DE9316606U1

DE9316606U1 - Slip ring or commutator motor

Info

Publication number: DE9316606U1
Application number: DE9316606U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1993-10-29
Filing date: 1993-10-29
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2003-10-30
Also published as: SK283415B6; EP0651473A2; SK124594A3; EP0651473A3

Description

93' 6 3 5 9 9 OE93' 6 3 5 9 9 OE

Siemens AktiengesellschaftSiemens AG

Schleifring- bzw. Kommutatormotor
5Slip ring or commutator motor
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Schleifring- bzw. Kommutatormotor gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1; ein derartiger Kommutatormotor ist z.B. durch die EP-Al-O 482 2 35 bekannt .The invention relates to a slip ring or commutator motor according to the preamble of claim 1; such a commutator motor is known, for example, from EP-Al-O 482 2 35 .

Die bei einem Schleifring- bzw. Kommutatormotor zur Stromversorgung des Rotors von statorseitigen Bürsten beschliffenen Schleifringe bzw. Lamellen werden am Außenumfang eines radial innen auf einer Rotorwelle befestigten Tragkörpers gehalten, der üblicherweise aus einer Preßmasse, insbesondere einer Phenolharz-Preßmasse, besteht und dem als Streckmaterial Füllstoffe beigefügt sind. Es ist bekannt, als Füllstoff Asbestfasern beizumischen, die sich durch eine hohe Temperaturstabilität, mechanische Festigkeit, gute Anbindungsfähigkeit und hohe Fülldichte auszeichnen, jedoch wegen ihrer geringen Bioverträglichkeit unerwünscht, in fortschreitendem Maße sogar vom Gesetzgeber verboten sind.The slip rings or lamellae, which are ground by stator-side brushes in a slip ring or commutator motor to supply power to the rotor, are held on the outer circumference of a support body which is attached radially on the inside of a rotor shaft and which usually consists of a molding compound, in particular a phenolic resin molding compound, and to which fillers are added as expanded material. It is known to add asbestos fibers as a filler, which are characterized by high temperature stability, mechanical strength, good bonding ability and high filling density, but are undesirable due to their low biocompatibility and are increasingly even prohibited by law.

Zur vollständigen bzw. teilweisen Substitution von Asbest hat man den Einsatz von Glasfaser- bzw. Glaskugel-Füllstoffen versucht, die jedoch insbesondere auf Grund ihrer geringeren Elastizität, ihres nicht vorhandenen Wasserhaushalts, ihrer geringen Schweißtemperaturbeständigkeit sowie der schlechten Anbindungsmöglichkeit zur übrigen Preßmasse bzw. zu den Kup-0 fersegmenten des Schleifringes bzw. der Lamellen und aufgrund ihres großen Ausdehnungskoeffizienten nicht zu den erwünschten Erfolgen geführt haben.The use of glass fiber or glass bead fillers has been attempted to completely or partially replace asbestos, but these have not led to the desired results, particularly due to their lower elasticity, their lack of water balance, their low welding temperature resistance, their poor ability to bond to the remaining molding compound or to the copper segments of the slip ring or the lamellae, and due to their high coefficient of expansion.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Asbest-Er-5 satzfüllstoff anzugeben, der trotz guter Bioverträglichkeit die bisher von Asbest gezeigten spezifischen vorteilhaftenIt is the object of the present invention to provide an asbestos replacement filler which, despite good biocompatibility, retains the specific advantageous properties previously shown by asbestos.

S3 G 3 5 9 9 OES3 G 3 5 9 9 OE

Materialeigenschaften erfüllt und hinsichtlich seines Aufwandes auch zum Einsatz bei als Massenserienprodukt hergestellten Schleifring- bzw. Kommutatormotoren verwendbar ist.material properties and, in terms of its cost, can also be used in slip ring or commutator motors manufactured as mass series products.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einem Schleifring- bzw. Kommutatormotor der eingangs genannten Art dadurch, daß der Preßmasse als Füllstoff Wollastonit, vorzugsweise nadeiförmig strukturiert, in einem Anteil von ca. 7% bis 70% des gesamten Füllstoffanteils (100%) beigemischt ist. Das Länge/Dicke-Verhältnis der Nadeln des nadeiförmig strukturierten Wollastonit-Füllstoffanteils liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 30:1 bis 35:1.This problem is solved in a slip ring or commutator motor of the type mentioned above by adding wollastonite, preferably needle-shaped, to the molding compound as a filler in a proportion of approximately 7% to 70% of the total filler content (100%). The length/thickness ratio of the needles of the needle-shaped wollastonite filler content is preferably in the range between 30:1 and 35:1.

