem Fall dürfte die Neigung der Füllungsebene (17)
nahe der Grenzneigung sein, jenseits der ein Ableiten von
Stoff auftritt und dadurch eine Gefahr erheblicher Vermi
schung der Pulver bringt, was zweckmäßig zu vermeiden ist.
Andererseits hat die Anmelderin beobachtet, daß die vorste
hende Bedingung nicht immer genügt, um eine Herstellung von
Qualitätsschleifkontakten zu sichern, insbesondere Schleif
kontakte zu erhalten, deren Grenzflächen (1AB) zwischen den
Blöcken (1A) und (1B) im Fall von zur Kompressionsrichtung
(13) parallelen Grenzflächen und einer Höhe H von wenigstens
gleich 2 mm relativ eben sind, wie in der Fig. 4b darge
stellt ist.
Nach Durchführung ihrer Versuche fand die Anmelderin ein er
gänzendes Kriterium, das es ermöglicht, Schleifkontakte mit
im wesentlichen ebenen Grenzflächen zu erhalten. Hierzu müs
sen die gleichzeitig eingeführten Pulver Kompressibilitäts
kurven aufweisen, die nicht mehr als +/- 10% in dem Kom
pressibilitätsbereich der Schleifkontakte variieren, wo die
Pulver noch fließen können.
Dieser Kompressibilitätsbereich der Schleifkontakte er
streckt sich allgemein bis 0,5 t/m² (etwa 5 MPa). Jenseits
von 5 MPa und bis zum Kompressionsenddruck, der allgemein
zwischen 10 und 60 MPa liegt, wird die Gefahr eines Fließens
der Pulver sehr gering, wenn nicht Null.
Eine ebene Grenzfläche bedeutet gleichfalls eine Abwesenheit
eines mechanischen Spannungsgradienten zwischen den beiden
Blöcken, die die Grenzfläche trennt, was nur günstig zum Er
halten von gradlinigen Schleifkontakten sein kann, wobei die
Gefahren einer Deformation und eines Fließens insbesondere
während der Wärmebehandlung dann sehr begrenzt sind.
Das Kompressibilitätskriterium wurde in der Fig. 11 darge
stellt: Für ein Pulver (4B) mit einer gegebenen Kompressibi
litätskurve CB ist es erwünscht, als gleichzeitig einzufüh
rendes Pulver (4A) ein Pulver zu wählen, dessen Kompressibi
litätskurve sich im Bereich DA befindet, der durch die Kurve
CB +/- 10% definiert ist.
Erfindungsgemäß müssen die Kompressibilitätskurven der Pul
ver (4A) und (4B) umso näher beieinander (wenigstens im Be
reich der "niedrigen Drücke" zu Beginn der Kompression mit
P < 5 MPa) sein, je größer die Höhe H der Grenzfläche (1AB)
längs der Kompressionsrichtung (13) ist.
So weisen im Fall von Schleifkontakten, deren Grenzfläche
längs der Kompressionsrichtung (13) eine Höhe über 5 mm auf
weist, die gleichzeitig eingeführten Pulver vorzugsweise
Kompressibilitätskurven auf, die im durch P < 5 MPa defi
nierten Kompressionsbereich des Schleifkontakts nicht mehr
als +/- 5% variieren.
Was die Qualität der Schleifkontakte (1) betrifft und insbe
sondere was die Homogenität jedes Blocks (1A, 1B . . . ) aus
einem gleichen komprimierten Pulver (4A, 4B . . . ) oder die
Ebenheit der zwei Blöcke (1A, 1B . . . ) trennenden Grenzflä
chen (1AB . . . ) betrifft, ermöglichen die Fig. 4a und 4b,
besser zu präzisieren, was das Verfahren der Erfindung an
strebt:
- - Einerseits ist, wie in der Fig. 4a veranschaulicht, die die Variation der Volumenkonzentration CA und CB der zwei Pulver (4A) und (4B) längs einer zur Grenzfläche (1AB) zwischen zwei Blöcken (1A und 1B) senkrechten Richtung zeigt, diese Grenzfläche eine Grenzzone zwi schen zwei Blöcken (1A und 1B) einer Dicke Ej, inner halb deren die Pulver (4A) und (4B) vermischt sind. Es ist wichtig, daß diese Dicke Ej (< 0 zum Erhalten der mechanischen Festigkeit der Grenzfläche) absolut gering (unter einigen mm) und typisch unter im Mittel 0,2·L und vorzugsweise 0,1·L ist, wobei L die Gesamtdicke der Blöcke 1A und 1B senkrecht zur betrachteten Grenzfläche 1AB ist.
- - Andererseits ist es, wie in der Fig. 4b dargestellt, zum Vermeiden wesentlicher Leistungsschwankungen des Schleifkontakts im Lauf seiner Lebensdauer wichtig, daß diese Grenzfläche (1AB) nicht "wellenförmig" mit einem variablen Abstand Lj (Lj = Abstand zwischen der Grenz fläche und einem der Ränder des Blocks 1A als Ursprung im Fall der Fig. 4b genommen) ist. Es ist also wesent lich, daß diese Grenzfläche (1AB) einer Ebene nahekommt und daß die geringen lokalen Schwankungen im Inneren von relativ kleinen Grenzen (ΔL) liegen. Gemäß der Er findung ist WL unter 0,2·L und vorzugsweise unter 0,1·L.
Die mittleren Werte von Ej und von ΔL hängen auch von der
Art der gleichzeitigen Einführung wenigstens zweier Pulver
in die Form ab.
Nach einer ersten Variante der Erfindung bezüglich der
gleichzeitigen Einführung der Pulver werden diese Pulver
(4A . . . ) durch Schwerkraft in die Form (3) mit Hilfe eines
Behälters (8) eingeführt, der mit wenigstens einer Trennwand
(9) versehen ist, deren unteres Ende allgemein mit der obe
ren Öffnung (6) der Form (3) fluchtet.
Der Behälter (8) kann derart gestaltet sein, daß die Wand
(9) in einer horizontalen Ebene derart verschoben werden
kann, um ggf. den relativen (Volumen-)Anteil jedes der
gleichzeitig eingeführten Pulver zu verändern.
Nach einer zweiten praktischen Variante der Erfindung, die
bevorzugt wird, wenn man eine möglichst enge und möglichst
ebene Grenzfläche (1AB) anstrebt, weist die Form (3) einen
beweglichen Boden (10) auf, der zu Beginn der Beladung (oder
Füllung) der Form auf Höhe der oberen Öffnung (6) positio
niert ist und im Maße der Einführung durch Schwerkraft oder
durch erzwungene Bewegung der Pulver absinkt, die eventuell
in einem Behälter (8) gespeichert sind, der mit einer Trenn
wand (9) ausgerüstet ist, die das Niveau der oberen Öffnung
(6) der Form erreicht, oder die mit Hilfe von Einspeisungs
rohren mit einem dem der zu erhaltenden Blöcke entsprechen
den Querschnitt zugeführt werden.
Nach dieser Variante gibt es keinen freien Fall durch
Schwerkraft verschiedener Pulver von einem Speicherbehälter
bis zum Boden der Form oder bis zur Füllungsebene (17) wie
in der vorhergehenden Variante, sondern einen Gesamtstrom,
der aus wenigstens zwei parallelen Strömen besteht und der
dem beweglichen Boden der Form so folgt, daß ein Strömen ei
nes "Kolben"-Typs ohne Druckgradient zwischen den verschie
denen Pulverströmen, die diesen Gesamtstrom bilden, derart
bewirkt wird, um eine ebene Grenzfläche (kein Fließen von
Stoff von einem Block zu einem benachbarten Block) zu erhal
ten.
Es ist auch möglich, für jeden Strom von gleichzeitig einzu
führendem Pulver eine erzwungene Einspeisung (Strömung vom
"Kolben"-Typ) zu bewirken, indem man die Verschiebung des
beweglichen Bodens an die erzwungene Einspeisung anpaßt, um
den sich aus der erzwungenen Einspeisung ergebenden Druck im
wesentlichen konstant und auf einem niedrigen Niveau zu hal
ten.
