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Bürsten
und Kommutierung
Wie sich die Patina bildet
Ein neuer Kommutator hat eine reine Kupferoberfläche.
Nach einer gewissen Betriebszeit ensteht eine Patina die
aus Kupferoxyden, gemischt mit Bürstenteilchen besteht.
Im Prinzip bildet sich eine Patina auf folgende Art :
Das dünne Luftkissen, das an der rotierenden Oberfläche
haftet, führt der Kontakfläche unter den Bürsten laufend
Sauerstoff zu. Unter güngstigen Temperaturverhältnissen
und bei gleichzeitigem Auftreten von Wasserdampf, bildet
sich ein harter und widerstandskräftiger Belag der den
Kommutator schützt. Es ist dabei wichtig, daß die
Temperatur der Kontaktoberfläche hoch genug ist um den
chemischen Prozeß auszulösen. Die Temperatur ist
hierbei in erster Linie von der Stromdichte in den Bürsten
und den Reibungsverlusten abhängig.
Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Feuchtigkeit des
Luftmantels, weil die Feuchtigkeit ein notwendiges
Element für den chemischen Prozeß ist. Bei sehr
trockener Luft, mit einem Wassergehalt von weniger als
3 - 4 Gramm/m
3
Luft, bildet sich keine Patina. Ein
ausreichender Wassergehalt für eine gute Patina liegt bei
ca. 10 Gramm/m
3
Luft, während ein zu hoher Wert
eventuell eine zu dicke Patina herbeiführen kann.
Kupferoxyd
Copper oxide
Brushes
and commutation
How the patina is formed
A new commutator has a clean copper surface. After
some time of operation a patina is formed, consisting of
copper oxides mixed with particles from the brushes. In
principle the patina is formed as follows:
A thin cushion of air adhering to the rotating surface
continuously supplies oxygen to the contact surface
below the brush. Under favorable temperature conditions
and in the presence of water vapor, copper oxides are
formed.
Brush particles (graphite) are mixed with a layer of oxide
and together produce a hard, resistant coating which
protects the commutator.
It is important that the temperature of the contact surface
is sufficiently high to activate the chemical process. The
temperature is primarily dependent on the current density
in the brush and the frictional losses.
Lose Teilchen
Bürste
Loose particles
Brush
Graphit
Graphite
Kupfer
Copper
Another important factor is the humidity of the
surrounding air since moisture is a necessary element in
the chemical process.
If the air is extremely dry, with a water content of less
3
than 3-4 gram/m
air, no patina will be formed.
A favorable water content for a satisfactory patina is
3
about 10 gram/m
, whereas a higher content may give a
patina which is too thick.
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