Der verbleibende Füllstoffanteil wird vorzugsweise durch eine entsprechende Beigabe von Glasfasern und/oder Glaskugeln gestellt. The remaining filler content is preferably provided by an appropriate addition of glass fibers and/or glass beads.

Wollastonit ist ein Calciumsilicat (CaSiC^) und gehört zur Gruppe der natürlich vorkommenden Kettensilikate, wobei die Kettenrichtung der (SiO₄)-Tetraeder der Längserstreckung der nadeiförmig strukturierten Wollastonitpartikel entspricht. Die kristallographische Eigenschaft des Wollastonites bedingt eine hohe mechanische Festigkeit, wobei die Zugfestigkeit und der Elastizitätsmodul bedeutend höher als der des für die Preßmasse vorgesehenen Phenolharzes liegen. In überraschender Weise hat sich gezeigt, daß darüberhinaus gegenüber ersatzweise vorgesehenen Füllstoffen in Form von Glasfasern bzw. Glaskugeln der Wollastonit-Füllstoff sowohl eine höhere Temperaturstabilität und höhere Fülldichte sowie auch eine hohe Wärmeleitfähigkeit und gute Schweißtemperaturbeständigkeit mit hoher thermischer Stabilität beim Verschweißen der Kommutatorhaken sowie eine nur geringe Schwindung und einen kleinen Ausdehnungskoeffizienten bei geringem Ausdehnungskoeffizienten gewährleistet werden kann.Wollastonite is a calcium silicate (CaSiC^) and belongs to the group of naturally occurring chain silicates, whereby the chain direction of the (SiO ₄ ) tetrahedra corresponds to the longitudinal extension of the needle-shaped wollastonite particles. The crystallographic properties of wollastonite result in high mechanical strength, whereby the tensile strength and the modulus of elasticity are significantly higher than those of the phenolic resin intended for the molding compound. Surprisingly, it has been shown that, in addition to substitute fillers in the form of glass fibers or glass beads, the wollastonite filler can guarantee both higher temperature stability and higher filling density as well as high thermal conductivity and good welding temperature resistance with high thermal stability when welding the commutator hooks as well as only low shrinkage and a small expansion coefficient with a low expansion coefficient.

S3 G 3 5 9 9 DES3 G 3 5 9 9 EN

Diese vorgenannten vorteilhaften spezifischen Eigenschaften sind verbunden mit einer hohen Bioverträglichkeit aufgrund einer schnellen Abbaubarkeit von in die menschliche Lunge gelangten Pasern innerhalb von 8 bis 15 Tagen im Vergleich zu einem Zeitraum von etwa 100 Tagen bei Glasfasern bzw. von 40.000 bis 60.000 Tagen bei bisher zur Anwendung kommenden Asbestmaterialen.These aforementioned advantageous specific properties are combined with a high level of biocompatibility due to the rapid degradability of fibers that enter the human lungs within 8 to 15 days, compared to a period of around 100 days for glass fibers or 40,000 to 60,000 days for asbestos materials used to date.

Durch eine vorteilhafte Oberflächenbehandlung der Wollastonit-Partikel mit einer Beschichtung durch Silanilierung,Through an advantageous surface treatment of the wollastonite particles with a coating by silanilation,

insbesondere durch Epoxi-, Amino- und Methacrylsilanen kann insbesondere die Anbindungsfähigkeit zwischen der Harzmatrix der für den Tragkörper vorgesehenen Phenolharz-Preßmasse und dem Füllstoff verbessert werden.
15In particular, the bonding ability between the resin matrix of the phenolic resin molding compound intended for the supporting body and the filler can be improved by using epoxy, amino and methacrylic silanes.
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Claims

8 3 5 S 9 DE Protection claims

1. Slip ring or commutator motor with a slip ring or commutator molding compound containing filler, in particular

Phenolic resin molding compound, as a carrier for a slip ring or lamella surface ground by contacts, characterized by a wollastonite filler with a proportion of approx. 7% - 70% of the total filler quantity. 10

2. Slip ring or commutator motor according to claim 1, characterized by a needle-shaped
structured wollastonite filler.

3. Slip ring or commutator motor according to claim 2, characterized by a length/thickness ratio (L/D) of the needles of the needle-shaped structured
Wollastonite filler in the range of 30:1 to 35:1.

4. Slip ring or commutator motor according to one of the

Claims 1-4, characterized by
a wollastonite filler surface-treated with a size.

5. Slip ring or commutator motor according to claim 4, characterized by a silanilation coating of the wollastonite filler.

6. Slip ring or commutator motor according to one of claims 1-5, characterized by a further filler in the form of glass fibers and/or glass beads.