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Title:
BRUSH FOR THE POWER SUPPLY OF ELECTRIC MACHINES, ESPECIALLY COMMUTATING MACHINES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/068686
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a brush for the power supply of electric machines, especially commutating machines, comprising at least two brush sections. One of the at least two brush sections (13, 27, 30) is a polishing section (13) comprising a part of polishing agents (16), which is higher than that in the at least one other brush section (27, 30).

Inventors:
BAYER MICHAEL (DE)
HARTMANN SVEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2008/066529
Publication Date:
June 04, 2009
Filing Date:
December 01, 2008
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
BAYER MICHAEL (DE)
HARTMANN SVEN (DE)
International Classes:
H01R39/22
Foreign References:
US4034249A1977-07-05
DE4430745A11995-03-09
FR2331173A11977-06-03
Other References:
RYOKO MURAKAMI: "DOUBLE-LAYER STRUCTURE BRUSHES IMPROVE THE PERFORMANCE OF MICROMOTORS", JEE JOURNAL OF ELECTRONIC ENGINEERING, DEMPA PUBLICATIONS INC. TOKYO, JP, vol. 26, no. 265, 1 January 1989 (1989-01-01), pages 81 - 83, XP000009642, ISSN: 0385-4507
Attorney, Agent or Firm:
ROBERT BOSCH GMBH (Stuttgart, DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Bürste zur Stromversorgung elektrischer Maschinen, insbesondere von Kommutator- maschinen, mit zumindest zwei Bürstenabschnitten, dadurch gekennzeichnet, dass ein Putzmittelabschnitt (13) vorhanden ist, der einer von zumindest zwei Bürstenabschnitten (13, 27, 30) ist und einen Anteil von Putzmitteln (16) aufweist, der höher ist als im zumindest einen anderen

Bürstenabschnitt (27, 30).

2. Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Putzmittelabschnitt (13) zumindest teilweise über einen Querschnitt senkrecht zu einer Verschleißrichtung (20) der Bürste (10) erstreckt.

3. Bürste nach Anspruch 2, dass sich der Putzmittelabschnitt (13) über den gesamten Querschnitt der Bürste (10) erstreckt, wobei sich der Putzmittelabschnitt (13) entweder am dem einem Bürstenanschluss (40) abgewandten Ende oder zwischen dem Ende und dem Bürsten- anschluss (40) befindet.

4. Bürste nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Putzmittelabschnitt (13) nur teilweise über den Querschnitt der Bürste (10) erstreckt, wobei neben dem Putzmittelabschnitt (13) entweder nur ein weiterer Bürstenabschnitt (27, 30) aus im wesentlichen ein- heitlichen Material oder mehrere Bürstenabschnitte (27, 30) aus unterschiedlichem Materialien vorhanden sind.

5. Bürste nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle mehrerer anderer Bürstenabschnitte (27, 30) die Bürste (10) eine Mehrschichtbürste ist, die aus mehreren quer zur Verschleißrichtung (20) der Bürste (10) orientierten Schichten besteht und zumindest ein

Putzmittelabschnitt (13) stabförmig, insbesondere quaderförmig, in einer der Schichten angeordnet ist.

6. Bürste nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren quer zur Ver- schleißrichtung (20) der Bürste (10) orientierten Schichten zumindest eine Kommutierungsschicht (27) und eine Leistungsschicht (30) umfassen, wobei die Kommutierungsschicht (27) einen höheren spezifischen elektrischen Widerstand als die Leistungsschicht (30) aufweist.

7. Bürste nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zumindest eine Putz- mittelabschnitt (13) in einer Kommutierungsschicht (27) der Bürste (10) erstreckt.

8. Bürste nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zumindest eine Putzmittelabschnitt (13) in Richtung einer größten Breite der Bürste (10) erstreckt.

9. Bürste nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein übergang zwischen dem Putzmittelabschnitt (13) und dem zumindest einen anderen Bürsten- abschnitt vorhanden ist, in dem sich der Anteil an Putzmitteln kontinuierlich verändert.

10. Bürste nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bürstenanschluss (40) in einem anderen Bürstenabschnitt als dem Putzmittelabschnitt (13) verwirklicht ist.

Description:

Beschreibung

Titel

Bürste zur Stromversorgung elektrischer Maschinen, insbesondere von Kommutatorma- schinen

Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik sind Kommutatormaschinen in der Gestalt von Startvorrichtungen für Brennkraftmaschinen bekannt. Für derartige Maschinen werden seit jeher einkomponentige Bürsten verwendet. Veränderte Anforderungen für derartige Startvorrichtungen - wie beispielsweise der sogenannte Start-Stopp-Betrieb - führen zu sehr häufigen Starts.

Der Strom wird über ein oder mehrere Bürstenpaare über den Kommutator in eine Ankerwicklung eingeleitet. Diese Bürsten bestehen meist aus einem Sinterwerkstoff, welcher hauptsäch- lieh Kupfer- und Graphitanteile hat. Diese Kohlebürsten sowie der Kommutator unterliegen im

Betrieb einem Verschleiß. Dabei sind Starter typischerweise für den kurzzeitigen Betrieb ausgelegt und normalerweise für 30-60.000 Schaltzyklen geeignet.

