Kohlebürstenverschleiß

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1 Kohlebürstenverschleiß Viele Kunden frgen: Wrum verschleißen die Kohlebürsten uf einer bestimmten Mschine so schnell und nicht gleichmäßig? Häufig werden Schwnkungen im Kohlebürstenwerkstoff dfür verntwortlich gemcht. Wir möchten im Folgenden Argumente ufzeigen, dss sehr viele weitere Fktoren für unterschiedlichen Bürstenverschleiß verntwortlich sein können. 1. Ungleichmäßiger Kommuttor-Rundluf von einer Bürstenbhn zur nderen Keine Kommuttoroberfläche ist exkt rund und sie wird mit der Lufzeit nicht besser. Sie heilt uch nicht von lleine, wenn sie erst einml beschädigt ist. Kommuttoren können für viele Jhre in einem kzeptblen Zustnd bleiben, werden ber mit der Zeit schlechter, wenn mn sie nicht pflegt. Akzeptble Werte für Kommuttorrundluf hängen u.. von der Umfngsgeschwindigkeit b.; ws bei 500Upm noch gut ist, muss bei 3000Upm nicht immer noch gut sein. Kommuttorprofile uf großen Mschinen können durchus große Unterschiede im Rundluf von der inneren zur äußeren Bhn ufweisen. Gründe hierfür können die Stbilität des Kommuttors, Schwingungen der Hlterbolzen etc. sein. Index: 1 Seite: 1 von: 7

2 2. Ungleichmäßiger Bürstendruck Die Tolernz in der Federkrft einer Druckfeder beträgt ±10%. Dies knn direkt uf den Bürstenverschleiß übertrgen werden. Mn muss weiterhin bedenken, dss Federn nicht ewig hlten. Ihr Druck fällt beständig b, d sie während des Betriebes ermüden. Je größer die Kommuttorunrundheit, desto größer die Ermüdung, d die Bürsten sich bei jeder Umdrehung uf und b bewegen. 3. Ungleichmäßige Gesmt-Anpresskrft Ds Gewicht einer Kohlebürste beeinflusst, uch wenn es reltiv gering ist, die Gesmt- Anpresskrft von Kohlebürsten in 12:00 und 6:00 Stellung unterschiedlich. Dieser Aspekt ht ntürlich bei metllhltigen Werkstoffen eine größere Bedeutung. 4. Ungleichförmiger Verluf des Anpressdruckes mit dem Kohlebürstenverschleiß Der Verluf des Bürstendruckes mit dem Weg der Kohlebürste im Hlter hängt vom verwendeten Federtyp b. Während die besonders für Bhnhlter verwendeten Spirlbndfedern eine strk fllende Chrkteristik hben, sind die Federchrkteristiken von Schrubenzugfedern und Rollbndfedern qusi liner. Bei justierbren Federn muss berücksichtigt werden, dss die Drücke durch Hndlingsfehler unterschiedlich sein können. Spirlbndfeder Index: 1 Seite: 2 von: 7

3 Schrubenzugfeder Rollbndfeder 5. Unterschiedlicher Reibwert im Bürstenhlter Bürstenverschleißstub, Öl und ndere Verunreinigungen smmeln sich nicht gleichmäßig in der Mschine n. Verunreinigungen, egl welchen Ursprungs, verschlechtern uf jeden Fll die Betriebsbedingungen. Verschmutzung knn Unterschiede in der Reibung zwischen Kohlebürste und Bürstenhlter, zwischen Feder und Bürste und zwischen den Windungen der Feder selbst, verurschen. Dher ist bei der Wrtung ein Augenmerk uf die Verschmutzungen im Bereich der Bürstenhlter zu legen. Index: 1 Seite: 3 von: 7

4 6. Unterschiede in der Tempertur Kommuttor- / Schleifring- und Bürstentemperturen hängen von den Verhältnissen beim Luftein- und ustritt der Mschine b. Buelemente, welche die Luftzirkultion in der Mschine behindern, Luftleitbleche oder sogr Bürsten direkt vor Lüftungsschlitzen können sich negtiv uswirken. Die Bürstentemperturen sind uf keinen Fll gleichmäßig. Beknnt ist uch der Unterschied in der Tempertur zwischen Bürsten die in der Nähe der Wicklung sitzen und Bürsten uf der Lgerseite. Dher besteht häufig ein ntürliches Gefälle in der Bürstenlänge von der Wicklungsseite hin zur Lgerseite. Aber uch umgekehrte Fälle sind beknnt. 7. Ungleichmäßige Stromverteilung Gewisse Kohlebürstenwerkstoffe sind selektiver ls ndere. Einige Werkstoffe, kunsthrzgebundene Grfitwerkstoffe, müssen in der Anzhl uf vier Bürsten pro Bolzen beschränkt werden, um Selektivität zu vermeiden. Kohlenstoff ht die ungewöhnliche Eigenschft, dss der elektrische Widerstnd mit steigender Tempertur sinkt. Ds knn einen Schneebll-Effekt verurschen, weil die Bürsten mit dem geringsten Widerstnd mehr Strom übertrgen werden und ddurch deutlich wärmer werden, usw. Durch Durchbrennen der Stromseile und Versgen der Stmpfkontkte knn diese Sitution bis zum Ausfll des Motors esklieren. Index: 1 Seite: 4 von: 7

