Silber und Graphit enthaltende Bürste für elektrische Maschinen und Apparate. Schleifbürsten aus gepressten Mischungen von Silber und Graphit werden vielfach des halb verwendet, weil sie gegenüber gewöhn lichen Kohle- oder Graphitbürsten oder Bür sten aus Mischungen von Graphit mit unedlen Metallen eine besonders grosse elektrische Leitfähigkeit zeigen.
Sie haben weiterhin die Eigenschaft, die aus Kupfer oder Kupferlegierungen bestehen den Stromwender oder Schleifringe mit einem feinen Silberfilm zu überziehen, so dass der Stromübergang von der Bürste zum Strom- wender praktisch von Silber zu Silber erfolgt, wodurch der Übergangswiderstand wesent lich herabgesetzt wird.
Diesen Vorteilen der Silbergraphitbürsten stehen jedoch auch wesentliche Nachteile ge genüber. Bürsten mit hohem Silbergehalt sind verhältnismässig spr@3e und reissen ins besondere bei rasch laufenden Maschinen tiefe Rille in den Stromwender oder Schleif ring. Bürsten mit niederem Silbergehalt sind so weich, dass sie sich sehr rasch abnützen, wobei der gutleitende Silberstaub Kurz schlüsse verursachen kann.
Ein weiterer grosser Nachteil der Silber graphitbürsten besteht in ihrem starken Feuern, wodurch neben dem Verschleiss der Bürste und des Stromwenders eine starke Maschinenerwärmung eintritt.
Weiterhin sind Silbergraphitbürsten in folge des wertvollen Materials als relativ sehr teuer zu bezeichnen.
Die Erfindung schlägt einen Weg vor, diese Nachteile dadurch abzuschwächen, dass die Bürsten mindestens eine Schicht aus Graphit und mindestens eine Schicht aus Silbergraphit aufweist, die durch ein tem peraturbeständiges Bindemittel, vorzugsweise Kunstharz, unlösbar miteinander verbunden sind.
Es sind zwar Schleifbürsten bekannt ge worden, die aus einzelnen Kohleschichten und dazwischenliegenden Unedelmetallschichten bestehen. Diesen zusammengesetzten Bürsten fehlt die wichtige Eigenschaft, den Strom- wender oder Schleifring mit einem Silber film überziehen zu können und dadurch den Übergangswiderstand wesentlich herabzu setzen.
Mehrere Ausführungsbeispiele des Erfin dungsgegenstandes sind in der Zeichnung ver anschaulicht. In allen Figuren sind die Sil- bergraphitschichten mit "a", die Graphit- schichten mit "b" bezeichnet. Die Strom zuführung, die in bekannter Weise durch Kupferlitze, Feder, Lasche oder Druckfinger erfolgt, ist durch "c" angedeutet.
Die im Schnitt gezeigten Schleifbürsten besitzen mindestens eine Schicht aus Graphit und mindestens eine aus Silbergraphit, die miteinander durch ein temperaturbeständiges, das heisst ein bis 600 C beständiges Binde mittel unlösbar verbunden sind.
Fig. 1 zeigt eine eine Silbergraphitschieht und eine Graphitschicht besitzende Schleif bürste, bei der die Graphitschicht die mehr fache Dicke der Silbergraphitschicht auf weist. Diese Ausführung wird derart auf den Stromwender aufgesetzt, dass sich die Graphitschicht auf der ablaufenden Seite des selben befindet.
Fig. 2 zeigt eine zwei Graphitschichten und eine zwischen denselben befindliche Sil- bergraphitschicht aufweisende Bürste.
Fig. 3 und 4 zeigen zusammengesetzte Bürsten mit drei Graphitschichten und zwei dazwischenliegenden Silbergraphitschichten, bezw. mit vier Graphitschichten und drei da zwischenliegenden Silbergraphitschichten.
Bei allen mehr als zweischichtigen Bür sten bestehen stets die beiden äussersten Schichten aus Graphit.
Das Verhältnis der Dicke der Silber graphitschichten und Graphitschichten kann beliebig gross sein. Es hat sich gezeigt, dass Bürsten mit einer oder mehreren sehr dünnen Silbergraphitschichten und einer oder meh reren dicken Graphitschichten den Strom- wender mit dem für den geringen Übergangs widerstand wichtigen Silberfilm genau so gut überziehen wie massive Silbergraphitbürsten derselben Grösse:
Infolge der geringen auf dem Stromwender schleifenden Silbermenge tritt eine Riefenbildung auf demselben nicht auf und die Bildung von Silberstaub ist ausserordentlich gering.
Da die ablaufende Seite dieser Bürsten immer aus Graphit besteht, ist die Funken bildung gegenüber massiven Silbergraphit bürsten sehr verringert.
Die elektrische Leitfähigkeit dieser Bür sten ist nur wenig geringer als diejenige der massiven Silbergraphitbürsten. Die Erspar nis an teurem Silber ist so beträchtlich, dass auch grössere Bürsten, die bis jetzt infolge ihres hohen Preises nicht aus massivem Sil bergraphit hergestellt werden konnten, in der gemäss der Erfindung vorgeschlagenen Aus führung gefertigt werden können.
