DE661957C - Aus einzelnen Kohleschichten zusammengesetzte Buerste fuer elektrische Maschinen - Google Patents

Aus einzelnen Kohleschichten zusammengesetzte Buerste fuer elektrische Maschinen

Info

Publication number
DE661957C
DE661957C DEK128411D DEK0128411D DE661957C DE 661957 C DE661957 C DE 661957C DE K128411 D DEK128411 D DE K128411D DE K0128411 D DEK0128411 D DE K0128411D DE 661957 C DE661957 C DE 661957C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
carbon
brush
layers
current
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEK128411D
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr-Ing Ottomar Kasperowski
Original Assignee
Dr-Ing Ottomar Kasperowski
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr-Ing Ottomar Kasperowski filed Critical Dr-Ing Ottomar Kasperowski
Priority to DEK128411D priority Critical patent/DE661957C/de
Priority to DEK137905D priority patent/DE676782C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE661957C publication Critical patent/DE661957C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02Details for dynamo electric machines
    • H01R39/18Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
    • H01R39/20Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush characterised by the material thereof

Landscapes

  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Description

  • Aus einzelnen Kohleschichten zusammengesetzte Bürste für elektrische Maschinen Den Stromwendern neuzeitlicher elektrischer Maschinen wird der Arbeitsstrom über Kohlebürsten zugeführt. Unter der Bürste ist die Stromverteilung unregelmäßig, und im allgemeinen drängt sich der Strom an bestimmten Stellen stark zusammen. An den Kanten der Bürsten tritt Ionisierung und unerwünschtes Bürstenfeuer auf, was starken Abbrand zur Folge haben kann. Außerdem bildet sich infolge der abgestuften Spannungen der Stromwendersegmente ein Quer-und Kurzschlußstrom über die Kohlebürste aus. Dieser hat einen entscheidenden Einfluß auf den Kohlen- und Stromwenderverschleiß, auf die Maschinenerwärmung, auf die Überschlagssicherheit, auf den Wirkungsgrad und auf den Leistungsfaktor. Der Quer- und Kurzschlußstrom schwächt ferner infolge des Gegenfeldes bei Motoren das Anzugsmoment und setzt der räumlichen sowie der elektrischen Bemessung der Maschine unerwünschte Grenzen. Bei Wechselstromkommutatormaschinen sind diese Einflüsse infolge der transformatorischen Spannung der kommutierenden Windungen besonders ausgeprägt. Die Rücksicht hierauf zwingt dazu, bei Wechselstrombahnen eine möglichst niedrige Frequenz, im allgemeinen i62/3 Hertz, anzuwenden.
  • Um die genannten Wirkungen der Längs-und Querströme zu mildern, sind Kohlebürsten bekanntgeworden, bei denen in die Lauffläche Nuten eingefräst sind. Derartige Kohlebürsten neigen aber stark zu Kantenbrüchen und bieten auch aus anderen Gründen nur beschränkte Vorteile.
  • Ferner sind auch Kohlebürsten bekanntgeworden, welche aus einzelnen Kohleschichten bestehen, die durch Zwischenlagen aus Metall zusammengeschweißt oder durch Klebemittel zusammengehalten sind.
  • In dem erstgenannten Fall kann zwar eine genügende Festigkeit der Kohlebürste erzielt werden, aber die Kurzschluß- und Querströme können sich ungehindert entwickeln.
  • In dem zweiten Fall wird zwar zwischen den Schichten der Kohlebürste zur Verbesserung der Isolierung dünnes Seidenpapier verwendet. Zur Verbindung der Kohleschichten wird aber ein Bindemittel, wie Fischleim oder Hausenblase, benutzt, das weder allein noch zusammen mit dem Seidenpapier hitzebeständig ist, noch der Kohlebürste die für den Dauerbetrieb erforderliche Festigkeit verleiht.
