CH337268A - Procédé de fabrication d'un balai de contact électrique - Google Patents

Procédé de fabrication d'un balai de contact électrique

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CH337268A
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Description


  Procédé de fabrication d'un balai de contact électrique    La présente invention est relative à un procédé  de fabrication d'un balai de contact électrique con  tenant de la silice.  



  Depuis quelque temps on a utilisé la silice comme  agent de polissage ou comme abrasif dans les balais  au carbone. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique       N    <B>1991487,</B> délivré le 19 février 1935 au nom de  A. S.     Bemis,    décrit un balai au carbone contenant  de la silice convenant pour exercer une action de  polissage ou une action abrasive. Un tel balai tra  vaille de manière satisfaisante dans- les conditions  normales d'emploi. Cependant, on a constaté que les  balais fabriqués conformément au brevet cité ne con  venaient pas pour être utilisés dans des espaces res  treints contenant des vapeurs de silicone. De telles  conditions peuvent se produire lorsque des résines  au silicone sont appliquées comme matière de revê  tement des enroulements d'induit.

   Dans une telle  atmosphère de silicone la durée de vie du balai       Bemis    est considérablement diminuée. Parfois, son  usure est si prononcée qu'il est hors d'usage en l'es  pace de quelques heures. Jusqu'à présent, on n'a  pas trouvé de balai pouvant travailler dans une at  mosphère de     silicone    de manière analogue à un ba  lai ordinaire au carbone travaillant en atmosphère  normale.  



  La présente invention se propose de fournir un  balai au carbone pour commutateur capable de tra  vailler de manière satisfaisante aussi bien dans des  atmosphères d'air contaminées de silicone que dans  des atmosphères d'air normal.  



  A cet effet, selon l'invention, on imprègne un  balai au carbone au moyen d'un agent à base de  silice, puis on soumet le balai ainsi imprégné à une  cuisson à une température de 1000  C à 1600  C.    La gamme de températures préférée est comprise  entre 1400 Cet 1500 C.  



  Les balais auxquels on peut appliquer le procédé  selon l'invention peuvent être des balais au carbone  ordinaire, des balais graphitiques ou     électrographi-          tiques,    ces     derniers    étant préférés dans le cas pré  sent.

   Un balai au carbone contenant de la silice et  obtenu par le procédé selon la présente invention,       peut        contenir        entre        0,3        %        et        1,0        %        de        silice,        de          préférence        entre        0,5        %        et        0,8'%        de        silice.     



  Les balais au carbone destinés à être traités par  le procédé selon l'invention peuvent être imprégnés  de silice de différentes façons. Un mode d'incorpo  ration de silice dans un balai au carbone est décrit  dans le brevet     Bemis    No 1991487 susmentionné. Un  autre mode de réalisation consiste à imprégner le  balai à l'aide d'une solution de résine de silicone  dans un solvant, le solvant préféré dans ce cas  étant le toluène. Le balai est ensuite séché pour en  éliminer le solvant, puis est soumis à une cuisson à  une température relativement peu élevée comprise  entre 6000 C et 8500 C de manière à décomposer la  résine de silicone et obtenir de la silice.  



  Un autre mode d'introduction de silice dans un  balai au carbone consiste à l'imprégner à l'aide de  silicate d'éthyle, de préférence au moyen d'une     so-          lution    à     10%        de        silicate        d'éthyle        dans        l'éthanol.     Encore humide, le balai imprégné est plongé dans  une solution concentrée d'hydroxyde d'ammonium.  Il en résulte un précipité de silice uniformément ré  parti dans le balai. On le sèche ensuite de la même  manière que celle décrite dans le précédent exemple.  



  Le mode préféré pour imprégner entièrement et  incorporer de façon uniforme de la     silice    dans un ba  lai consiste à imprégner le balai à l'aide d'une solu-           tion    colloïdale de silice dans l'eau. Après quoi le  balai imprégné est rapidement refroidi à 00 C ou à  une température plus basse de manière à précipiter  de façon irréversible la silice dans le balai et obte  nir une répartition uniforme. On peut ensuite sécher  le balai et le cuire dans les mêmes conditions que dé  crites précédemment.  