Außerdem gibt es gemäß der Erfindung eine große Zahl von
Verfahrensvarianten:
Einerseits ist es möglich, gleichzeitig mehr als zwei lei
tende Pulver einzuführen und so einen Schleifkontakt mit we
nigstens zwei zur Kompressionsrichtung parallelen Grenzflä
chen zu erhalten, was, wie in der Fig. 9 dargestellt, nütz
lich ist, wenn man den Schleifkontakt zusätzlich zu den Ver
schleiß- und Verankerungsblöcken (1B) bzw. (1A) mit einem
Einschleifblock (1D) versehen will.
Andererseits ist es möglich, die Beladung (oder Füllung)
dieser Form durch eine erste gleichzeitige Einführung von
wenigstens zwei Pulvern, auf die wenigstens eine zweite
gleichzeitige Einführung von wenigstens zwei Pulvern folgt,
vorzunehmen, wie dies der Fall ist, um den Schleifkontakt
der Fig. 7 herzustellen, wo man zunächst gleichzeitig die
Pulver (4A) und (4C) und danach gleichzeitig die Pulver (4A)
und (4B) einfüllt.
Schließlich kann die Beladung der Form zusätzlich zu der we
nigstens einen gleichzeitigen Einführung von wenigstens zwei
parallele Ströme bildenden Pulvern die Einführung eines Pul
vers in die Form nach oder vor der gleichzeitigen Einführung
das von den gleichzeitig eingeführten (oder einzuführenden)
Pulvern verschieden oder nicht verschieden sein kann, derart
aufweisen, daß zusätzlich eine zur Kompressionsrichtung
senkrechte Grenzfläche gebildet wird.
So führt man, um den Schleifkontakt der Fig. 6 zu erhalten,
zunächst das Pulver (4B), danach gleichzeitig das Pulver
(4B) und das Pulver (4C) ein.
Ebenso führt man, um den Schleifkontakt der Fig. 8 zu erhal
ten, zunächst das Pulver (4C) und danach gleichzeitig das
Pulver (4A) und das Pulver (4B) ein, doch wäre eine Einfüh
rung in der umgekehrten Reihenfolge sicher gleichfalls mög
lich.
Was die Befestigung der Enden der elektrischen Leiter (2) an
den Schleifkontakten (1) betrifft, kann man auf zwei Arten
vorgehen:
Einerseits kann man gemäß der Erfindung die elektrischen
Leiter (2) in die leitenden Pulver mit Hilfe des Kolbens (5)
während der gleichzeitigen Kompression des Inhalts der Form
so einführen, um von dieser Kompression zur Verankerung des
Leiters in einem der Blöcke des Schleifkontakts (allgemein
dem Verankerungsblock 1A) zu profitieren.
Andererseits kann man auch Schleifkontakte gemäß der Erfin
dung ohne elektrische Leiter herstellen und danach die Befe
stigung der Enden der elektrischen Leiter (2) durch Ver
schweißen oder Verlöten der Enden mit diesen Schleifkontak
ten (1) oder den vorgesehenen Verankerungsblöcken (1A) si
chern, wobei diese Schleifkontakte oder diese Verankerungs
blöcke vorzugsweise ein Verankerungsmittel (14) (Nut, Loch
. . . ) aufweisen, das zur Aufnahme der Enden derart bestimmt
ist, um die Schleifkontakte (1) und die elektrischen Leiter
(2) stark miteinander zu verbinden.
Tatsächlich kann es erforderlich für den Hersteller von
Schleifkontakten sein, Schleifkontakte ohne elektrische Lei
ter zu liefern, weil diese Schleifkontakte, im Gegensatz zu
denen, die mit elektrischen Leitern bestückt sind, auf einer
automatischen Montagemaschine leicht verwendbar, da in der
Einheit typisch mit Hilfe von vibrierenden Schalen und aus
gehend von einem Vorrat als Haufen leicht positionierbar
sind. Es ist, nachdem einmal der Schleifkontakt positioniert
ist, leicht, auf dem Schleifkontakt (1) und in völlig auto
matischer Weise das Ende eines elektrischen Leiters (2) zu
fixieren und dann den mit seinem elektrischen Leiter be
stückten Schleifkontakt in mehr oder weniger automatischer
Weise mit dem Motor zu verbinden.
So kann es, je nach dem Automatisierungsniveau beim Kunden
oder je nach den erforderlichen Abläufen, vorteilhafter
sein, Schleifkontakte (1) ohne elektrische Leiter (2) statt
der mit den elektrischen Leitern versehenen Schleifkontakte
zu liefern, da man weiß, daß die mit elektrischen Leitern
bestückten Schleifkontakte in vielen Fällen (als Funktion
der Länge und der Steifigkeit der elektrischen Leiter) von
einander per Hand getrennt werden, was erhöhte Kosten verur
sacht, die manchmal höher als der Preis des Schleifkontakts
selbst sind.
Alle diese Mittel der Erfindung ermöglichen die Herstellung
der zusammengesetzten Schleifkontakte (1), die aus fest ver
bundenen Blöcken (1A, 1B . . . ) gebildet sind, deren jeder
eine besondere Funktion durch ihre Art und ihre Lage im
Schleifkontakt unter Berücksichtigung zur Lage des Schleif
kontakts bezüglich des Kollektors (durch a/r/t definierte
Lage) hat.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht die Herstellung
einer ersten Gruppe von Schleifkontakten: Man bildet einen
zusammengesetzten Schleifkontakt (1) mit wenigstens zwei
Blöcken, einem Block (1B), der die Verschleißfunktion si
chert, dem anderen Block (1A), der die Verankerungs- oder
elektrische Verbindungsfunktion des Endes des elektrischen
Leiters (2) sichert, indem man gleichzeitig in die Form ein
sog. Verschleißpulver (4B), das zur Bildung eines den Kon
takt mit dem Kollektor sichernden Verschleißblocks (1B) ge
eignet ist, und ein sog. Verankerungspulver (4A) einführt,
das zur Bildung eines Blocks (1A) zur Verankerung des elek
trischen Leiters (2) geeignet ist.
Die Fig. 5 und 5a, 12c und 13c stellen diesen Schleifkon
takttyp dar.
Eine solche Trennung der Funktionen, die schematisch mit
"Verankerung" und "Verschleiß" bezeichnet sind, ist in tech
nischer Hinsicht in dem Maße vorteilhaft, wo sie eine Opti
mierung jeder Funktion ermöglicht. Beispielsweise muß der
Verankerungsblock (1A) einen geringen ohmschen Abfall an der
Grenzfläche zwischen dem Verankerungsblock (1A) und dem Ende
des elektrischen Leiters (2) ermöglichen, eine Eigenschaft,
die nicht für den Verschleißblock (1B) erforderlich ist, der
seinerseits anderen besonderen technischen Anforderungen ge
nügen muß.
Eine solche Trennung der Funktionen ist in wirtschaftlicher
Hinsicht vorteilhaft, da die Versuche der Anmelderin gezeigt
haben, daß das zum Bilden des Verankerungsblocks bestimmte
Verankerungspulver (4A) ein wirtschaftliches oder Wiederge
winnungspulver aufweisen kann, das insbesondere von der Be
arbeitung der Schleifkontakte stammt.
Es ist besonders vorteilhaft, um gleichzeitig die festen Ab
fälle und die Gestehungspreise zu verringern, ein Wiederge
winnungspulver und/oder evtl. andere wirtschaftlichere Pul
ver als die zu wählen, die verwendet würden, wenn es keine
Trennung der Verankerungs- und Verschleißfunktionen gäbe.
In der Praxis arbeitet man, um die Wiedergewinnungspulver
(oder billige Pulver) rückzuführen, in der folgenden Weise:
- a) Man sieht eine Verschleißpulvermenge (4B) vor, die zur Bildung des Verschleißblocks (1B) für eine Gruppe gege bener Schleifkontakte (für eine besondere Verwendung) bestimmt ist, und eine Menge dieses Wiedergewinnungs pulvers vor,
- b) man stellt die Kompressibilitätskurven des Verschleiß pulvers (4B) und des Wiedergewinnungspulvers auf,
- c) man justiert die Kompressibilitätskurve des Wiederge winnungspulvers durch Zusatz, je nach dem Fall, entwe der eines sog. wenig kompressiblen Pulvers oder eines sog. kompressiblen Pulvers, um ein Verankerungspulver (4A) einer der des Pulvers (4B) nahen Endkompressibili tät (Abweichung unter +/- 10% oder vorzugsweise unter +/- 5% in den Fällen die am meisten eine Ebenheit der Grenzfläche erfordern) zu erhalten; siehe Fig. 11.