Um eine gleichmässige Abnützung der be schriebenen mehrschichtigen Bürsten zu be wirken, ist es unerlässlich, die Härte von Graphit und Silbergraphit gleich oder annä hernd, das heisst bis auf t 20 %, gleich zu halten. Sind die Silbergraphitschichten we sentlich härter als die Graphitschichten, dann wirkt eine so hergestellte Bürste infolge der rascheren Abnützung der Graphitschicht praktisch wie eine massive Silbergraphit bürste.
Bei einer geringeren Härte des Silber graphits gegenüber der Härte des Graphits bildet sich der für den geringen Übergangs widerstand wichtige Silberfilm auf dem Stromwender oder Schleifring nicht; die Bürste hat dadurch die Eigenschaften einer gewöhnlichen Graphitbürste. Die Härte des Silbergraphits lässt sich durch das prozen tuale Verhältnis von Silber und Graphit und insbesondere durch den beim Pressen der Pulvermischung verwendeten Druck wählen. Als Graphit wird vorteilhafterweise Elektro graphit in Plattenform verwendet.
Die aus mehreren Schichten von Silber graphit und Graphit zusammengesetzten Bürsten eignen sich insbesondere für die Ver wendung in Motoren und Generatoren nie derer Spannung. Sie können jedoch auch für elektrische Maschinen normaler Spannung an gewendet werden.
Infolge der sehr guten Gleiteigenschaften der beschriebenen Bürsten können diese auch als Schleifkontakte an Messinstrumenten und Schaltapparaten Verwendung finden.
Brushes containing silver and graphite for electrical machines and apparatus. Abrasive brushes made of pressed mixtures of silver and graphite are often used because they have a particularly high electrical conductivity compared to ordinary carbon or graphite brushes or brushes made of mixtures of graphite with base metals.
They also have the property, which consist of copper or copper alloys, to coat the commutator or slip rings with a fine silver film so that the current transfer from the brush to the commutator is practically from silver to silver, whereby the contact resistance is significantly reduced.
However, these advantages of the silver graphite brushes are also offset by significant disadvantages. Brushes with a high silver content are relatively brittle and tear deep grooves in the commutator or slip ring, especially on high-speed machines. Brushes with a low silver content are so soft that they wear out very quickly, whereby the highly conductive silver dust can cause short circuits.
Another major disadvantage of the silver graphite brushes is their strong fire, which in addition to the wear and tear on the brush and the commutator, causes the machine to heat up considerably.
Furthermore, silver graphite brushes are relatively very expensive due to the valuable material.
The invention proposes a way to mitigate these disadvantages in that the brush has at least one layer made of graphite and at least one layer made of silver graphite, which are inextricably linked to one another by a temperature-resistant binding agent, preferably synthetic resin.
It is true that grinding brushes have been known that consist of individual carbon layers and intermediate layers of base metal. These composite brushes lack the important property of being able to coat the commutator or slip ring with a silver film and thereby significantly reduce the contact resistance.
Several embodiments of the subject matter of the invention are illustrated in the drawing. In all figures, the silver graphite layers are labeled "a" and the graphite layers are labeled "b". The power supply, which takes place in a known manner by means of copper braid, spring, tab or pressure finger, is indicated by "c".
The abrasive brushes shown in section have at least one layer made of graphite and at least one layer made of silver graphite, which are inextricably linked to one another by a temperature-resistant, that is to say a binding agent resistant to up to 600 ° C.
Fig. 1 shows a silver graphite layer and a graphite layer possessing abrasive brush, in which the graphite layer is several times the thickness of the silver graphite layer. This design is placed on the commutator in such a way that the graphite layer is on the draining side of the same.
2 shows a brush with two graphite layers and a brush located between them.
3 and 4 show composite brushes with three graphite layers and two intermediate silver graphite layers, respectively. with four graphite layers and three silver graphite layers in between.
With all brushes with more than two layers, the two outermost layers are always made of graphite.
The ratio of the thickness of the silver graphite layers and graphite layers can be as large as desired. It has been shown that brushes with one or more very thin silver graphite layers and one or more thick graphite layers cover the commutator with the silver film that is important for the low transition resistance just as well as solid silver graphite brushes of the same size:
As a result of the small amount of silver dragging on the commutator, there is no scoring on the commutator and the formation of silver dust is extremely low.
Since the trailing side of these brushes is always made of graphite, the formation of sparks is very reduced compared to solid silver graphite brushes.
The electrical conductivity of these brushes is only slightly lower than that of the solid silver graphite brushes. The savings in expensive silver is so considerable that even larger brushes, which up to now could not be made from solid silver graphite due to their high price, can be made in the execution proposed according to the invention.
In order to ensure even wear of the multi-layer brushes described, it is essential to keep the hardness of graphite and silver graphite the same or approximately the same, i.e. up to t 20%. If the silver graphite layers are much harder than the graphite layers, then a brush produced in this way acts practically like a solid silver graphite brush due to the more rapid wear of the graphite layer.
If the hardness of the silver graphite is lower than the hardness of the graphite, the silver film, which is important for the low transition resistance, does not form on the commutator or slip ring; the brush has the properties of an ordinary graphite brush. The hardness of the silver graphite can be selected by the percentage ratio of silver and graphite and in particular by the pressure used when pressing the powder mixture. Electro graphite in plate form is advantageously used as the graphite.
The brushes, which are made up of several layers of silver graphite and graphite, are particularly suitable for use in low-voltage motors and generators. However, they can also be used for normal voltage electrical machines.
As a result of the very good sliding properties of the brushes described, they can also be used as sliding contacts on measuring instruments and switchgear.