  Le traitement de cuisson à basse température  mentionné ci-dessus peut, si on le désire, être com  biné avec la cuisson à température élevée propre  à l'invention, en une seule opération de cuisson. Dans  ce cas, on élève alors graduellement la température  de cuisson jusqu'à une température comprise entre  1000 Cet 1600 C.  



  Des essais effectués sur des balais au carbone  contenant de la silice et qui ont été cuits à une tem  pérature élevée de l'ordre mentionné ci-dessus ont  montré que ces balais convenaient parfaitement bien  pour travailler soit en atmosphère d'air normal ou  non contaminé, soit en atmosphère contenant des va  peurs de silicone.  



  Pour illustrer l'action de la température élevée  de cuisson sur les     balais    contenant de la silice eu  égard à leur durée en service et à d'autres caractéris  tiques physiques, des essais ont été effectués sur des  balais     électrographitiques    ordinaires. On a fait tra  vailler ces balais en atmosphère d'air et leur durée  en     service    était de 1400 heures par     centimètre.    On  les a imprégnés à l'aide d'une résine de silicone et  fait cuire à 2000 C puis à 600  C. La durée en ser  vice de ces balais cuits était seulement de 352     h/em     en les faisant travailler en atmosphère d'air.

   Une nou  velle cuisson de ces balais à 14000 C, conformément au  procédé selon l'invention, augmente la durée en  service à 1400     h/cm    et de plus réduit le coefficient  de frottement du balai contre les barres de commuta  teur de 0,17 à 0,13. Un autre progrès a été     accompli     en procédant à l'opération de     recuisson    à tempéra  ture élevée par étapes successives et en élevant  chaque fois la température. Entre chaque opération  on refroidit les balais et on les soumet aux essais.  Cette façon de procéder conduit à l'obtention d'une  durée en service des balais de 3360     h/cm    lorsqu'ils  ont été portés consécutivement jusqu'à une tempé  rature de cuisson de 13000 C et qu'ils ont travaillé  en atmosphère d'air.  



  A titre     illustratif    du     travail    des balais fabriqués  par le procédé suivant l'invention, en atmosphère     si-          licosée,    les tableaux ci-dessous montrent de façon  frappante l'amélioration apportée à la durée en ser  vice des balais lorsqu'on a soumis des balais conte  nant de la     silice    à une cuisson à une température  comprise entre 10000 C et 16000 C. Le tableau I  se rapporte à des balais     électrographitiques    dans les  quels on a introduit la silice suivant le mode préféré.  On a fait travailler ces balais dans une atmosphère  d'air contaminé avec des vapeurs silicosées.  



  Le tableau II est relatif à des balais     électrogra-          phitiques    dans lesquels la silice a été introduite par  imprégnation au moyen d'une résine au silicone. On    a fait travailler ces balais dans une atmosphère d'air  non contaminé. Dans l'essai C, les balais ont été  soumis à des cuissons successives à 10000 C,     1300     C,  1400 C, 1500 Cet 1600 C.

   Entre chaque cuisson,  ils étaient refroidis et expérimentés en vue de la dé  termination de la durée en     service.     
EMI0002.0021     
  
    <I>Tableau <SEP> I</I>
<tb>  Teneur
<tb>  Température <SEP> en <SEP> silice <SEP> Durée <SEP> en <SEP> service
<tb>  de <SEP> cuisson, <SEP> oC <SEP> dans <SEP> le <SEP> balai, <SEP> du <SEP> balai
<tb>  h<U>eure</U>s/<U>centimètres</U>
<tb>  150 <SEP> 0,50 <SEP> 524
<tb>  1.000 <SEP> 0,50 <SEP> 2.220
<tb>  1.350 <SEP> à <SEP> 1.400 <SEP> 0,77 <SEP> 5.600
<tb>  1.500 <SEP> 0,