Das wenig kompressible Pulver ist ein Metallpulver in Form
massiver Körner (wenig eingeschnittene Körner, wenig hohes
Verhältnis der großen Abmessung zur kleinen Abmessung des
Korns), vorzugsweise auf Basis von Cu, Fe, und das kompres
sible Pulver ist entweder ein Metallpulver mit eingeschnit
tenen Körnern (dendritischen Körnern), vorzugsweise auf Ba
sis von Cu, oder ein Pulver von allgemein leitfähigem koh
lenstoffhaltigem Material.
Typisch wird das wenig kompressible Pulver aus Teilchen ei
ner mittleren Größe über 60 µm gebildet, während das kom
pressible Pulver aus Teilchen einer mittleren Größe unter
60 µm gebildet wird.
Diese sog. wenig kompressiblen oder kompressiblen Pulver
sind handelsübliche Pulver.
So erhält man Schleifkontakte (1), die wenigstens zwei fest
verbundene Blöcke aufweisen, die durch wenigstens eine zur
Kompressionsrichtung des Schleifkontakts parallele Grenzflä
che getrennt sind: einen Verschleißblock (1B), der zur Si
cherung des Kontakts mit dem Kollektor bestimmt ist, dessen
Kontaktfläche (11) parallel zur Kompressionsrichtung (13)
des Schleifkontakts ist, und einen Verankerungsblock (1A)
für den elektrischen Leiter (2), welcher Block die Wiederge
winnungspulver enthält.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht die Herstellung
einer zweiten Gruppe von Schleifkontakten, in denen der Ver
schleißblock (1B) außerdem einen sog. Kommutierungsblock
(1C) aufweist, der durch Kompression eines sog. Kommutie
rungspulvers (4C) (wenigstens zweifach weniger leitend als
das Verschleißpulver (4B)) derart erhalten wird, um einen
Kommutierungsblock (1C) zu bilden, der die Ausgangskante des
Schleifkontakts darstellt, wobei die Grenzfläche (1BC) zwi
schen dem Verschleißblock (1B) und dem Kommutierungsblock
(1C) vorzugsweise senkrecht zur Kompressionsrichtung (13)
ist, was bedeutet, daß das den Verschleißblock bildende Ver
schleißpulver (4B) und das den Kommutierungsblock bildende
Kommutierungspulver (4C) vorzugsweise nacheinander in die
Form eingeführt werden.
Die Fig. 7 und 7a, 8 und 8a und 9b veranschaulichen Varian
ten von Schleifkontakten, die mit einem Kommutierungsblock
(1C) versehen sind: im Fall der Fig. 7 und 7a, 8 und 8a wer
den die Verschleiß- und Kommutierungspulver (4B) bzw. (4C)
nicht gleichzeitig in die Form eingeführt. Dagegen wird im
Fall der Fig. 9b das Kommutierungspulver (4C) zur gleichen
Zeit wie das Verschleißpulver (4B) und wie die Verankerungs- und
Einschleifpulver (4A) bzw. (4D) unter Berücksichtigung
der Krümmung des Einschleifblocks (1D) und der geometrischen
Lage des Kommutierungsblocks (1C) eingeführt, der die Aus
gangskante bilden soll.
Eine andere Variante eines Schleifkontakts (1), der mit ei
nem Kommutierungsblock (1C) versehen ist, ist in den Fig. 6
und 6a dargestellt: in diesem Fall dient das gleiche Ver
schleißpulver (4B) zur Herstellung des Verschleißblocks (1B)
und des Verankerungsblocks (1A), die nur einen einzigen
Block in "L"-Form bilden. Diese Variante, die nicht wirt
schaftlich ist, da sie keine Rückführung von Wiedergewin
nungspulvern aufweist (erfindungsgemäß gibt es aus Quali
tätssorge keine Wiedergewinnungspulver im Verschleißblock),
ist eine mögliche, aber im Rahmen der Erfindung nicht bevor
zugte Abwandlung.
Schließlich kann, wie in den Fig. 9 und 9a ersichtlich, der
Schleifkontakt (1) gemäß der Erfindung auch einen sog. Ein
schleifblock (1D) aufweisen, der mit dem Verschleißblock
(1B) und evtl. auch mit dem Kommutierungsblock (1C) fest
verbunden ist, wie in der Fig. 9b dargestellt ist. Dieser
Einschleifblock (1D) wird durch Kompression eines sog. Ein
schleifpulvers (4D) erhalten, wobei der Einschleifblock
(1D), der die Krümmung des Kollektors aufweisen kann, zur
Beschleunigung des Einschleifens und zur Bildung der Gleit
fläche des Kollektors bei Inbetriebnahme des Elektromotors
bestimmt ist und sich rasch anpaßt, um eine reibende Fläche
zu bilden, die sich über fast die Gesamtheit der Reibober
fläche erstreckt, wobei die Grenzfläche (1BD) zwischen dem
Verschleißblock (1B) und dem Einschleifblock (1D) vorzugs
weise parallel zur Kompressionsrichtung (13) ist.
Es gibt tatsächlich Bereiche, die den Verkauf eines schon
eingeschliffenen Motors beim Kunden derart erfordern, daß
beim Start der Motor hinsichtlich der Leistungen (Stärke)
und des Niveaus von Störungen (Lärm) stabil ist. Dies erfor
dert eine Einschleifphase beim Hersteller von Motoren, wel
che Phase vorteilhaft dank der Schleifkontakte abgekürzt
wird, die mit einem Einschleifblock (1D) versehen sind.
Alle nach dem Verfahren der Erfindung erhaltenen Schleifkon
takte stellen einen zweiten Gegenstand der Erfindung dar,
der unter Berücksichtigung der großen Zahl möglicher Kombi
nationen im Rahmen der Erfindung auf die in den Figuren dar
gestellten oder in den Beispielen beschriebenen Schleifkon
takte nicht begrenzt ist.
Wenn man die Gesamtheit der hauptsächlichen angegebenen
Funktionen und der entsprechenden Blöcke eines Schleifkon
takts gemäß der Erfindung zusammenfaßt, findet man:
- * einen Verschleißblock (1B), der aus einem elektrisch leitenden Gemisch mit einem Metallpulver, einem Gra phitpulver, einem Bindemittel und Zusatzstoffen erhal ten wird, wobei der Widerstand (rho) an die Endbestim mung des Schleifkontakts durch Einstellung insbesondere des Gehalts an Metallpulver angepaßt ist,
- * einen Kommutierungsblock (1C), der aus einem dem zum Verschleißblock (1B) führenden analogen Gemisch, jedoch einer Zusammensetzung erhalten wird, die gewählt wird, um einen wenigstens zweifach höheren Widerstand als den des Verschleißblocks (1B) zu erhalten,
- * einen Verankerungsblock (1A), der aus einem dem zum Verschleißblock (1B) führenden analogen Gemisch erhal ten wird, wobei jedoch das Gephitpulver durch ein wirt schaftliches oder Wiedergewinnungspulver ersetzt werden kann und der Widerstand höchstens gleich dem des Ver schleißblocks gewählt wird,
- * einen Einschleifblock (1D), der aus einem dem zum Ver schleißblock (1B) führenden analogen Gemisch erhalten wird, wobei jedoch die Pulver und der Bindemittelgehalt (verringert) so gewählt werden, daß die Härte des Ein schleifblocks geringer als die des Verschleißblocks ist (typisch zweifach geringer).
In allgemeiner Weise bestimmt man, ausgehend von einem Be
zugswert von rhoB (Widerstand des Verschleißblocks 1B), der
je nach den Verwendungen variabel ist (beispielsweise ist
rhoB für Schleifkontakte einer Benzinpumpe in der Größenord
nung von 2000-3000 µΩ·cm, für Schleifkontakte von elektri
schen Bohrmaschinen jedoch in der Größenordnung von 100 000 µΩ·cm),
die Werte von rho für die anderen Blöcke (1A, 1C,
1D . . . ):
Der Wert von rhoA des Verankerungsblocks (1A) ist höchstens
gleich dem von rhoB und meistens merklich unter dem von
rhoB.
