Mehrschicht-Kohlebürsten, die aus Kohleriegeln und zwischen diesen verlaufenden Isolierschichten bestehen, werden häufig für kleinere reversierbare Motoren wie z. B.

Waschmaschinenmotoren eingesetzt. Die Isolierschicht kann dabei aus einer Folie oder aus isolierendem Klebstoff bzw. synthetischem Harz, einem oder mehreren Pulverhar- zen bestehen. Durch den höheren Querwiderstand wird der Strom, der zwischen den beiden von der Kohlebürste überdeckten Lamellen eines Kommutators fließt, reduziert und somit die Kommutierung verbessert.

Die bekannten Mehrschicht-Kohlebürsten zuvor beschriebener Art werden üblicherwei- se derart hergestellt, dass zunächst temperaturbehandelte Kohlenstoffplatten zueinander ausgerichtet werden, um zwischen diesen sodann eine Folie einzubringen. Anschließend erfolgt eine mechanische Bearbeitung, eine Maßbearbeitung und Einbringen der Seile oder Litzen.

Es sind auch als Mehrschicht-Kohlebürste bezeichnete Kohlebürsten bekannt, bei denen die Schichten jeweils elektrisch leitend sind, jedoch gegebenenfalls unterschiedliche mechanische Eigenschaften aufweisen. Eine entsprechende Kohlebürste ist dem DE 91 06 977 U] zu entnehmen. Die verschiedenen Schichten-auch Zonen genannt-, die un- terschiedliche Materialzusammensetzungen aufweisen, können dadurch ausgebildet werden, dass vor dem Pressen der Kohlebürsten nacheinander zwei Ausgangsschichten mit unterschiedlichen Materialzusammensetzungen in eine Pressform eingebracht und zusammen miteinander verpresst werden. Dabei kann eine Zone einen höheren Kupfe- ranteil als die andere aufweisen.

Eine als Vielschicht-Schleifkontakt bezeichnete Kohlebürste nach der DE 44 30 745 weist Schichten auf, die jeweils aus leitendem Pulver bestehen. Zur Herstellung des Vielschicht-Schleifkontaktes werden in eine Form gleichzeitig zwei leitende Pulver eingefüllt, um nach einem Kompressionsschritt eine Wärmebehandlung durchzuführen.

Neben dem Ausbilden von Schichten durch gleichzeitiges Einbringen von Pulver in eine Form können zusätzlich Schichten dadurch ausgebildet werden, dass elektrisch leitendes Pulver nacheinander der Form zugeführt wird.

In der DE-C-835 428 wird ein hochglanzpolierter Steinkohleformkörper als kunstge- werblicher Gegenstand und ein Verfahren zu seiner Herstellung beschrieben. Hierzu wird in eine Pressform Kohle eingebracht, gepresst, zunächst vorgesintert und sodann spanabhebend bearbeitet, um vor dem Hochsintem den Körper mit öl-oder fetthaltigen Pasten zu überziehen bzw. zu tränken.

Aus der DE-C-636 540 ist ein Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Kohlebürsten bekannt. Fertige Kohleschichten werden glatt geschliffen und zwischen zwei fertige Kohleschichten dickflüssiges Kunstharz mit Isolierstoff angeordnet, um sodann die Kohleschichten in einem geeigneten Presswerkzeug einzuspannen, um eine Trocknung in einem Ofen zu ermöglichen.

Ein Verfahren zum Herstellen eines Schichtstoffes aus Kohlenstoff ist der DE 33 07 090 Al zu entnehmen. Zur Erzielung gewünschter Endkörper werden durch Pressen und Wärmebehandlung zwischen übereinander anordbaren Kohlenstoffschichten wie Koh- lestofffilzschichten Folien aus einem thermoplastischen Kunststoff angeordnet, um so- dann gewünschten Drücken und Temperaturen ausgesetzt zu werden.

Die DE 199 02 938 Al bezieht sich auf eine Kohlebürste, die aus Abschnitten unter- schiedlicher Stoffzusammensetzungen besteht. Die Kohlebürste wird dabei in einem Pressvorgang hergestellt.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrschicht-Kohlebürste, die aus zumindest zwei elektrisch leitenden Funktions- schichten und zwischen aufeinanderfolgenden Funktionsschichten verlaufender lsolier- schicht besteht, derart weiterzubilden, dass eine herstellungstechnische Vereinfachung erfolgt, wobei außerdem die Möglichkeit geschaffen werden soll, die Isolierschicht pro- blemlos auf den Einsatzbereich der herzustellenden Mehrschicht-Kohlebürste auszule- gen. Auch sollen Materialeigenschaften wie Porosität oder Reibwerte problemlos ein- stellbar sein. Ferner soll eine problemlose individuelle Auslegung der Dicken der Funk- tionsschichten ermöglicht werden, ohne dass aufwendige Bearbeitungsmaßnahmen er- forderlich sind.