  • Bei einer weiteren bekannten, aus Schichten bestehenden Kohlebürste ist zwar ein hitzebeständiges, die genügende Festigkeit der Bürste gewährleistendes Bindemittel, nämlich Kunstharz, vorhanden und darauf hingewiesen, daß durch die aus elektrisch isolierendem Bindemittel, wie Kunstharz, bestehende Zwischenschicht der elektrische nuerwiderstand erhöht wird. Die Erhöhung des elektrischen Querwiderstandes ist aber, wie Versuche ergeben haben, nicht ausreichend, um die Bürstenschichten in erforderlichem Ausmaß voneinander zu isolieren..
  • Im übrigen ist bei sämtlichen bisher bekanntgewordenen geschichteten Kohlebürsten eine einwandfreie Isolierung der Bürstenschichten voneinander schon dadurch nicht vorhanden, weil sie von der metallischen Bürstentasche nicht allseitig isoliert sind, sondern im Gegenteil die Zuführung des Stromes meist über die metallische Bürstentasche ganz oder teilweise erfolgt.
  • Bei sämtlichen bekannten geschichteten Bürsten können sich daher immer noch derart starke Quer- und Kurzschlußströme entwickeln, daß die eingangs erwähnten Nachteile nicht hinreichend beseitigt sind. Insbesondere ist infolgedessen auch mit den bekannten geschichteten Bürsten ein einwandfreier Dauerbetrieb von mit 5operiodigein Strom gespeisten Einphasenwechselstromkommutatormotoren nicht möglich.
  • Die Erfindung beseitigt sämtliche eingangs angeführten Nachteile durch eine aus einzelnen voneinander und von der Bürstentasche isolierten Schichten zusammengesetzte Kohlebürste, welche eine festhaftende temperaturbeständige Zwischenisolierung besitzt, die den Kurzschlußstrom unter der Bürste auf einen Bruchteil des bei Vollkohle auftretenden Wertes herabsetzt, oder bei gleichem Kurzschlußstrom, wie bei Vollkohle, die Lainellenspannung am Stromwender auf ein Mehrfaches ihres bisherigen Wertes heraufzusetzen gestattet.
  • Für die Erfindung sind also folgende Merkmale kennzeichnend: mechanische Festigkeit der zusammengekitteten Kohlebürste, Temperaturbeständigkeit, ausreichendes Isoliervermögen, Verwendung einer isolierten Bürstentasche.
  • Die Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
  • In sämtlichen Abbildungen sind die Kohleschichten mit a., b, c und d bezeichnet. Die Kohleschichten sind mittels eines hitzebeständigen, isolierenden Klebstoffes, beispielsweise Kunstharz, fest zusammengekittet. Da die Isolationsfestigkeit des hitzebeständigen Klebstoffes an sich noch nicht ausreichen würde, um die Kohleschichten elektrisch voneinander zu isolieren, ist in die Klebstoffschicht über der ganzen Länge der Bürstenschichten noch eine Papierzwischenlage eingefügt. Das Papier ist zwar an sich kein hitzebeständiger Stoff. Bei der Klebung der Bürstenschichten werden aber die Papierschichten mit dem Kunstharz durchtränkt. Hierdurch wird die Papierzwischenlage ebenfalls hitzebeständig. Die Kohleschichten a, b, c und d sind ferner von der metallischen Bürstentasche durch die Isolationseinlage S völlig isoliert.
  • Hierdurch wird verhindert, daß die metallische Bürstentasche bei der Beriihrung der Kohleschichten als Nebenschluß wirkt. Die isolierende Schicht S kann in bei Vollkohlen bekannter Weise aus einem festen Isolierstoff bestehen. Hierbei müssen aber die Schleifeigenschaften berücksichtigt wer= den, damit durch den festen Isolierstoff der Stromwender nicht in unzulässiger Weise abgeschliffen wird. Man kann für den Isolierstoff auch eine Lack- oder OZydschicht verwenden. Hierbei läßt sich die isolierende Schicht S entweder mit der Bürstentasche I1 oder mit der Kohlebürste fest verbinden.