Dagegen ist der Wert von rhoC des Kommutierungsblocks (1C)
größer (allgemein 2-3fach größer) als der von rhoB.
Was den Wert von rhoD des Einschleifblocks (1D) betrifft,
ist sein Wert nahe dem von rhoB, wobei der wesentliche
Unterschied zwischen dem Verschleißblock (1B) und dem
Einschleifblock (1D), wie bereits angegeben, hauptsächlich
ein Härteunterschied ist, d. h. daß der Einschleifblock (1D)
weicher als der Verschleißblock (1B) ist.
Wie schon erwähnt, sind die Bestandteile jedes Pulvertyps
(4A, 4B, 4C . . . ) und die Rezeptur jedes Pulvertyps an sich
dem Fachmann bekannt, der imstande ist, die Zusammensetzung
eines Pulvers zu variieren und den Gehalt jedes Bestandteils
eines Pulvers anzupassen, um den gewünschten Widerstandswert
(rho) zu erhalten, indem er vor allem den Gehalt der am mei
sten leitenden Stoffe (Kupferpulver) reguliert, oder einen
mehr oder wenigen weichen Block zu erhalten, indem er den
mehr oder weniger großen Gehalt an Bindemittel reguliert.
Tatsächlich verfügt der Hersteller von Schleifkontakten all
gemein über mehrere hundert oder tausend Zusammensetzungs
rezepte, die praktisch die Gesamtheit des Widerstands- und
des Härtebereichs erfassen, der in den Schleifkontakten an
getroffen wird.
Die (metallischen oder kohlenstoffhaltigen, im wesentlichen
aus Graphit bestehenden) Pulver, Bindemittel und Zusatzstof
fe, die zur Herstellung der Schleifkontakte dienen, sind dem
Fachmann als solche bekannt. Als verwendetes Bindemittel
kann man die Phenolharze nennen. Als Zusatzstoff kann man
das Blei und das Molybdänsulfid nennen, die das Gleiten des
Schleifkontakts auf dem Kollektor begünstigen.
Die Schleifkontakte gemäß der Erfindung weisen obligatorisch
zwei unterschiedliche Blöcke mit einer zur Kompressionsrich
tung parallelen Grenzfläche, stets einen Verschleißblock
(1B) und meistens einen Verankerungsblock (1A) auf. Wenn je
doch der Verankerungsblock und der Verschleißblock vereint
sind, wie in der Fig. 6 dargestellt, ist der zweite Block
ein Kommutierungsblock (1C).
Indessen ist das Verfahren der Erfindung nicht auf die Her
stellung von Schleifkontakten beschränkt, die mit den allei
nigen erwähnten Funktionen versehen sind. Tatsächlich be
schränkt das erfindungsgemäße Verfahren weder die Zahl auf
einanderfolgender Pulverladungen noch die Art dieser Pulver
bezüglich ihrer Funktion, noch die Eigengeometrie jedes end
gültigen Blocks. Sie läßt also leicht die Zufügung jeder Zu
satzfunktion zu.
Ebenso schließt, obwohl es in allgemeiner Weise bevorzugt
wird, daß der Schleifkontakt (1) gegenüber dem Kollektor so
ausgerichtet wird, daß die Kompressionsrichtung (13) des
Schleifkontakts senkrecht zur radialen Richtung r ist, die
Erfindung nicht aus, daß in bestimmten Fällen und unter Be
rücksichtigung der großen Vielfalt der Verwendungsbedingun
gen der Schleifkontakte die Schleifkontakte gemäß der Erfin
dung ohne größeren Nachteil mit einer zur radialen Richtung
r parallelen Kompressionsrichtung verwendet werden können.
Alle Figuren und, was die Schleifkontakte selbst betrifft,
insbesondere die Fig. 5 bis 9b stellen Beispiele der Erfin
dung dar.
Man stellte Schleifkontakte für 12 V-Anlasser gemäß den
Fig. 7 und 7a mit den folgenden Abmessungen her:
- * L = 23 mm (LA = 7 mm/LB = 16 mm)
- * H = 10 mm (HB = 8 mm/HC = 2 mm)
- * l = 20 mm
Für diese Verwendung sind die angestrebten Widerstandswerte
(rho) für jeden Block:
- * Verschleißblock (1B): rhoB der Größenordnung von 50 µΩ·cm
- * Verankerungsblock (1A) : rhoA der Größenordnung von 30-50 µΩ·cm
- * Kommutierungsblock (1C): rhoC der Größenordnung von 300 µΩ·cm
Das Gemisch von Pulvern, das das Verschleißpulver (4B)
dieser Versuchsserie bildet, weist auf:
- * Kupferpulver mit massiven Körnern einer spezifi schen Oberfläche von 1800 cm²/g und einer mittle ren Teilchengröße von 100 µm (65 Gew.-%),
- * Naturgraphitpulver (Schuppen von etwa 200 µm bei 10 µm Dicke) (20 Gew.-%),
- * ein Bindemittel (Phenolharz) (10 Gew.-%),
- * Zusatzstoffe (MoS₂, Blei . . . ) (insgesamt 5 Gew.-%).
Die anderen Gemische von Pulvern leiten sich von diesem
mit den jedem Pulvertyp eigenen Korrekturen (Wert von
rho, Härte, Rückführung von Wiedergewinnungspulver) ab:
- - für das Verankerungspulver (4A) verwendete man
Wiedergewinnungspulver anstelle der Kupfer- und
Graphitpulver und paßte die Kompressibilität
(Kompressibilitätsabweichung unter 5%, da Grenz
flächenhöhe H < 5 mm) und den Wert von rho mit
Hilfe von metallischen Kupferpulvern an.
Es ist zu bemerken, daß man in anderen Fällen eventuell Graphitpulver oder auch, je nach dem Fall, nichtleitende kohlenstoffhaltige Pulver hätte verwenden müssen. - - Für das Kommutierungspulver (4C) erhöht man den Widerstand des Verschleißpulvers (4B) unter Ver wendung einer zweifach geringeren Kupfermenge (wobei die Graphitpulvermenge als Konsequenz er höht wird).
- - Für das Einschleifpulver verringert man die Härte, indem man etwa zweifach weniger Bindemittel ver wendet.
Für die Versuche verwendete man eine Form des Typs mit
beweglichem Boden (10), deren Querschnitt 20×23 mm
(Form mit Endmaßen unter Berücksichtigung der vorab ge
messenen Schrumpfung beim Ausbrennen) und deren Tiefe
40 mm waren, welche Form von zwei Behältern 8 und 8′,
wie in der Fig. 10 gezeigt, gespeist wurde, deren jeder
mit einer Trennwand (9) ausgerüstet war, deren Stellung
die Bildung der Grenzflächen 1AC und 1AB ermöglichte.
Man chargierte zunächst auf 6 mm Höhe gleichzeitig Ver
ankerungspulver (4A) und Kommutierungspulver (4C) mit
Hilfe des ersten Behälters (8) und dann auf 24 mm Höhe
gleichzeitig Verankerungspulver (4A) und Verschleißpul
ver (4B) mit Hilfe des zweiten Behälters (8′). Die Ge
samthöhe Ho ist 30 mm.
Man komprimierte anschließend die Gesamtheit dieser
Pulver mit einem Kolben (5), der mit einer Öffnung ver
sehen war, durch die das Ende einer Kupferlitze (2)
(auf etwa 5 mm) durchging.
Man übte einen Druck von etwa 4 t/cm² (d. h. etwa
40 MPa) aus, um einen Rohschleifkontakt einer Endhöhe
Hp nahe oder etwas über 10 mm zu erhalten.
Man unterwarf anschließend die erhaltenen Rohschleif
kontakte einer Wärmebehandlung bei 600°C unter redu
zierender Atmosphäre während 30 min in einem Durchlauf
ofen. Diese Behandlung spielt eine vielfältige Rolle:
Polymerisierung, dann Carbonisierung des Bindemittels,
Sinterung der Metallpulver usw.
