Uhlíková kefa, spôsob a materiál na jej výrobu

Číslo patentu: E 3091

Dátum: 14.12.2004

Autori: Böttger Christian, Bachauer Gerhard

Je ešte 3 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Uhlíkové kefy pre elektrické motory alebo generátory musia byť upevnené na držiaku, ktorý zabezpečuje nutný tlak na komutátor alebo podobne a zabezpečuje následný pohyb zodpovedajúci opotrebeniu uhlíkovej kefy. Listová pružina je zvlášť vhodným nosičom vzhľadom na jej jednoduchosť, cenovú výhodnosť a nízku hmotnosť, ktorá popri funkcii držiaka a vedenia môže prevziať aj funkciu prenosu prúdu. Vyvstáva tú však problém upnutia uhlikovej kefy na túto listovú pružinu tak,aby bola zaručená na jednej strane potrebná mechanická pevnosť pri trvalej prevádzke a na druhej strane aby bol zaručený prenos vysokých prúdov.0002 Z DE 102 07 406 Al je známa podľa. podstatného znaku nároku 1 uhlíková kefa, ktorá je upevnená zvarením alebo spájkovanim na jednej ako nosič slúžiacej strane listovej pružiny a pre tento účel je plocha na spojenie s nosičom pocínovaná, poniklovaná alebo iným spôsobom metalizovaná.0003 Z DE 40 40 002 Al je známa uhliková kefa pre motor benzínového čerpadla, ktorá je prispájkovaná na listovú pružinu slúžiacu ako nosič a pre tento účel má spájkovateľnú vrstvu,ktorá pozostáva z medenej vrstvy a z na nej nanesenej cínovej vrstvy. S takouto metalizáciou, respektíve spravidla galvanicky nanesenou kovovou vrstvou je však obťažné zhotoviť spájkované alebo zvarové spojenie medzi uhlíkovou kefou a listovou pružinou, ktoré V trvalej prevádzke vykazuje dostatočnú mechanickú, termickú a elektrickú zaťažiteľnosť. Zvlášť problematické je vyrovnávanie napätia medzi uhlíkovou kefou a listovou pružinou kvôli rozličnému elastickému modu a rozličným tepelným koeficientom rozťažnosti.0004 Z DE 24 44 957 A 1 je známa výroba uhlíkovej kefy opatrenej spájovateľnou alebo zvariteľnou kovovou vrstvou a totakým spôsobom, že sa spolu zlisuje vrstva práškového materiáluobsahujúceho uhlík a vrstva kovového prášku a potom sa tepelne spracuje. Kovový prášok je z medi.0005 Z US 3 601 645 Al je známa elektrická kontaktná kefa so základným telesom z kovu a z uhlíkového materiálu a s týmto nerozoberateľne spojenej kovovej vrstvy prostredníctvom lisovania a spekania práškového kovového a uhlíkového materiálu,aby sa zhotovilo základné teleso a kovový prášok, pričom kovová vrstva je z medi, železa alebo nejakej zliatiny.0006 Z US 5 270 504 A je známy prvok klzného kontaktu, ako napríklad uhlíková kefa, ktorý má sendvičovú konštrukciu z grafitových vrstiev striedavo z vrstvy bez medi a 2 vrstvy obsahujúcej meď, pričom V grafitových vrstvách bez medi sa nachádza prídavný materiál, ktorý pozostáva z kovu alebo zo zliatiny kovu s nižšou teplotou tavenia ako má meď. Neuvažuje sa s kovovou vrstvou na spájkované alebo zvarové spojenie s kovovým nosičom.0007 Z DE 32 17 217 C 2 je známa kontaktná kefa vyrobená zlisovanim pokovených uhlíkových vlákien, pričom kovový povlak uhlíkových vlákien môže byť medzi iným z medi, hliníka, cínu,železa alebo z ich zliatiny.0008 Vynález rieši úlohu predložiť uhlíkovú kefu ako aj spôsob a materiál na jej výrobu, ktorá umožňuje jednoduche, mechanicky a elektricky vysoko zaťažiteľné spojenie s listovoupružinou. 0009 Riešenie úlohy je uvedené V nárokoch. 0010 V nasledujúcom je vynález bližšie objasnený s pomocou0011 Obchodne je zaujímavé zvárať uhlíkové kefy s listovými pružinami, lebo tým možno realizovať spojenie, s ktorýn 1 možno prenášať vysoké prúdy viac ako 15 A. Toto by umožnilo prebudovať aj typy konštrukcie motorov na tento úsporný typ konštrukcie,ktoré doteraz nemohol byť podľa tejto koncepcie vyrábaný kvôlivysokým požiadavkám pokiaľ ide intenzitu prúdu pri testeblokovania alebo aj pri trvalej prevádzke. Motory tohto typu,pri ktorých musí uhlíková kefa prenášať pri malých. rozmeroch vysoké prúdy, sú napríklad servopohony vo vozidlách, akonapríklad pohony pre spúšťace okien, prestavovanie sedadiel, posuvné strechy, prestavovanie zrkadiel a podobne. 