  • Da ferner die Breite der einzelnen Bürstenschichten a, b, G und d geringer ist als die doppelte Breite eines Stromwender segmentes, wird durch die Erfindung erreicht, claß eine Kohleschicht beim Überschalten keine unzulässig hohen Kurzschlußströme zwischen benachbarten Stroinwendersegmenten einleitet. Im übrigen ist die Unterteilung der Gesamtkohlebürste von zwei Schichten aufwärts beliebig. Bei der erfindungsgemäßen Kohlebürste ist auch der Kurzschlußstroni z3vischen den äußeren Stromwendersegmenten 1 und q. mit der hohen Spannungsdifferenz erheblich niedriger als bei Vollkohlen oder den bekannten geschichteten Kohlebürsten, da dieser Kurzschlußstrom bei einer Bürste nach Abb. i in der gezeichneten Ankerstellung seinen Weg über die schmalen Kohleschichten a und d, ferner über den Druckfinger D nehmen muß.
  • Da derZuführungskontakt für denArbeitsstrom, beispielsweise der Druckfinger D, bei einer Kohlebürste nach Abb. i so breit ist, daß er alle Kohleschichten überbrückt, verteilt sich der Arbeitsstrom auf die voneinander isolierten Einzelkohleschichten a bis d. Der sonst bei Vollkohlen und auch in gewissem Umfange bei geschichteten Kohlen mit ungenügender Isolierung der Einzelschichten an einer Stelle zusammengedrängte Lichtbogen zwischen Kohlelauffläche und Stromwender K wird dadurch bei der erfindungsgemäßen Kohlebürste in Einzellichtbögen aufgeteilt oder unterdrückt, wodurch sich geringere Gefügezerstörungen ergeben.
  • Die Kohleschichten a. und d haben mitunter infolge höherer Kurzschlußströme einen stärkeren Abbrand an der Lauffläche als die Kohleschichten b und c. Zur Erreichung einer gleichmäßigen Abnutzung ist es daher zweckmäßig, die Schichten a und d mit höherem Widerstand auszuführen, so daß der größere Anteil des Arbeitsstromes über die Kohleschichten b und c fließt. Auch die mechanischen Eigenschaften der äußeren Kohleschichten a und d können, beispielsweise zur Vermeidung von Kantenbrüchen, anders gewählt -werden als die der inneren Kohleschichten.
  • Die Abb. z zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die isoliert angekitteten Außenschichten a und d vom Druckfinger D nicht berührt werden. Die Schichten a. und cd führen daher keinen Arbeitsstrom und dienen nur zur mechanischen Verstärkung der Innenschichten und zugleich zur Verbesserung der Laufeigenschaften der Bürste und tragen damit zur Verbesserung der Stromwendung bei. Der vom Arbeitsstrom durchflossene Kohlekern läßt sich jetzt schmaler bemessen. Die äußeren Schichten a und d können mit Rücksicht auf gleichen Verschleiß und aus Festigkeitsgründen aus anderem, insbesondere weicherem Kohlematerial als die inneren Schichten bestehen. Im übrigen entspricht der Aufbau der Kohlebürsten der Abb.2 völlig dem Aufbau der Kohlebürsten der Abb. i, d. h. die Kohleschichten sind voneinander auf ihrer ganzen Länge und von der Bürstentasche isoliert.
  • Die Höhe des Kurzschlußstromes zwischen den Stromwendersegmenten ist auch von den CTbergangswiderständen zwischen Kohle und Metall stark abhängig. Bei einer Ausführung der Kohlebürste nach Abb. i befinden sich in dem Kurzschlußkreis zwischen den Stromwendersegmenten i und q. vier Kupferkohlekontakte, und zwar die Stellen: Stromwendersegment i und Kohleschicht a, Kohleschicht a und Druckfinger D, Druckfinger D und Kohleschicht d und endlich Kohleschicht d und Stromwendersegment q. Die Zahl dieser Kontakte, an denen bekanntlich erhebliche Spannungsabfälle entstehen, ist also gegenüber Vollkohlen verdoppelt. Ähnlich verhält sich eine Kohlebürste nach Abb. 2.