Man bearbeitete schließlich die Schleifkontakte auf die
Endabmessungen (H = 10 mm, L = 23 mm, l = 20 mm).
Man führte auch Versuche durch, bei denen man die Fül
lungsreihenfolge umkehrte: Man führte zunächst gleich
zeitig die Pulver (4A) und (4B) vom Behälter (8′) und
danach die Pulver (4A) und (4C) vom Behälter (8) ein.
Man fertigte mit derselben Form die Gesamtheit der in
den Fig. 5 bis 9b dargestellten Schleifkontakte.
Im Fall des Schleifkontakts der Fig. 9b wurde der Ein
schleifblock (1D) aus einem dem Verschleißpulver (4B)
analogen Einschleifpulver (4D), jedoch mit zweifach we
niger Bindemittel (Bindemittel durch Graphitpulver er
setzt) erhalten.
All diese Schleifkontakte wurden bezüglich ihrer mecha
nischen Eigenschaften (Festigkeit der Schleifkontakte
und feste mechanische Verbindung zwischen den Blöcken
desselben Schleifkontakts), ihrer elektrischen Eigen
schaften und auf dem Prüfstand am Motor getestet. Sie
zeigten in jeder Hinsicht die erwarteten Eigenschaften
unter Berücksichtigung ihrer unterschiedlichen Struktu
ren, d. h. wenigstens so gute Eigenschaften wie die der
Produkte des Standes der Technik, die die gleichen
Funktionen (Verankerung/Verschleiß/Verbindung/Einschleifen)
allgemein getrennt und nicht notwendiger
weise mit der guten Ausrichtung (Kompressionsrichtung
(13) nicht notwendigerweise senkrecht zur Richtung r,
wie bei der Erfindung) aufwiesen.
Andererseits bestätigten die an den verschiedenen, zur
Kompressionsrichtung (13) parallelen oder senkrechten
Grenzflächen vorgenommenen Schnitte die Güte der
Schleifkontakte und zeigten gleichzeitig die geringe
Dicke der Grenzfläche (Ej unter 2 mm) und die gute
Ebenheit jeder Grenzfläche (ΔL unter 2 mm).
Man führte eine zweite Serie von Versuchen durch, die sich
von den vorstehenden Versuchen in dem Sinn unterscheiden,
daß die elektrischen Leiter (2) nicht während des Kompressi
onsschritts, sondern durch Löten nach der Endbearbeitung an
den Schleifkontakten befestigt wurden.
Während dieser Versuche verwendete man Formen, die zum Er
halten von Schleifkontakten mit Nut (14) geeignet sind, also
Formen wie die in den Fig. 12a und b, 13a und b gezeigten,
um Schleifkontakte zu erhalten, wie sie in den Fig. 12c und
13c dargestellt sind.
Diese Verfahrensvariante gemäß der Erfindung ermöglichte
eine Durchführung einer Wärmebehandlung bei einer höheren
Temperatur (900°C) als in der ersten Versuchsserie, wo die
Wärmebehandlungstemperatur durch die Gegenwart eines elek
trischen Leiters aus Kupfer (geflochtenes oder verlitztes
Kabel) beschränkt ist, dessen mechanische Eigenschaften zu
bewahren sind.
So ermöglichte diese Erhöhung der Wärmebehandlungstempera
tur, den Fächer der brauchbaren Pulver zu erweitern und ins
besondere wirtschaftliche Pulver, wie z. B. Eisenpulver, ins
besondere für die Herstellung des Verankerungsblocks (1A) zu
verwenden.
Man stellte auch Varianten von Schleifkontakten her, bei
denen die Gesamtheit oder ein Teil des Verankerungsblocks
aus Kupferpulver erhalten wird und aus gesintertem Kupfer
pulver besteht, was in Verbindung mit dem Vorliegen von Nu
ten (14) oder evtl. von Löchern durch Schweißen/Löten zu
einer sehr festen Verankerung des Endes des elektrischen
Leiters (2) und des Schleifkontakts (1) führt.
Natürlich wird die Ausrichtung der Nuten (14) oder der Lö
cher von jeder Verwendungsart abhängen, da für eine gegebene
Verwendungsart eine optimale Positionierung existieren muß,
bei der die Bruchgefahr des elektrischen Leiters unter Be
rücksichtigung der Schwingungen des Motors minimiert wird.
Außerdem kann es zu diesem Zweck vorteilhaft sein, daß die
Nut (14) an ihrem äußeren Ende aufgeweitet ist, wie in der
Fig. 13a dargestellt ist.
Es sind zunächst die großen Möglichkeiten der Erfindung her
vorzuheben, was die Vielfältigkeit der Auslegung der
Schleifkontakte in dem Maß betrifft, wo das bei der Erfin
dung entwickelte Konzept den Weg für praktisch jede Her
stellung von zusammengesetzten Schleifkontakten mit wenig
stens zwei Blöcken öffnet.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglichst also, in ein
und demselben Schleifkontakt Leistungsqualitäten zu vereini
gen, die man beim Stand der Technik allgemein in getrennten
Schleifkontakten fand.
Dieses Verfahren ermöglicht dem Hersteller, eine sehr große
Palette von Schleifkontakten anzubieten und - dank der
Raschheit einer Anpassung des Verfahrens - den neuen Bedürf
nissen der Abnehmer zu genügen.
Außerdem ist dieses Verfahren für zukünftige Entwicklungen
völlig offen, die die Integrierung neuer Funktionen mit den
hier erwähnten, nicht beschränkenden Funktionen bezwecken.
Was den wirtschaftlichen Aspekt betrifft, führt die Möglich
keit der Rückführung bzw. Verwendung der Pulver (Rückgewin
nungspulver) bei einem Wert von fast Null (oder eventuell
einem negativen Wert) oder einem etwas erhöhten Wert, zu ei
ner merklichen Verringerung des Gestehungspreises, die in
bestimmten Fällen von 5 bis 15% gehen kann, was für ein
Produkt wesentlich ist, das Gegenstand einer Massenproduk
tion ist.
Andererseits ist es wohl nicht nötig, für einen Hersteller
den ökonomischen (und ökologischen) Vorteil zu erwähnen, die
eigenen Abfälle (Pulver oder Abfälle, die sich aus der Her
stellung der Schleifkontakte und insbesondere der Endbear
beitung der Schleifkontakte ergeben) rückzuführen.
Schließlich ermöglicht die Erfindung, Schleifkontakte ohne
elektrische Leiter, jedoch deren Aufnahme unter den Bedin
gungen einer automatischen Fertigung, insbesondere auf der
gleichen Montagelinie beim Abnehmer und zur Bildung einer im
wesentlichen gegenüber Schwingungen so widerstandsfähigen
Verankerung wie die beim Einführen des Endes der elektri
schen Leiter während der Kompression der Pulver erhaltene
geeignet, herzustellen.
Die Erfindung ist auf die Herstellung aller Arten von
Schleifkontakten anwendbar.