  58 <SEP> 8.320
<tb>  témoin <SEP> néant <SEP> 1.114     
EMI0002.0022     
  
    <I>Tableau <SEP> II</I>
<tb>  <I>Essai <SEP> A</I>
<tb>  Température <SEP> de <SEP> cuisson <SEP> Durée <SEP> en <SEP> service <SEP> du <SEP> balai
<tb>  <B>OC</B> <SEP> <U>h</U>e<U>ures <SEP> par <SEP> centimètre</U>
<tb>  600 <SEP> 360
<tb>  1.000 <SEP> 352
<tb>  1.400 <SEP> 1400
<tb>  <I>Essai <SEP> B</I>
<tb>  Température <SEP> de <SEP> cuisson <SEP> Durée <SEP> en <SEP> service <SEP> du <SEP> balai
<tb>  <B>OC</B> <SEP> heures <SEP> par <SEP> centimètre
<tb>  985 <SEP> 1360
<tb>  1.200 <SEP> 2480
<tb>  1.300 <SEP> 2560
<tb>  1.400 <SEP> 3120
<tb>  <I>Essai</I> <SEP> C <SEP> (cuissons <SEP> successives)

  
<tb>  Température <SEP> de <SEP> cuisson <SEP> Durée <SEP> en <SEP> service <SEP> du <SEP> balai
<tb>  OC <SEP> heures <SEP> par <SEP> centimètre
<tb>  1.000 <SEP> 1020
<tb>  1.300 <SEP> 3760
<tb>  1.400 <SEP> 2880
<tb>  1.500 <SEP> 2940
<tb>  1.500 <SEP> 2320
<tb>  1.600 <SEP> 3160       Il résulte de ce qui précède que les balais ayant       une        teneur        en        silice        comprise        entre        0,

  3        %        et    1     %        et     qui ont été soumis ultérieurement à une cuisson à  une température relativement élevée comprise entre  1000  C et 1600 C peuvent travailler en atmosphère  d'air avec une durée en service acceptable et qu'ils  présentent une nette amélioration lorsqu'ils travail  lent en atmosphère de vapeurs silicosées.

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS I. Procédé de fabrication d'un balai de contact électrique possédant une longue durée en service, caractérisé en ce qu'on imprègne un balai au car- bone au moyen d'un agent d'imprégnation à base de silice, puis on soumet le balai ainsi imprégné à une cuisson à une température comprise entre 1000 et 1600 C. II.
    Balai obtenu par le procédé selon la reven dication I, caractérisé en ce qu'il contient de 0,3 à 1 % en poids de silice par rapport au poids du balai. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'agent d'imprégnation consiste en une suspension aqueuse de silice. 2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'agent d'imprégnation consiste en une dispersion aqueuse de silice. 3.
    Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que la température de cuisson est comprise entre 1400 et 1500 C. 4. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'avant d'être soumis à la cuisson, le balai imprégné est refroidi à une température voisine de 0- en vue de précipiter la silice de manière uniforme dans le balai. 5. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'agent d'imprégnation consiste en une suspension d'une résine de siloxane au sein d'un solvant. 6. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'agent d'imprégnation consiste en une dis persion d'une résine de siloxane au sein d'un sol vant. 7.
    Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'agent d'imprégnation consiste en une sus pension d'un silicate organique au sein d'un solvant. 8. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'agent d'imprégnation consiste en une dis persion d'un silicate organique nu sein d'un sol vant. 9. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que le balai imprégné est chauffé à une température comprise entre 600,, C et 850o C avant d'être soumis à une cuisson entre 10000 C et 1600,) C. 10. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que le balai est constitué par du carbone élec- trographitique. 11.
    Procédé selon la revendication I, caracté risé en ce que la cuisson est menée en phases suc cessives de températures croissantes, une phase de refroidissement séparant chaque phase de cuisson. 12. Balai selon la revendication II, caractérisé en ce qu'il contient de 0,5 à 0,8 % en poids de si lice par rapport au poids du balai.
CH337268D 1954-12-07 1955-12-05 Procédé de fabrication d'un balai de contact électrique CH337268A (fr)

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