Verfahren zur Senkung und Stabilisierung des Übergangswiderstandes zwischen einer Kohlebürste und einer Anschlusslitze

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein großer Teil der Kohlebürsten wird heute durch Pressen in einem Gesenk hergestellt. Dabei ist es am wirtschaftlichsten, wenn die Anschlußlitzen gleich mit eingepreßt werden. Hierzu wird ein gerades Litzenende in die Pulvermischung eingetaucht und das Pulver dann verdichtet. Die Güte der Verankerung ist unter anderem abhängig von der verwendeten Kohlemischung und vom Querschnitt der Litze. Hochohmige Kohlebürsten sowie kleine Litzenquerschnitte ergeben große Übergangswiderstände. Diese, wiederum reagieren empfindlich auf äußere und innere Einflüsse wie Oxidation infolge von Temperatur- und Klimawechsel sowie auf Erschütterung und auf den durchfließenden elektrischen Strom. Je höher der Anfangswiderstand, umso grösser ist die Gefahr einer stetigen Widerstandszunahme. Die Folge solcher Vorgänge ist ein Leistungsverlust sowie eine Aufheizung der Kontaktstelle durch den Strom. Eine Möglichkeit, diesem Problem beizukommen, ist die Verwendung von Litzen, die im Kontaktbereich versilbert sind. Solche Litzen sind jedoch teuer und stellen nicht unbedingt eine Lösung des aufgezeigten Problems dar.

Vorteile der Erfindung

[0002] Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Anfangswiderstand gegenüber den geraden Litzenenden um mindestens 50 % niedriger liegt und auch im weiteren Verlauf konstant bleibt. Das umgebogene Litzenende erhält bei der Verdichtung eine pilzförmige Verankerung in der Kohlebürste, und durch den besseren Formschluß und die größere gemeinsame Oberfläche zwischen Litze und Kohlebürste ist der Kontakt wesentlich besser; darüber hinaus sind die Kosten kaum höher als bei dem Verfahren mit einem geraden Litzenende.

[0003] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Litzenende um 180° umgebogen wird und das umgebogene Ende der Litze etwa dem 0,5-fachen der Gesamteintauchmenge entspricht.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

[0004] 100 Gewichtsteile Naturgraphit werden mit 10 Gewichtsteilen Polyphenylensulfid in feingemahlener Form gründlich gemischt und in ein Preßgesenk, dessen innere Form der herzustellenden Bürste entspricht, eingefüllt. In dieses Pulvergemisch 2 wird eine um 180⁰ gebogene Kupferlitze von 0,5 mm Querschnitt, deren umgebogenes Ende 5 mm lang ist, etwa 10 mm in das lockere Pulver eintaucht und das Ganze dann bei 2 einem Druck von 4 t/cm gepreßt, wobei die Litze durch ein entsprechendes Loch im Oberstempel hindurchgeführt ist.

[0005] Nach dem Entfernen des Preßlings aus dem Preßgesenk wird der Preßling ca. 1 Stunde lang bei einer Temperatur von etwa 350 °C unter Schutzgas, z. B. Stickstoff oder Stadtgas, einem Gemisch, das im wesentlichen aus Wasserstoff, Methan und Kohlenmonoxid besteht, gesintert. Nach dem Abkühlen liegt die fertige Kohlebürste mit der eingepreßten Anschlußlitze vor.

[0006] Bei einer thermischen Alterung zwischen -20 und +210 °C zeigte der Übergangswiderstand einer solchen Kohle, gemessen nach DIN IEC 467 vor der Alterung einen Wert 3 mΩ und nach einer Alterung von 400 Stunden einen Wert von 4 mΩ. Demgegenüber zeigte eine entsprechende Bürste mit einem geraden eingepreßten Litzenende vor der Alterung einen Übergangswiderstand von 7 mΩ und nach der Alterung von 400 Stunden einen solchen von 13 mJL . Es war durchaus überraschend, daß eine solche verhältnismäßig einfache Maßnahme eine derartige Wirkung zeigt. In der Serienfertigung wird eine geeignete Biegevorrichtung direkt in die bereits vorhandene Litzen-Abschneidevorrichtung eingebaut, so daß in einer Arbeitsbewegung die Litze der fertig gepreßten Bürste abgeschnitten und gleichzeitig die nächste Litze umgebogen werden kann.

Ansprüche

1. Verfahren zur Senkung und Stabilisierung des Übergangswiderstandes zwischen einer Kohlebürste und einer Anschlußlitze, wobei ein Litzenende in die Ausgangspulvermischung eingetaucht und Pulver und Litze verdichtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Litzenende vor dem Eintauchen in das Pulver umgebogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Litzenende um 180° umgebogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des umgebogenen Endes der Litze etwa dem 0,5- fachen der Gesamteintauchlänge entspricht.