Claims (20)
1. Verfahren zur Herstellung von Vielschicht-Schleifkon
takten (1), die mit elektrischen Leitern (2) bestückt
und zum Sichern des elektrischen Kontakts mit dem Kol
lektor eines Elektromotors bestimmt sind, das eine Be
ladung einer Form (3) mit wenigstens einem elektrisch
leitenden Pulver (4), eine Kompression des Inhalts der
Form mit Hilfe wenigstens eines Kolbens (5) zur Bildung
eines rohen Schleifkontakts (7), eine Wärmebehandlung
des rohen Schleifkontakts (7) sowie eine Fixierung der
Enden der elektrischen Leiter (2) umfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beladung der Form (3) wenigstens eine gleichzeitige
Einführung wenigstens zweier leitender Pulver (4B, 4A
und/oder 4C . . . ) aufweist, wobei jedes der gleichzeitig
eingeführten Pulver durch die obere Öffnung (6) der
Form (3) dank Trennungsmitteln (9) in einem gesonderten
Materialstrom derart fließt, um nach dem Kompressions
schritt und der Wärmebehandlung einen aus fest verbun
denen Blöcken (1B, 1A und/oder 1C . . . ) gebildeten
Schleifkontakt zu erhalten, bei dem jeder der Blöcke
(1B, 1A und/oder 1C . . . ) eines der in die Form einge
führten Pulver (4B, 4A und/oder 4C . . . ) aufweist und
die Grenzfläche (1AB und/oder 1BC . . . ) zwischen den
Blöcken wenigstens teilweise in der Kompressionsrich
tung (13) ausgerichtet ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
um jede in der Kompressionsrichtung ausgerichtete
Grenzfläche im wesentlichen eben zu erhalten, die
gleichzeitig eingeführten Pulver (4B, 4A und/oder 4C . . . )
Kompressibilitätskurven aufweisen, die nicht über
+/- 10% im Kompressionsbereich des Schleifkontakts va
riieren, wo es eine Gefahr plastischen Fließens der
Pulver gibt (Druck P < 0,5 t/cm², d. h. etwa 5 MPa).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
im Fall von Schleifkontakten, deren Grenzfläche in der
Kompressionsrichtung eine Höhe H über 5 mm aufweist,
die gleichzeitig eingeführten Pulver vorzugsweise Kom
pressibilitätskurven aufweisen, die nicht über +/- 5%
in dem durch P < 0,5 t/cm² definierten Kompressionsbe
reich des Schleifkontakts variieren.
4. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß, um zwischen zwei gleichzei
tig eingeführten Pulvern eine schmalst- und ebenstmög
liche Grenzfläche zu erhalten, die Form einen bewegli
chen Boden (10) aufweist, der zu Beginn der Beladung
der Form (3) auf Höhe der oberen Öffnung (6) angeordnet
ist und im Maße der Einführung der Pulver durch Schwer
kraft oder durch erzwungene Bewegung absinkt, die even
tuell in einem Vorratsbehälter gespeichert sind, der
mit wenigstens einer Trennwand (9) ausgerüstet ist, die
das Niveau der oberen Öffnung erreicht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Beladung der Form eine erste gleichzeitige Einfüh
rung wenigstens zweier Pulver aufweist, auf die wenig
stens eine zweite gleichzeitige Einführung wenigstens
zweier Pulver folgt.
6. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß die Beladung der Form außer
einer gleichzeitigen Einführung wenigstens zweier Pul
ver, die parallele Ströme bilden, vor oder nach dieser
gleichzeitigen Einführung die Einführung eines Pulvers,
das von den gleichzeitig eingeführten (oder einzufüh
renden) Pulvern verschieden ist, in die Form derart
aufweist, um außer einer in der Kompressionsrichtung
ausgerichteten Grenzfläche eine senkrecht zur Kompres
sionsrichtung ausgerichtete Grenzfläche zu bilden.
7. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß man die Fixierung der Enden
der elektrischen Leiter (2) vorzugsweise sichert, indem
man die elektrischen Leiter in die leitenden Pulver mit
Hilfe des Kolbens (5) während der gleichzeitigen Kom
pression des Inhalts der Form derart einführt, daß die
Kompression zur Verankerung an einem der Blöcke des
Schleifkontakts ausgenützt wird.
8. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß man die Fixierung der Enden
der elektrischen Leiter (2) durch Schweißen oder Löten
der Enden an die Schleifkontakte oder zu diesem Zweck
vorgesehene Verankerungsblöcke (1A) sichert, wobei die
Schleifkontakte ein Verankerungsmittel (14) (Nut, Loch . . . )
aufweist, das zur Aufnahme der Enden derart be
stimmt ist, um die Schleifkontakte (1) und die elektri
schen Leiter (2) stark zu verbinden.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß man einen Verbundschleifkontakt (1) mit
wenigstens zwei Blöcken, von denen der eine (1B) die
Verschleißfunktion sichert und der andere (1A) die
Funktion der Verankerung des elektrischen Leiters (2)
sichert, bildet, indem man in die Form gleichzeitig ein
Pulver (4B), das sich zur Bildung eines den Kontakt mit
dem Kollektor sichernden Verschleißblocks (1B) eignet,
und ein Pulver (4A) einführt, das sich zur Bildung ei
nes Blocks (1A) zur Verankerung des elektrischen Lei
ters (2) eignet.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das zur Bildung eines Verankerungsblocks (1A) geeignete
Pulver (4A) ein Wiedergewinnungspulver aufweist, das
besonders vom Verschleiß von Schleifkontakten stammt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die
folgenden Schritte:
- a) Man beschafft eine Charge des zur Bildung eines Verschleißblocks (1B) geeigneten Pulvers (4B) und eine Charge des Wiedergewinnungspulvers,
- b) man stellt die Kompressibilitätskurven des Pulvers (4B) und des Wiedergewinnungspulvers auf und
- c) man justiert die Kompressibilitätskurve des Wie dergewinnungspulvers durch Zusatz, je nach dem Fall, entweder eines sog. wenig kompressiblen Pul vers oder eines sog. kompressiblen Pulvers, um eine der des Pulvers (4B) nahe Endkompressibilität (Abweichung unter +/- 10%) zu erhalten.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
das wenig kompressible Pulver ein Metallpulver in Form
von massiven Körnern, vorzugsweise auf Basis von Cu,
Fe, ist und das kompressible Pulver entweder ein Me
tallpulver mit eingeschnittenen Körnern (dendritischen
Körnern), vorzugsweise auf Cu-Basis, oder ein Pulver
aus leitendem kohlenstoffhaltigem Material ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
das wenig kompressible Pulver aus Teilchen einer mitt
leren Größe über 60 µm gebildet ist, während das kom
pressible Pulver aus Teilchen einer mittleren Größe un
ter 60 µm gebildet ist.
14. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 9 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß der Verschleißblock (1B) au
ßerdem einen sog. Kommutationsblock (1C) aufweist, der
durch Kompression eines Kommutationspulvers (4C) (we
nigstens zweifach weniger leitend als das erste Pulver)
derart erhalten wird, um einen die Ausgangskante bil
denden Kommutationsblock (1C) zu bilden, wobei die
Grenzfläche (1BC) zwischen dem Verschleißblock (1B) und
dem Kommutationsblock (1C) vorzugsweise senkrecht zur
Kompressionsrichtung (13) ist und wobei das den Ver
schleißblock (1B) bildende Pulver (4B) und das den Kom
mutationsblock (1C) bildende Pulver (4C) nicht gleich
zeitig in die Form (3) eingeführt werden.
15. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 9 bis 14, da
durch gekennzeichnet, daß der Verschleißblock (1B) au
ßerdem einen Einschleifblock (1D), der durch Kompres
sion eines sog. Einschleifpulvers (4D) erhalten wird,
aufweist, welcher Einschleifblock (1D), der eine der
des Kollektors nahe Krümmung haben kann, dazu bestimmt
ist, bei der Inbetriebsetzung des Elektromotors die
Gleitfläche des Kollektors zu bilden, und sich schnell
anpaßt, um eine über quasi die Gesamtheit der Reibober
fläche reichende Reibfläche zu bilden, wobei die Grenz
fläche (1BD) zwischen dem Verschleißblock (1B) und dem
Einschleifblock (1D) vorzugsweise parallel zur Kompres
sionsrichtung (13) ist.
16. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 9 bis 15, da
durch gekennzeichnet,
daß der Verschleißblock (1B) aus einem elektrisch leitenden Gemisch (4B) erhalten wird, das ein Metallpulver, ein Graphitpulver, ein Bindemit tel und Zusatzstoffe aufweist, wobei der Widerstand an die endgültige Bestimmung des Schleifkontakts vor allem durch Regulierung des Gehalts an Metallpulver angepaßt wird,
daß der Kommutationsblock (1C) aus einem dem zum Ver schleißblock führenden analogen Gemisch (4C), jedoch einer Zusammensetzung erhalten wird, die gewählt ist, um einen wenigstens zweifach höheren Widerstand zu er halten,
daß der Verankerungsblock (1A) aus einem dem zum Ver schleißblock führenden analogen Gemisch (4A) erhalten wird, wobei jedoch das Graphitpulver durch ein Rückge winnungsprodukt ersetzt werden kann und der Widerstand höchstens gleich dem des Verschleißblocks gewählt wird,
und daß der Einschleifblock (1D) aus einem dem zum Ver schleißblock führenden analogen Gemisch (4D) erhalten wird, wobei jedoch die Pulver und der (verminderte) Bindemittelgehalt so gewählt werden, daß die Härte des Einschleifblocks (1D) geringer als die des Verschleiß blocks (1B) (typisch zweifach geringer) ist.
daß der Verschleißblock (1B) aus einem elektrisch leitenden Gemisch (4B) erhalten wird, das ein Metallpulver, ein Graphitpulver, ein Bindemit tel und Zusatzstoffe aufweist, wobei der Widerstand an die endgültige Bestimmung des Schleifkontakts vor allem durch Regulierung des Gehalts an Metallpulver angepaßt wird,
daß der Kommutationsblock (1C) aus einem dem zum Ver schleißblock führenden analogen Gemisch (4C), jedoch einer Zusammensetzung erhalten wird, die gewählt ist, um einen wenigstens zweifach höheren Widerstand zu er halten,
daß der Verankerungsblock (1A) aus einem dem zum Ver schleißblock führenden analogen Gemisch (4A) erhalten wird, wobei jedoch das Graphitpulver durch ein Rückge winnungsprodukt ersetzt werden kann und der Widerstand höchstens gleich dem des Verschleißblocks gewählt wird,
und daß der Einschleifblock (1D) aus einem dem zum Ver schleißblock führenden analogen Gemisch (4D) erhalten wird, wobei jedoch die Pulver und der (verminderte) Bindemittelgehalt so gewählt werden, daß die Härte des Einschleifblocks (1D) geringer als die des Verschleiß blocks (1B) (typisch zweifach geringer) ist.
17. Gemäß dem Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1
1 bis 16 hergestellter Schleifkontakt, gekennzeichnet
durch wenigstens zwei fest verbundene Blöcke, die durch
wenigstens eine zur Kompressionsrichtung (13) des
Schleifkontakts parallele Grenzfläche (1AB) getrennt
sind, und zwar: einen Verschleißblock (1B), der zur
Sicherung des Kontakts mit dem Kollektor bestimmt ist
und dessen Kontaktoberfläche parallel zur Kompressi
onsrichtung (13) des Schleifkontakts ist, und einen
Verankerungsblock (1A), der die Verankerung des elek
trischen Leiters (2) sichert und eventuell Wiederge
winnungspulver enthält.
18. Schleifkontakt nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich
net, daß er wenigstens zwei fest verbundene, durch we
nigstens eine zur Kompressionsrichtung (13) des
Schleifkontakts senkrechte Grenzfläche (1BC) getrennte
Blöcke aufweist, und zwar: einen Verschleißblock (1B)
und einen Kommutationsblock (1C), wobei der Veranke
rungsblock (1A) vom Verschleißblock (1B) gesondert oder
eventuell mit ihm vereint sein kann.
19. Schleifkontakt nach Anspruch 17 oder 18, dadurch ge
kennzeichnet, daß er einen mit dem Verschleißblock (1B)
und eventuell dem Kommutationsblock (1C) durch eine zur
Kompressionsrichtung parallele Grenzfläche (1BC und
eventuell 1CD) fest verbundenen Einschleifblock (1D)
aufweist.
20. Schleifkontakt nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich
net, daß der Einschleifblock (1D) eine Fläche zum Kon
takt mit dem Kollektor aufweist, die parallel zur Kom
pressionsrichtung (13) des Schleifkontakts ist und im
wesentlichen die Krümmung des Kollektors derart auf
weist, um das Einschleifen des Schleifkontakts zu er
leichtern.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9310881A FR2709611B1 (fr) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | Procédé de fabrication de balais multicouches et balais obtenus par le procédé. |
FR9310881 | 1993-09-02 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4430745A1 true DE4430745A1 (de) | 1995-03-09 |
DE4430745B4 DE4430745B4 (de) | 2006-06-14 |
Family
ID=9450808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4430745A Expired - Fee Related DE4430745B4 (de) | 1993-09-02 | 1994-08-30 | Verfahren zur Herstellung von Vielschicht-Schleifkontakten |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5701046A (de) |
JP (1) | JP3390760B2 (de) |
DE (1) | DE4430745B4 (de) |
FR (1) | FR2709611B1 (de) |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19902938A1 (de) * | 1999-01-26 | 2000-07-27 | Valeo Auto Electric Gmbh | Kohlebürste |
DE102006051678A1 (de) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Schunk Modultechnik Gmbh | Schleifkontakt |
FR2911728A1 (fr) * | 2007-01-24 | 2008-07-25 | Valeo Equip Electr Moteur | Balai pour machine electrique tournante et machine comportant un tel balai. |
WO2009068686A1 (de) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Robert Bosch Gmbh | Bürste zur stromversorgung elektrischer maschinen, insbesondere von kommutatormaschinen |
WO2009068683A1 (de) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur herstellung einer bürste zur stromversorgung elektrischer maschinen, insbesondere von kommutatormaschinen |
DE102008059478A1 (de) * | 2008-11-28 | 2010-06-02 | Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh | Kohlebürste zur Übertragung hoher Ströme |
DE102005013106B4 (de) * | 2005-03-18 | 2012-02-02 | Gerhard Präzisionspresstechnik GmbH | Kohlebürstenanordnung |
DE102010064310A1 (de) * | 2010-12-29 | 2012-07-05 | Robert Bosch Gmbh | Bürstenanordnung in einer Kommutatoreinrichtung in einer elektrischen Maschine |
FR2973171A1 (fr) * | 2011-03-23 | 2012-09-28 | Valeo Equip Electr Moteur | Ensemble a balai et bague collectrice, balai et alternateur ou alterno-demarreur associes |
RU2510339C1 (ru) * | 2012-10-25 | 2014-03-27 | Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский новый университет" (НОУ ВПО "РосНОУ") | Токосъемная вставка токоприемника электротранспортного средства и способ ее изготовления |
EP2863494A1 (de) * | 2013-10-15 | 2015-04-22 | Hamilton Sundstrand Corporation | Bürstendesign für Propellerenteisungssystem |
DE102014214305A1 (de) * | 2014-07-23 | 2016-01-28 | Robert Bosch Gmbh | Kontaktierungsbürste für eine bürstenkommutierte elektrische Maschine sowie elektrische Maschine |
EP2681812B1 (de) | 2011-02-28 | 2016-04-27 | Mersen France Amiens SAS | Kontakt bürste |
EP3018772A1 (de) | 2014-11-05 | 2016-05-11 | Schunk Kohlenstofftechnik GmbH | Mehrschicht-kohlebürste und verfahren zur herstellung einer solchen |
EP3211211B1 (de) | 2014-10-21 | 2020-04-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Starter |
CN115954741A (zh) * | 2023-02-16 | 2023-04-11 | 浙江亿宝科技有限公司 | 一种铆合电刷的智能生产装置 |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6091051A (en) * | 1996-12-28 | 2000-07-18 | Minolta Co., Ltd. | Heating device |
DE19900024B4 (de) * | 1999-01-02 | 2006-05-18 | Deutsche Carbone Ag | Verfahren zur Herstellung einer Kohlebürste sowie nach diesem Verfahren hergestellte Kohlebürste |
EP1128496B1 (de) * | 2000-02-22 | 2008-12-10 | Denso Corporation | Verfahren zu Herstellung einer Mehrschicht-Bürste für eine rotierende elektrische Maschine |