0012 Podľa vynálezu sa uvažuje s uhlíkovou kefou, ktorá mápopri bežnom jednovrstvovom alebo viacvrstvovom základnom telese zo zlisovaného a spekaného uhlíkového materiálu aspoň jednu vonkajšiu vrstvu z kovového materiálu, ktorá zaručuje zvariteľnosť alebo spájkovateľnosť uhlíkovej kefy, pričom je táto kovová vrstva vyrobená rovnako lisovaním a spekaním. a je spojená so základným telesom.0013 Na zváranie alebo spájkovanie uhlíkovej kefy musí byť použitý vhodný spôsob zvárania (napríklad zváranie ultrazvukom,zváranie laserom alebo podobne), alebo spôsob spájkovania a ďalej musí byť na výrobu uhlíkových kief so zvariteľnou kovovou vrstvou k dispozícii materiál, ktorý sa na jednej strane dobre spája s uhlikovým materiálom základného telesa uhlíkovej elektródy pri spracovaní práškovou metalurgiou a na druhej strane sa dá zvoleným spôsobom dobre zvárať alebo spájkovať. Zistilo sa, že čistá meď a jej zliatiny ako aj železo a oceľ nie sú vhodné, lebo ich koeficient tepelnej rozťažnosti a modul pružnosti nie sú kompatibilné s týmito veličinami pre uhlíkový materiál základného telesa uhlíkovej kefy. Materiály, ktoré sú podobné uhlíkovému materiálu základného telesa uhlíkovej kefy,sa rovnako vylučujú, lebo sa nedajú zvárať, čo je spôsobené0014 Podľa vynálezu sa zistilo, že kovový materiál v tvare práškovej zmesi zo zložky A, z tvárnej a nízkotaviteľnej zložky B a prípadne 2 ďalších prídavných látok C je primeraný pre obidve potreby, totiž na jednej strane dobré spojenie lisovaním a spekaním s funkčným uhlikovým materiálom základného telesa uhlíkovej kefy a súčasne na druhej strane dobrá. zvariteľnosť0015 Podľa vynálezu činí zložka A prevažujúci podiel,predovšetkým viac ako 80 nmteriálu a pozostáva najmä z medi alebo z medenej zliatiny napríklad s Sn, Zn, Ni alebo Ag. Predovšetkým je v práškovom tvare so stredným priemerom DW od 15 do 25 m.0016 Zložka B je prídavný kov, ktorý má vyššiu tvárnosť a nižší bod tavenia ako zložka A. Bod tavenia je predovšetkým okolo 400 °C alebo pod a pomerne predĺženie pri pretrhnutí okolo 5 alebo nad. Zložka B pozostáva predovšetkým z Sn alebo zliatiny Sn napriklad s Cu, Ag, Sb, Zn, Ga, In, Bi alebo Pb. Kovová zložka B môže byť aj z In a/alebo Bi alebo zliatiny In alebo Bi. Jej podiel na celkovej práškovej zmesi materiálu činí predovšetkým 1,5 až 15 percent váhových. Pridavný kov B má predovšetkým strednú veľkosť zrna Dw od 15 do 35 m.0017 Materiál môže doplnkovo obsahovať predovšetkým. jednu alebo viac nekovových, organických a/alebo anorganických prisad C V práškovom tvare. Ako prísady prichádzajú do úvahy napríkladzrna Dw činí predovšetkým nie viac 20 m. N 018 Príklad zloženia, ktoremu sa dáva prednosť je (údajev percentách hmotnostných) A 92 Cu (DW 15 - 25 m) B 7,5 Sn (Dw 15 - 55 m) C 0,5 grafit (DW S 20 m). 0019 Uvedený materiál sa dá metódou práškovej metalurgiebezchybne spracovávať lisovaním a spekaním a výborne sa spájas funkčnou vrstvou (základného telesa) uhlíkovej kefy na vytvorenie kovovej vrstvy s vynikajúcou zvaritelnosťou a spájkovateľnosťou. Ukázalo sa, že pri lisovani a spekanínízkotaviteľného a tvárneho kovu B sa základný materiál A zmáča,ale doňho nedifunduje, alebo len málo. 0020 Tým je zaručene, že prevažujúca alebo v každom pripadedostačujúca časť kovu B sa po spekaní nezleje s kovom A, ale je

MPK / Značky

MPK: H01R 39/00

Značky: kefa, uhlíková, výrobu, spôsob, materiál

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/11-e3091-uhlikova-kefa-sposob-a-material-na-jej-vyrobu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Uhlíková kefa, spôsob a materiál na jej výrobu</a>

Podobne patenty