5 8. Ungleichmäßige Kommutierung Unterschiede in den Luftsplten zwischen den Wendepolen und der Wicklung verurschen Asymmetrien im mgnetischen Fluss und dmit Unterschiede in der Stromufteilung. Mn sollte im Übrigen vorsichtig sein, Bürstenfeuer immer mit schlechter Kommutierung gleichzusetzen. Viele weitere Fktoren können Bürstenfeuer verurschen. 9. Stbilität der Bürstenhlter und deren Befestigung In großen Motoren mit 8-10 Bürstenhltern pro Bolzen sind diese entsprechend lng. Oftmls ist der Bolzen nur n einem Ende befestigt. Schwingungen können demzufolge zur Destbilisierung des Bürstenkontktes führen. 10. Unterschiedliche Polrität In Gleichstrommschinen ist die eine Hälfte der Bürsten positiv (Anode), die ndere Hälfte negtiv (Kthode). D Elektronen nur in eine Richtung fließen, fließt der Strom bei den nodischen Bürsten von der Bürste in den Kommuttor und bei den kthodischen Bürsten vom Kommuttor in die Bürste. Die xile Verteilung der Bürsten uf dem Kommuttor ist wichtig, dmit uf dem Stromwender keine unbestrichenen Streifen entstehen. D die Ptinierung von der Polrität der Bürsten bhängt, ist eine möglichst gleich große Anzhl von Plus- und Minusbürsten uf llen Lufbhnen nzustreben. Dies ist in mnchen Fällen (z.b. 6 poligen Mschinen) mit Kompromissen verbunden. Es ist besonders druf zu chten, dss keine Lufspuren mit nur kthodischer Benspruchung entstehen. Die kthodischen Bürsten (Motor (-), Genertor (+)) führen lleine in einer Lufbhn leicht zu Kommuttorngriff. Bei Synchron-Schleifringläufern ist dies der Grund für einen gelegentlichen Wechsel der Polrität, um gleichmäßigen Bürsten- und Ringverschleiß zu erzwingen. Index: 1 Seite: 5 von: 7

6 10. Ungleichmäßige Polteilung = konstnt Die Bürsten müssen gleichmäßig über den Umfng des Kollektors verteilt sein. Die Tolernz des Abstndes der Bolzen zueinnder sollte 1mm nicht überschreiten. Die Ausrichtung der Bürstenhlter wird erleichtert, wenn mn einen Ppierstreifen um den Kommuttor befestigt, uf dem zuvor die exkte Position der Hlter ufgezeichnet wurde. Weiterhin müssen die uf- und die blufende Bürstenknte exkt prllel zu den Lmellen sin. Lnge Bürstenrme können m Befestigungspunkt den gleichen Abstnd hben, sie können jedoch über die Länge verdreht sein 11. Ungleichmäßiges Einschleifen Flsch O.k Ob Bürsten richtig eingeschliffen sind und welches Verfhren hierfür verwendet wird, knn den Bürstenverschleiß beeinflussen. Neue, nicht eingeschliffene Bürsten hben keinen vollkommenen Kontkt zum Kommuttor / Ring. Eine zeitlng wird punktueller oder linienförmiger Kontkt vorliegen. Durch die hohe Stromdichte wird die Luffläche lokl beschädigt. Die Zeit, bis diese Fehler wieder usgeglichen sind ist von Bürste zu Bürste unterschiedlich es kommt zu unterschiedlichem Bürstenverschleiß. Index: 1 Seite: 6 von: 7

7 13. Unterschiedliche elektrische Verbindungen Alle elektrischen Verbindungen von der Stromquelle zur Bürste müssen fehlerfrei sin. Die Verschrubung der Bürste m Hlter, der Stmpfkontkt oder der Nietkontkt n der Kohlebürste müssen einwndfrei sein, um gleichmäßige Stromverteilung und gleichmäßigen Bürstenverschleiß zu grntieren. 12. Ungleichmäßige Ptinierung ist gewöhnlich ein Indiktor dfür, dss einer oder mehrere der oben gennnten Fehler vorliegt. Index: 1 Seite: 7 von: 7