JP2002051507A (ja) * | 2000-08-02 | 2002-02-15 | Denso Corp | ブラシの製造方法 |
JP3929746B2 (ja) * | 2001-10-25 | 2007-06-13 | トライス株式会社 | 金属黒鉛質ブラシ |
JP4512318B2 (ja) * | 2003-02-04 | 2010-07-28 | 日立化成工業株式会社 | 積層ブラシ |
GB0303752D0 (en) * | 2003-02-18 | 2003-03-26 | Morgan Crucible Co | Composite electrical brush construction |
US7638918B2 (en) * | 2004-06-14 | 2009-12-29 | Carbone Lorraine Applications Electriques | Carbon brush having a shunt wire in a carbon brush body |
DE102006006313B4 (de) | 2006-02-08 | 2008-05-21 | Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines mehrschichtigen Pressformkörpers |
US7498712B2 (en) * | 2006-09-01 | 2009-03-03 | Energy Conversion Systems Holdings, Llc | Grain orientation control through hot pressing techniques |
DE102008001702A1 (de) * | 2008-05-09 | 2009-11-12 | Robert Bosch Gmbh | Elektrische Maschine, insbesondere Kommutatormaschine |
GB2479761A (en) * | 2010-04-21 | 2011-10-26 | Dyson Technology Ltd | Influence machine power generator |
JP2018186642A (ja) * | 2017-04-26 | 2018-11-22 | 株式会社富士カーボン製造所 | ブラシの製造方法 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US656652A (en) * | 1900-03-30 | 1900-08-28 | Emmet T Bowen | Carbon brush. |
US2636856A (en) * | 1948-06-29 | 1953-04-28 | Mallory & Co Inc P R | Electrode for electrochemical oxidation |
GB1259454A (de) * | 1968-05-23 | 1972-01-05 | ||
DE6600333U (de) * | 1968-08-01 | 1969-01-16 | Schunk & Ebe Gmbh | Verfahren zur herstellung von kohlbuersten |
US3590300A (en) * | 1969-09-22 | 1971-06-29 | Westinghouse Electric Corp | Commutating brush having improved resistance and riding characteristics |
DE2025216A1 (de) * | 1970-05-23 | 1971-12-02 | Carbone Ag | Bürste für Elektromotoren und Dynamos |
US3714482A (en) * | 1971-10-27 | 1973-01-30 | Motorola Inc | Brush wear inhibitor for dynamoelectric machines |
GB1369835A (en) * | 1971-12-20 | 1974-10-09 | Morganite Carbon Ltd | Brushes for electric machines |
US4000430A (en) * | 1973-02-13 | 1976-12-28 | Vladimir Alexeevich Bely | Contact brush |
GB1571101A (en) * | 1976-04-09 | 1980-07-09 | Lucas Industries Ltd | Method of producing a sintered electrical component |
DE2817371C2 (de) * | 1978-04-20 | 1982-08-12 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Stromübertragungsbürste |
DE2856112A1 (de) * | 1978-12-23 | 1980-07-10 | Bosch Gmbh Robert | Elektrische maschine, insbesondere elektromotor mit einem kollektor und wenigstens einer an diesem angelegten schleifbuerste sowie verfahren zur herstellung der schleifbuerste |
FR2616275B1 (fr) * | 1987-06-04 | 1992-09-11 | Equip Electr Moteur | Balai compose pour machines electriques |
DE8815801U1 (de) * | 1988-12-20 | 1989-02-23 | Hoffmann & Co Elektrokohle Kg, Steeg, At | |
JPH03270660A (ja) * | 1990-03-16 | 1991-12-02 | Mabuchi Motor Co Ltd | 小型モータにおけるカーボン・ブラシとその製造方法 |
FR2690791B1 (fr) * | 1992-05-04 | 1994-06-17 | Lorraine Carbone | Balai pour moteur electrique a sensibilite aux vibrations attenuee. |
US5387831A (en) * | 1993-05-27 | 1995-02-07 | Yang; Tai-Her | Low circulation loss compound brush |
-
1993
- 1993-09-02 FR FR9310881A patent/FR2709611B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-08-16 US US08/291,562 patent/US5701046A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-08-30 DE DE4430745A patent/DE4430745B4/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-09-02 JP JP21016394A patent/JP3390760B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19902938A1 (de) * | 1999-01-26 | 2000-07-27 | Valeo Auto Electric Gmbh | Kohlebürste |
DE102005013106B4 (de) * | 2005-03-18 | 2012-02-02 | Gerhard Präzisionspresstechnik GmbH | Kohlebürstenanordnung |
DE102006051678A1 (de) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Schunk Modultechnik Gmbh | Schleifkontakt |
FR2911728A1 (fr) * | 2007-01-24 | 2008-07-25 | Valeo Equip Electr Moteur | Balai pour machine electrique tournante et machine comportant un tel balai. |
WO2009068686A1 (de) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Robert Bosch Gmbh | Bürste zur stromversorgung elektrischer maschinen, insbesondere von kommutatormaschinen |
WO2009068683A1 (de) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur herstellung einer bürste zur stromversorgung elektrischer maschinen, insbesondere von kommutatormaschinen |
EP2192660A3 (de) * | 2008-11-28 | 2013-03-27 | Schunk Kohlenstofftechnik GmbH | Kohlebürste zur Übertragung hoher Ströme |
DE102008059478A1 (de) * | 2008-11-28 | 2010-06-02 | Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh | Kohlebürste zur Übertragung hoher Ströme |
EP2192660A2 (de) * | 2008-11-28 | 2010-06-02 | Schunk Kohlenstofftechnik GmbH | Kohlebürste zur Übertragung hoher Ströme |
US8847463B2 (en) | 2008-11-28 | 2014-09-30 | Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh | Carbon brush for transmitting high currents |
DE102008059478B4 (de) * | 2008-11-28 | 2015-07-30 | Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh | Kohlebürste zur Übertragung hoher Ströme |
DE102010064310A1 (de) * | 2010-12-29 | 2012-07-05 | Robert Bosch Gmbh | Bürstenanordnung in einer Kommutatoreinrichtung in einer elektrischen Maschine |
EP2681812B1 (de) | 2011-02-28 | 2016-04-27 | Mersen France Amiens SAS | Kontakt bürste |
EP2681812B2 (de) † | 2011-02-28 | 2019-06-26 | Mersen France Amiens SAS | Kontakt bürste |
FR2973171A1 (fr) * | 2011-03-23 | 2012-09-28 | Valeo Equip Electr Moteur | Ensemble a balai et bague collectrice, balai et alternateur ou alterno-demarreur associes |
RU2510339C1 (ru) * | 2012-10-25 | 2014-03-27 | Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский новый университет" (НОУ ВПО "РосНОУ") | Токосъемная вставка токоприемника электротранспортного средства и способ ее изготовления |
EP2863494A1 (de) * | 2013-10-15 | 2015-04-22 | Hamilton Sundstrand Corporation | Bürstendesign für Propellerenteisungssystem |
DE102014214305A1 (de) * | 2014-07-23 | 2016-01-28 | Robert Bosch Gmbh | Kontaktierungsbürste für eine bürstenkommutierte elektrische Maschine sowie elektrische Maschine |
EP3211211B1 (de) | 2014-10-21 | 2020-04-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Starter |
EP3018772A1 (de) | 2014-11-05 | 2016-05-11 | Schunk Kohlenstofftechnik GmbH | Mehrschicht-kohlebürste und verfahren zur herstellung einer solchen |
DE102014116114A1 (de) | 2014-11-05 | 2016-05-12 | Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh | Mehrschicht-Kohlebürste und Herstellung einer solchen |
CN115954741A (zh) * | 2023-02-16 | 2023-04-11 | 浙江亿宝科技有限公司 | 一种铆合电刷的智能生产装置 |
CN115954741B (zh) * | 2023-02-16 | 2023-07-07 | 浙江亿宝科技有限公司 | 一种铆合电刷的智能生产装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2709611A1 (fr) | 1995-03-10 |
JPH0779547A (ja) | 1995-03-20 |
US5701046A (en) | 1997-12-23 |
DE4430745B4 (de) | 2006-06-14 |
JP3390760B2 (ja) | 2003-03-31 |
FR2709611B1 (fr) | 1995-11-10 |
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DE4430745A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Vielschicht-Schleifkontakten und durch das Verfahren erhaltene Schleifkontakte | |
EP3107676B1 (de) | Indexierbarer schneideinsatz und fräswerkzeug | |
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DE10019831A1 (de) | Sinterstempel, Pulverpressvorrichtung und Pulverpressverfahren | |
DE3217217A1 (de) | Kontaktbuerste und verfahren zu ihrer herstellung | |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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Owner name: CARBONE LORRAINE APPLICATIONS ELECTRIQUES, AMIENS, |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
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Effective date: 20140301 |