Die Kontaktfläche der Bürste ist mit wenigstens einem Radius versehen und entspricht im wesentlichen einem Segment der Mantelfläche eines Zylinders. Schleift die Bürste im Betrieb über das Kontaktelement, entstehen sogenannte Bürstengeräusche.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine Verminderung des Bürstengeräuschs erreicht wird. Der Summenschallpegel, insbesondere die Frequenzen über 300Hz werden in ihrem Schallpegel reduziert. Hierzu hat die elektrische Maschine ein Kontaktelement, auf dessen Umfang, der wenigstens einen Radius aufweist, wenigstens eine Bürste schleift, deren Mittelachse versetzt zur Rotationsachse des Kontaktelements angeordnet ist und deren Kontaktfläche mit wenigstens einem Radius versehen ist und im wesentlichen einem Segment der Mantelfläche eines Zylinders entspricht, wobei der Radius der Bürste zumindest im Neuzustand größer als der Radius des Kontaktelements ist.

Eine besonders große Verminderung des Geräuschs kann erreicht werden, wenn die Mitte des Kontaktbereichs der Bürste und des Kontaktelements in Rotationsrichtung des Kontaktelements nach dem Schnittpunkt der Mittelachse der Bürste mit dem Kontaktelement angeordnet ist. Als bester Wert hat sich hierbei erwiesen, wenn der Kontaktbereich und der Durchtrittspunkt der Mittelachse der Bürste durch die Kontaktfläche der Bürste mit der Rotationsachse einen Winkel von 4° einschließen.

Generell lassen sich Verbesserungen hinsichtlich des Geräuschs erreichen, wenn der Anstellwinkel der Kontaktfläche geneigt zum Anstellwinkel des Kontaktelements ist.

Hierzu bilden der Durchtrittspunkt der Mittelachse der Bürste durch die Kontaktfläche der Bürste und der Mittelpunkt eines durch die Kontaktfläche gebildeten Kreises, der einen Radius hat, der gleich dem Radius der Kontaktfläche ist, eine Linie, die mit der Mittelachse der Bürste einen ersten Anstellwinkel einschließt, wobei der Durchtrittspunkt der Mittelachse der Bürste durch die Kontaktfläche der Bürste und die Rotationsachse des Kommutators ebenfalls eine Linie bilden, die mit der Mittelachse der Bürste einen zweiten Anstellwinkel einschließt, und wobei der erste Anstellwinkel größer als der zweite Anstellwinkel ist. Die besten Resultat lassen sich erreichen, wenn der erste Anstellwinkel 20° und der zweite Anstellwinkel 21'beträgt.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der einzigen Figur ist ein teilweiser Ausschnitt aus einer elektrischen Maschine gezeigt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels In der Figur ist ein Teil einer elektrischen Maschine vereinfacht in einem Querschnitt gezeigt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen bürstenbehafteten Gleichstrommotor, der beispielsweise in einem Fensterheber, Wischerantrieb oder dergleichen eines Kraftfahrzeugs zu Anwendung kommen kann. Es kann sich aber auch um einen Generator handeln. In der elektrischen Maschine ist auf der nicht gezeigten Welle für den dargestellten Fall, bei dem es sich um einen bürstenbehafteten Gleichstrommotor handelt, ein Kommutator 12 angeordnet. Im Falle eines Generators wäre dies ein Schleifring. In beiden Fällen handelt es sich jedoch um ein Kontaktelement, das vorzugsweise rotiert.

Am Umfang, der ausgehend von der Rotationsachse 14 wenigstens einen Radius 16 hat, hat der Kommutator 12 gleichmäßig verteilte nicht näher dargestellte Lamellen, auf denen Bürsten 18 schleifen, von denen nur eine gezeigt ist. Die Lamellen ihrerseits sind mit Wicklungen eines Ankers verbunden. Der Kommutator 12 hat die in der Figur gezeigte Rotationsrichtung 19. Die Lamellen des Kommutators 12 können eine zylindrische Mantelfläche bilden aber auch eine Wellenform haben.

In der gezeigten Darstellung im Querschnitt bzw. der Stirnansicht ist die Mittelachse 20 der Bürste 18, zu der konzentrisch auch das Kohleseil 21 angeordnet ist, versetzt zur Rotationsachse 14 des Kommutators 12 angeordnet. Dies kann auch als Schrägstellung bezeichnet werden. Die Mittelachse lässt sich aus der Querschnittsfläche der Bürste 18 ermitteln ; sie verläuft entlang des Zentrums der Bürste 18. Bei einer Bürste 18 mit quadratischer, rechteckiger, dreieckiger, sonstiger Eckenzahl, runder oder elliptischer Querschnittsfläche liegt sie im Schwerpunkt, d. h. in der Mitte dieser Querschnittsfläche.