  • Bei der in der Abb. 3 dargestellten Kohlebürste sind die Kohleschichten b und d zur weiteren Vermehrung der Kontaktstellen und der damit verbundenen Herabsetzung der Kurzschlußströme unterbrochen. Zwischen den Teilen b1 und b., ferner zwischen den Teilen d, und d. befinden sich Metalleinlagen, welche bezwecken, daß an den Kontaktstellen zwischen Kohle und Metall Spannungsabfälle auftreten. Anstatt eine feste Metallz@vischenlage zu verwenden, kann man einen der beiden sich berührenden Kohleteile an der Kontaktstelle metallisieren, beispielsweise verkupfern. Die Kohlebürsten nach Abb. ; besitzen zwei solcher zusätzlichen Kontaktstellen, deren Anzahl sich aber nach Bedarf vermehren läßt. Die mittlere Kohleschicht c erhält aus Festigkeitsgründen und zur Erreichung gleichmäßiger Abnutzungen an der Lauffläche zweckmäßig keine Kontaktstellen.
  • Wie Versuche erwiesen haben, gestattet die Erfindung die im Vollbahnbetrieb üblichen Einphasenreihenschlußmotoren mit Wechselstrom von 5o Hertz zu betreiben, so daß die Energie, welche bisher mit einer Frequenz von 15 bis 25 Hertz für Zugförderungszwecke besonders erzeugt werden mußte, numnehr aus den Netzen der allgemeinen Landesversorgung ohne Umformung entnommen werden kann. Wechselstromkommutatormaschinen niedriger Frequenz und Gleichstrommaschinen lassen sich finit Hilfe der Erfindung mit geringerer Polzahl und mit höherer Spannung, also billiger und leichter bauen. Dies ist beispielsweise besonders vorteilhaft für Gleichstrommaschinen, welche durch Gleichrichter gespeist werden. Im übrigen sind bei Verwendung der erfindungsgemäßen Kohlebürste auch der Wirkungsgrad und der Leistungsfaktor höher.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Aus einzelnen Kohleschichten zusammengesetzte Bürste, die voneinander und von der Bürstentasche isoliert sind, für elektrische Maschinen, insbesondere Wechselstromkollektormaschinen, gekennzeichnet durch die Anordnung einer fest haftenden temperaturbeständigen Zwischenisolierung, die den Kurzschlußstrom unter der Bürste auf einen Bruchteil des bei Vollkohle auftretenden Wertes herabsetzt oder bei gleichem Kurzschlußstrorn, wie bei Vollkohle, die Lamellenspannung am Kollektor auf ein Mehrfaches ihres bisherigen Wertes heraufzusetzen gestattet.
  2. 2. Kohlebürste nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenisolierung aus einem hitzebeständigen Klebstoff und einem mit dem hitzebeständigen Klebstoff durchtränkten Isolationsstoff besteht.
  3. 3. Kohlebürste nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als hitzebeständiger Klebstoff Kunstharz und als mit hitzebeständigem Klebstoff durchtränkter Isolierstoff -Papier verwendet wird. q.
  4. Kohlebürste nach Anspruch i oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die stromführenden Bürstenschichten beiderseits unter Einfügung von Isolationseinlagen durch stromlose, eine höhere mechanische Festigkeit besitzende Bürstenschichten versteift sind.
  5. 5. Kohlebürste nach Anspruch r oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sie gestattet, einen für i62/3 Hertz bestimmten Motor mit Strom von 5o Hertz zu betreiben oder beim Betrieb mit Strom von i6=/3 Hertz oder mit Gleichstrom die Spannung zu erhöhen oder wellige Spannung zu verwenden oder die Motoren leichter zu bauen.