Erfindungsgemäß wird das Problem im Wesentlichen dadurch gelöst, dass schichtweise das Kohlenstoffmaterial oder dieses als Füllstoff enthaltendes Material und das elek- trisch isolierende Material in Schichtverlauf der herzustellenden Mehrschicht- Kohlebürste entsprechender Reihenfolge jeweils in Pulverform in eine Form einge- bracht, sodann gepresst und anschließend wärmebehandelt werden. Dabei sollte das isolierende Material mit einer jeweiligen Schichthöhe in die Form eingebracht werden, dass die Isolierschicht in der fertigen Mehrschicht-Kohlebürste eine Dicke d mit vor- zugsweise 100 pm S d S 500 um aufweist.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung von Mehrschicht-Kohlebürsten jeweils bestehend aus zumindest zwei elektrisch leitenden Funktionsschichten aus Kohlenstoffmaterial und zumindest einer Isolierschicht aus elektrisch isolierendem Material, die zwischen aufeinanderfolgenden Funktionsschich- ten verläuft, durch die Verfahrensschritte aus : - Herstellen einer Platte durch Einfüllen von herzustellenden Mehrschicht- Kohlebürsten entsprechenden Schichten aus Kohlenstoffmaterial oder dieses als Füllstoff enthaltendem Material jeweils in Pulverform und elektrisch isolierendem Material in Pulverform oder als Folie in eine Form, - Pressen der in der Form vorhandenen Schichten zu der Platte, - Wärmebehandlung der Platte und - Teilen der Platte in den Mehrschicht-Kohlebürsten entsprechende oder endkontur- nahe Größen.

Die Maßbearbeitung und das Einsetzen der Litze bzw. des Seils erfolgt in bekannter Weise.

Durch die erfindungsgemäße Lehre bedarf es bei der Herstellung des Massenartikels Schichtkohlebürste nur noch eines Wärmebehandlungsschrittes, um eine Vielzahl von Mehrschicht-Kohlebürsten herzustellen. Demgegenüber werden nach dem Stand der Technik entweder die aus Kohlenstoff bestehenden Platten getrennt voneinander herge- stellt oder aber Kohlebürsten, die aus mehreren Schichten mit elektrisch leitenden Ei- genschaften bestehen, werden, sofern die Ausgangsmaterialien zunächst in einer Form eingegeben werden, jeweils einzeln hergestellt.

Insbesondere wird vorgeschlagen, dass als elektrisch isolierendes Material synthetisches Harzpulver, organische oder anorganische Isolationsfolie wie A1203-Folie, eine oder mehrere Pulverharze wie Phenol-oder Epoxydharze, Gewebefolie, Fasermatte, selbst- klebende oder kleberaktivierte Folien oder Kombinationen dieser verwendet werden.

Als bevorzugte Materialzusammensetzungen für die herzustellenden Mehrschicht- Kohlebürsten bzw. die Platten, aus denen erstere gewonnen werden, sind zu nennen : in etwa 50 Gew. -% Naturgraphit, in etwa 50 Gew.-% synthetischer Graphit, in etwa 25 Gew.-% Phenol-oder Epoxyd-oder Thermoplastharz in Pulverform, bis in etwa 40 Gew. -% Steinkohleteerpech, wobei letztere auf 100 Gew. -% Füllstoff, also Naturgraphit und synthetischen Graphit bezogen sind.

Die entsprechende Zusammensetzung in Pulverform wird sodann in gewünschtem Um- fang schichtweise und durch das elektrisch isolierende Material getrennt in eine Press- form eingebracht und nach dem Pressen entweder ausgehärtet z. B. über in etwa 15 h bis zu einer Temperatur T von in etwa bis 200 °C oder geglüht bis zu einer Endtempe- ratur T2 von in etwa bis 600 °C.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen-für sich und/oder in Kombi- nation-, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu ent- nehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen : Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Mehrschicht-Kohlebürste mit drei Funkti- onsschichten, Fig. 2 einen Teil der Kohlebürste nach Fig. 1, Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer Form zur Herstellung von Platten und Fig. 4 Mehrschicht-Platten zur Herstellung von Mehrschicht-Kohlebürsten.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrschicht- Kohlebürste. Unter Mehrschicht-Kohlebürste wird dabei eine solche verstanden, bei der zwischen aus elektrisch leitendem Material bestehenden Funktionsschichten aus Koh- lenstoffmaterial oder dieses enthaltend-auch Kohleriegel genannt-eine Isolierschicht verläuft. Dabei umfasst die erfindungsgemäße Lehre die Herstellung von Mehrschicht- Kohlebürsten mit zwei oder mehr Funktionsschichten.