Der Versatz der Mittelachse 20 zur Rotationsachse 14 beträgt ungefähr die Hälfte des Radius 16. Fertigungsbedingte Abweichungen von ein paar Millimetern sind dabei mit eingeschlossen. In einer Seitenansicht steht die Mittelachse 20 in einem rechten Winkel zur Rotationsachse 14, wobei auch eine Neigung denkbar ist.

Die vorzugsweise geriffelte Kontaktfläche 22 der Bürste 18 ist mit wenigstens einem Radius 24 versehen, wobei zur besseren Darstellung ein Vollkreis 26 gezeichnet ist.

Durch die Erstreckung entlang der Rotationsachse 14 entspricht die Kontaktfläche 22 somit im wesentlichen einem Segment der Mantelfläche eines Zylinders. In diesem Zusammenhang wird hier als Zylinder auch ein Körper verstanden, der eine elliptische Grundfläche bzw. einen elliptische Querschnittsfläche hat. Der Radius 24 der Kontaktfläche 22 der Bürste ist zumindest im Neuzustand größer als der Radius 16 des Kommutators 12. Dadurch entsteht im Anfangsstadium eine minimale Berührung. Ist die Oberfläche der Kontaktfläche 22 glatt, entsteht eine Linienberührung. Ist die Oberfläche geriffelt, entsteht eine Berührung mehrerer Punkte, die auf einer Linie liegen, die sich parallel zur Rotationsrichtung 14 erstreckt. Hierzu ist in der Figur ein Punkt bzw.

Kontaktbereich 28 eingezeichnet. Dieser Kontaktbereich 28 wird im Betrieb immer breiter. Mit der Zeit entsteht daraus eine Fläche, die einen Radius hat, der dem Radius 16 des Kommutators 12 entspricht.

Eine besonders gute Verminderung des Geräuschs wird erreicht, wenn der Kontaktbereich 28 bzw. die Mitte des Kontaktbereichs 28 bzw. die Mitte einer daraus entstandenen Fläche der Bürste 18 in Rotationsrichtung des Kommutators 12 nach dem Schnittpunkt 30 der Mittelachse 20 der Bürste 18 mit dem Kommutator 12 angeordnet ist.

Als bester Wert hat sich erwiesen, wenn der Kontaktbereich 28 und der Durchtrittspunkt 34, der mit dem Schnittpunkt 30 nahezu identisch ist, der Mittelachse 20 der Bürste 18 durch die Kontaktfläche 22 der Bürste 18 mit der Rotationsachse 14 einen Winkel 32 von 4° einschließen. Dabei sind natürlich fertigungsbedingte Abweichungen, die ein paar Grad erreichen können, zu berücksichtigen.

Der Durchtrittspunkt 34 der Mittelachse 20 der Bürste 18 durch die Kontaktfläche 22 und der Mittelpunkt 36 des an der Kontaktfläche 22 anliegenden Kreises 26, der den Radius 24 der Kontaktfläche 22 hat, bilden eine Linie 38. Der Kreis 26 entspricht dabei dem Durchmesser eines Fräser, mit dem die Kontaktfläche 22 hergestellt wird. Diese Linie 38 und die Mittelachse 20 der Bürste 18 schließen einen Winkel ein. Dieser Winkel wird Anstellwinkel 40 genannt. Es ist auch der sogenannte Anstellwinkel des besagten Fräsers, d. h. wie der Fräser an die Bürste 18 angestellt wird. In diesem Zusammenhang wird dieser Winkel auch als Anstellwinkel 40 der Kontaktfläche bezeichnet.

Der Durchtrittspunkt 34 der Mittelachse 20 der Bürste 18 durch die Kontaktfläche 22 der Bürste 18 und die Rotationsachse 14 bilden ebenfalls eine Linie 42. Die Linie 42 und die Mittelachse 20 der Bürste 18 schließen auch einen Winkel 44 ein. Dieser Winkel wird in.

Analogie an das oben gesagte Anstellwinkel 44 des Kommutators 12 genannt.

Es hat sich herausgestellt, dass die besten Geräuschergebnisse erreicht werden, wenn der Anstellwinkel 40 der Kontaktfläche größer als der Anstellwinkel 44 des Kommutators ist. Am besten sind die Ergebnisse, wenn der Anstellwinkel 40 der Kontaktfläche 21° und der Anstellwinkel 44 des Kommutators 20° beträgt. Fertigungsbedingte Abweichungen sind dabei zu berücksichtigen.