DEK128411D 1932-12-30 1932-12-30 Aus einzelnen Kohleschichten zusammengesetzte Buerste fuer elektrische Maschinen Expired DE661957C (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEK128411D DE661957C (de) 1932-12-30 1932-12-30 Aus einzelnen Kohleschichten zusammengesetzte Buerste fuer elektrische Maschinen
DEK137905D DE676782C (de) 1932-12-30 1935-05-11 Aus einzelnen Schichten zusammengesetzte Kohlebuerste fuer elektrische Maschinen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEK128411D DE661957C (de) 1932-12-30 1932-12-30 Aus einzelnen Kohleschichten zusammengesetzte Buerste fuer elektrische Maschinen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE661957C true DE661957C (de) 1938-07-01

Family

ID=7246615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEK128411D Expired DE661957C (de) 1932-12-30 1932-12-30 Aus einzelnen Kohleschichten zusammengesetzte Buerste fuer elektrische Maschinen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE661957C (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE767688C (de) * 1934-05-29 1953-03-30 Siemens Schuckertwerke A G In der Umlaufrichtung des Stromwenders unterteilte Feinschichtbuerste elektrischer Maschinen
DE939763C (de) * 1942-08-14 1956-03-01 Siemens Ag Anordnung zur Erhoehung der zulaessigen transformatorischen Funkenspannung bzw. -restspannung in Einphasen- oder Mehrphasenkommutatormaschinen
DE970917C (de) * 1943-10-26 1958-11-13 Siemens Ag Kohleschichtbuerste
DE1265849B (de) * 1961-12-18 1968-04-11 Deutsche Bundesbahn Schaltung und Anordnung der Buersten von elektrischen Maschinen zur Verbesserung der Kommutierung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE767688C (de) * 1934-05-29 1953-03-30 Siemens Schuckertwerke A G In der Umlaufrichtung des Stromwenders unterteilte Feinschichtbuerste elektrischer Maschinen
DE939763C (de) * 1942-08-14 1956-03-01 Siemens Ag Anordnung zur Erhoehung der zulaessigen transformatorischen Funkenspannung bzw. -restspannung in Einphasen- oder Mehrphasenkommutatormaschinen
DE970917C (de) * 1943-10-26 1958-11-13 Siemens Ag Kohleschichtbuerste
DE1265849B (de) * 1961-12-18 1968-04-11 Deutsche Bundesbahn Schaltung und Anordnung der Buersten von elektrischen Maschinen zur Verbesserung der Kommutierung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE661957C (de) Aus einzelnen Kohleschichten zusammengesetzte Buerste fuer elektrische Maschinen
DE1613119C3 (de) Unipolarmaschine
WO2018024606A1 (de) Elektrische maschine
DE473336C (de) Anordnung zur Begrenzung oder Verminderung des Stromes in einem Teil eines Leitungsnetzes durch Einschaltung eines Nebenschlusses zu dem zu schuetzenden Netzteil
DE729768C (de) Einrichtung zur Entnahme von Schweissstrom aus einem Mehrphasennetz, die fuer die Lieferung von Gleich- oder Wechselstrom umschaltbar ist
DE762081C (de) Mechanischer Stromrichter
DE2933399C3 (de) Leistungsunterbrecher
DE2101118A1 (de) Gleichstrommaschine mit Streufluß abschirmung
DE739959C (de) Stromabnehmer fuer elektrische Triebfahrzeuge
DE10112727A1 (de) Rotierende elektrische Maschine, deren Ständer eine axiale Schichtung von Blechplatten mit unterschiedlichen magnetischen Permeabilitäten umfaßt
DE3204635C2 (de) Asynchroner Linearmotor
DE970917C (de) Kohleschichtbuerste
DE854546C (de) Schaltanordnung zur Verminderung der Kommutatorabmessungen von Wechselstrom- und Drehstrom-Kommutatormaschinen
DE3012506A1 (de) Kommutatormotor
DE599114C (de) Elektrischer Stromunterbrecher
DE1276189B (de) Regeltransformator in Sparschaltung
DE2355514A1 (de) Lastumschalter fuer transformatoren
DE876277C (de) Mechanisch angetriebener Mehrphasen-, insbesondere Drehstrom-Hochspannungsgleichrichter
AT59136B (de) Einrichtung zum funkenfreien Öffnen und Schließen eines Stromkreises.
DE913939C (de) Abwaelzkontakt
DE967589C (de) Schaltung fuer Hochspannungssteuerungen fuer Wechselstromfahrzeuge
DE465432C (de) Transformator sowohl fuer Widerstands- als auch Lichtbogenschweissung
DE685431C (de) Bimetall zur Herstellung von stromfuehrenden thermischen Ausloesern
DE617298C (de) Elektrische Maschine, bei der Staender und Laeufer Wicklungsnuten haben und die Nuten des einen Teils schraeg zu denen des anderen Teils verlaufen
DE3215055A1 (de) Elektrochirurgische waerme-schneideanordnung