Soll der Starter für höhere Lasten bzw. für längere Laufzeiten (wie z.B. beim Start- Stopp-Betrieb erforderlich) ausgelegt werden, so zeigt sich, dass ein ideal abgestimmtes System von Schmierung und Reinigung notwendig ist. Aufgrund der langen Laufzeiten der Bürsten muss das abgetragene Material und auch der aufgebaute Gleitfilm auf dem Kommutator wieder durch Reinigen entfernt werden. Um eine ideale Reinigung der Oberfläche zu erzeugen werden deshalb in die Kohlebürsten unterschiedliche Substanzen eingemischt, die dafür sorgen, dass die Oberfläche des Kommutators einen gleichbleibend sauberen und gleichzeitig auch schmierenden Belag besitzt.

Gegenwärtig werden Bürsten beispielsweise mit zwei verschiedenen Schichten (Leistungsschicht und Kommutierungsschicht) verwendet, die quer zur Verschleißrichtung der Bürsten an- geordnet sind. Diese Schichten sind über die komplette Verschleißlänge homogen gemischt.

Aufgrund des Kohlebürstenverschleißes und auch des Kommutatorverschleißes ändern sich die Bedingungen für die Kohlebürsten stetig. Die Anpresskraft nimmt normalerweise über die Lauf-

zeit aufgrund des Verschleißes ab und damit ändern sich auch die mechanischen/elektrischen Bedingungen.

Es besteht daher die Aufgabe Bürsten verwenden zu können, die die bekannten Nachtei- Ie vermeiden.

Offenbarung der Erfindung

Anhand von verschiedenen Figuren werden nachfolgend verschiedenen Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 7 entsprechend viele Ausführungsbeispiele für Bürsten zur Stromversorgung elektrischer Maschinen.

Fig. 1 zeigt eine Bürste 10 zur Stromversorgung elektrischer Maschinen, insbesondere von Kommutatormaschinen, mit zumindest zwei Bürstenabschnitten, wobei ein Putzmittelabschnitt 13 vorhanden ist, der einer von zumindest zwei Bürstenabschnitten ist und einen Anteil von Putzmitteln 16 aufweist, der vorzugsweise signifikant höher ist als im zumindest einen anderen Bürstenabschnitt.

Der Putzmittelabschnitt 13 erstreckt sich zumindest teilweise über einen Querschnitt senkrecht zu einer Verschleißrichtung 20 der Bürste 10.

Es ist insbesondere vorgesehen, dass sich der Putzmittelabschnitt 13 über den gesamten Querschnitt der Bürste 10 erstreckt, wobei sich der Putzmittelabschnitt 13 entweder am dem einem Bürstenanschluss 40 abgewandten Ende (Fig. 1, 3, 5 und 7), d. h. der anfänglichen Lauffläche im nicht abgenutzten Zustand, oder zwischen dem Ende und dem Bürstenanschluss 40 befindet, Fig. 2, 4, 6, 7. Der Bürstenanschluss ist bspw. eine Anschlusslitze. Die anfängliche Laufflä- che ist in den Figuren als zylindrische Fläche dargestellt.

Gemäß den Ausführungsbeispielen nach Fig. 3, 4, 5, 6 und 7 erstreckt sich der oder die Putzmittelabschnitte 13 nur teilweise über den Querschnitt der Bürste 10, wobei neben dem Putzmittelabschnitt 13 entweder nur ein weiterer Bürstenabschnitt aus im wesentlichen einheitlichen Material, Fig. 1, 3, 4, oder in Verschleißrichtung 20 mehrere Bürstenabschnitte aus unterschiedlichem Materialien vorhanden sind, Fig. 5, 6, 7.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 erstreckt sich der Putzmittelabschnitt 13 nur teilweise über den Querschnitt der Bürste 10, wobei neben dem Putzmittelabschnitt 13 in Verschleißrichtung 20 zwei weitere Bürstenabschnitte 27 aus im wesentlichen einheitlichen Material vorhanden sind.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 erstrecken sich die Putzmittelabschnitte 13 nur teilweise über den Querschnitt der Bürste 10, wobei in der Ebene neben den Putzmittelabschnitten in Verschleißrichtung 20 weitere Bürstenabschnitte 27 aus im wesentlichen einheitlichen Material vorhanden sind, die eine Kommutierungsschicht 27 darstellen, während die daneben angeordnete Schicht quer zur Verschleißrichtung 20 eine Leistungsschicht 30 ist.

Im Falle mehrerer anderer Bürstenabschnitte ist die Bürste 10 eine Mehrschichtbürste (alle Figuren), die aus mehreren quer zur Verschleißrichtung 20 der Bürste 10 orientierten Schichten besteht und zumindest ein Putzmittelabschnitt 13 stabförmig, insbesondere quaderförmig, in ei- ner der Schichten angeordnet ist.

Die mehreren quer zur Verschleißrichtung 20 der Bürste 10 orientierten Schichten umfassen zumindest eine Kommutierungsschicht 27 und eine Leistungsschicht 30, wobei die Kommutierungsschicht 27 einen höheren spezifischen elektrischen Widerstand als die Leistungsschicht 30 aufweist.

Es ist vorgesehen, dass sich der zumindest eine Putzmittelabschnitt 13 in einer Kommutierungsschicht 27 der Bürste 10 erstreckt..

Es ist vorgesehen, dass sich der zumindest eine Putzmittelabschnitt 13 in Richtung einer größten Breite der Bürste 10 erstreckt.

Es ist vorgesehen, dass ein übergang zwischen dem Putzmittelabschnitt 13 und dem zumindest einen anderen Bürstenabschnitt vorhanden ist, in dem sich der Anteil an Putzmitteln 16 kontinuierlich verändert.

Es ist vorgesehen, dass der Bürstenanschluss 40 in einem anderen Bürstenabschnitt als dem Putzmittelabschnitt 13 verwirklicht ist.