In Fig. 1 ist rein prinzipiell eine Mehrschicht-Kohlebürste 10 mit drei Kohleriegeln 12, 14, 16 dargestellt, die gegeneinander über Isolierschichten 18 elektrisch isoliert sind.

Die Kohleriegel 12, 14, 16 sowie die Isolierschichten 18 verlaufen senkrecht zur Lauf- fläche 20 der Kohlebürste. Von der Lauffläche 20 gegenüberliegender Fläche 22 geht ein Stampfkontakt 24 mit Seil bzw. Litze 26 aus. Insoweit wird jedoch auf hinlänglich bekannte Bauarten von Mehrschicht-Kohlebürsten zuvor beschriebener Art verwiesen.

Zur Herstellung von Mehrschicht-Kohlebürsten wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die die einzelnen Schichten 12, 14, 16, 18 bildenden Materialien nacheinander in der gewünschten Schichtreihenfolge in ein Gesenk 28 einer Pressvorrichtung 30 einge- bracht werden. In dem Gesenk 28 ist ein Stempel 32 verstellbar angeordnet, um im ge- wünschten Umfang das Gesenk 28 mit verschiedenen Materialien zu füllen. Nach dem Einfüllen des jeweiligen eine Schicht bildenden Materials wird mittels eines Schiebers 34 überschüssiges Material entfernt. Nachdem in das Gesenk 28 schichtweise die ge- wünschten Materialien einerseits aus Kohlenstoff und andererseits aus elektrisch isolie- rendem Material eingebracht worden sind, erfolgt im Ausführungsbeispiel über einen Stempel 36 ein Verpressen der Schichten. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Querschnitt des Gesenks 28 derart ist, dass sich eine Mehrschichtplatte 38 ergibt, die nach Entfernen aus dem Gesenk 28 und Wärmebehandlung in gewohnter Weise in Abschnitte 40,42, 44 unterteilt wird, deren Abmessungen denen der herzustellenden Mehrschicht-Kohlebürsten entsprechen. Sodann erfolgt eine Maßbearbeitung der Ab- schnitte 40,42, 44 und Einsetzen des Seils in gewohnter Weise.

Die in Fig. 4 dargestellte Platte 38 besteht aus den aus Kohlenstoffmaterial bestehenden Funktionsschichten 46,48, zwischen denen die aus elektrisch isolierendem Material bestehende Schicht 50 verläuft.

Wird die Isolierschicht 18,50 vorzugsweise durch Pressen von Pulvermaterialien ge- wonnen, so besteht auch die Möglichkeit, zwischen den einzelnen aus Kohlenstoffmate- rial bestehenden Schichten eine Folie aus elektrisch isolierendem Material anzuordnen, die zusammen mit dem Kohlenstoffmaterial oder dieses enthaltend in dem Gesenk 28 verpresst wird.

Bei dem Einsatz von Folien kommen in Frage : anorganische oder organische Folien wie z. B. A1203-Folie, Gewebefolien oder Fasermatten, selbstklebende oder kleberaktivierte Folien. Dabei müssen die Folien gegebenenfalls aktiviert werden.

Durch die erfindungsgemäße Lehre besteht die Möglichkeit, auf einfache Weise Mehr- schicht-Kohlebürsten herzustellen, bei denen Isolierschichten gewünschte Dicken auf- weisen. Hierzu ist es nur erforderlich, im gewünschten Umfang in die Pressform 30 Isolierschichtmaterial gewünschter Höhe einzufüllen. Dabei sollten jedoch in einem Umfang Isoliermaterial eingefüllt werden, das nach Verpressen der Materialien die Iso- lierschicht eine Dicke zwischen 100 pm und 500 llm aufweist.

Unabhängig hiervon können durch z. B. Füllgrad oder Pressparameter gewünschte Ma- terialeigenschaften der einzelnen Schichten wie Porosität problemlos eingestellt wer- den.