DE102014203652A1

DE102014203652A1 - Commutator motor with at least two brushes

Info

Publication number: DE102014203652A1
Application number: DE102014203652.6A
Authority: DE
Inventors: Gerd Dornhoefer; Philipp Hugelmann; Uwe Roessler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2014-09-18

Abstract

Bei einem Kommutatormotor (100) mit einem Kommutator (185), der einen an einer Kollektorlauffläche (189) in Schleifkontakt mit mindestens zwei zugeordneten Bürsten (187, 197) stehenden Kollektor (183) aufweist, der elektrisch leitend mit einer Motorwicklung (199) verbunden ist, wobei die Motorwicklung (199) über die mindestens zwei Bürsten (187, 197) und den Kollektor (183) mit einer Gleichspannungsversorgungsquelle (106, 108) verbindbar ist, ist zumindest eine der Bürsten (187, 197) zumindest teilweise mit einer ionischen Flüssigkeit imprägniert.In a commutator motor (100) with a commutator (185) which has a collector (183) which is in sliding contact with at least two associated brushes (187, 197) on a collector running surface (189) and which is electrically connected to a motor winding (199) The motor winding (199) can be connected to a DC voltage supply source (106, 108) via the at least two brushes (187, 197) and the collector (183), at least one of the brushes (187, 197) is at least partially ionic Impregnated liquid.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kommutatormotor mit einem Kommutator, der einen an einer Kollektorlauffläche in Schleifkontakt mit mindestens zwei zugeordneten Bürsten stehenden Kollektor aufweist, der elektrisch leitend mit einer Motorwicklung verbunden ist, wobei die Motorwicklung über die mindestens zwei Bürsten und den Kollektor mit einer Gleichspannungsversorgungsquelle verbindbar ist.The present invention relates to a commutator motor having a commutator having a collector on a collector tread in sliding contact with at least two associated brushes, which is electrically connected to a motor winding, the motor winding via the at least two brushes and the collector to a DC power supply source connectable is.

Aus dem Stand der Technik ist ein derartiger Kommutatormotor bekannt, der zur Kommutierung ausgestaltete Kommutatoren und eine zugeordnete Motorwicklung aufweist. Die Kommutatoren haben einen an einer Kollektorlauffläche in Schleifkontakt mit zugeordneten Bürsten stehenden Kollektor, der an einem Rotor des Kommutatormotors angeordnet ist und der eine Vielzahl voneinander beabstandeter und jeweils in axialer Richtung verlaufender Lamellen aufweist. Über die in den zugeordneten Bürstenhaltern in einem vorgegebenen Bürstenwinkel relativ zueinander angeordneten Bürsten und die voneinander beabstandeten Lamellen des Kollektors wird der Motorwicklung ein zum Betrieb des Kommutatormotors erforderlicher Gleichstrom von einer an die Bürsten angelegten Gleichspannungsversorgungsquelle zugeführt.Such a commutator motor is known from the prior art, which has commutators designed for commutation and an associated motor winding. The commutators have a collector arranged on a collector surface in sliding contact with associated brushes, which is arranged on a rotor of the commutator motor and having a plurality of spaced-apart and each extending in the axial direction lamellae. By means of the brushes arranged in the assigned brush holders at a predetermined brush angle relative to each other and the spaced-apart fins of the collector, the motor winding is supplied with a direct current required for the operation of the commutator motor from a DC power source applied to the brushes.

Als Bürsten zur Herstellung des Schleifkontaktes mit den Lamellen des Kommutators können Kohlebürsten Anwendung finden, die einen Presskörper aus Natur-, Elektro- oder Metallgraphit aufweisen, der mittels einer flexiblen Litze oder einem Federkontakt elektrisch leitend mit der Gleichspannungsversorgungsquelle verbindbar ist. Derartige Kohlebürsten können zumindest teilweise imprägniert sein, um dem Kommutatormotor zugeordnete Motoreigenschaften zu verbessern, d. h. den elektrisch-mechanischen Wirkungsgrad, die Verschleißbeständigkeit, die Geräuschentwicklung, die elektromagnetische Verträglichkeit usw. Das Imprägnieren der Bürsten erfolgt in der Regel durch Tauchverfahren, Sprühverfahren, Tupfverfahren oder dergleichen, wobei als Imprägniermittel Öle und/oder Lösungsmittelgemische zum Einsatz kommen. As brushes for producing the sliding contact with the lamellae of the commutator carbon brushes can be applied, which have a compact of natural, electrical or metal graphite, which is electrically conductively connected by means of a flexible wire or a spring contact with the DC power source. Such carbon brushes may be at least partially impregnated to improve motor characteristics associated with the commutator motor, i. H. the electrical-mechanical efficiency, wear resistance, noise, electromagnetic compatibility, etc. The brushes are usually impregnated by dipping, spraying, dabbing or the like, using oils and / or solvent mixtures as the impregnating agent.

Nachteilig am Stand der Technik ist, dass die Motoreigenschaften des Kommutatormotors durch das Imprägnieren der Bürsten mit Ölen und/oder Lösungsmittelgemischen nur eingeschränkt verbessert werden können.A disadvantage of the prior art is that the motor properties of the commutator motor can only be improved to a limited extent by impregnating the brushes with oils and / or solvent mixtures.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen neuen Kommutatormotor mit verbesserten Motoreigenschaften bereit zu stellen.An object of the invention is therefore to provide a new commutator motor with improved engine characteristics.

Dieses Problem wird gelöst durch einen Kommutatormotor mit einem Kommutator, der einen an einer Kollektorlauffläche in Schleifkontakt mit mindestens zwei zugeordneten Bürsten stehenden Kollektor aufweist, der elektrisch leitend mit einer Motorwicklung verbunden ist, wobei die Motorwicklung über die mindestens zwei Bürsten und den Kollektor mit einer Gleichspannungsversorgungsquelle verbindbar ist. Zumindest eine der Bürsten ist zumindest teilweise mit einer ionischen Flüssigkeit imprägniert.This problem is solved by a commutator motor having a commutator having a collector on a collector tread in sliding contact with at least two associated brushes, which is electrically connected to a motor winding, the motor winding via the at least two brushes and the collector with a DC power source is connectable. At least one of the brushes is at least partially impregnated with an ionic liquid.

Die Erfindung ermöglicht somit die Bereitstellung eines Kommutatormotors, dessen Bürsten ganz allgemein verbesserte Eigenschaften aufweisen, sodass auch der Kommutatormotor insgesamt verbesserte Motoreigenschaften aufweist. Insbesondere ergeben sich durch das Imprägnieren der Bürsten mit einer ionischen Flüssigkeit aufgrund des Fehlens einer ausgebildeten Helmholtz-Doppelschicht an den Phasengrenzen der ionischen Flüssigkeit sowohl zusätzliche Ladungsträgerübertragungsoptionen, als auch eine Korrosionsinhibition, die eine Verbesserung der Bürsteneigenschaften bewirken. Die zusätzlichen Ladungsträgerübertragungsoptionen führen insbesondere zu einem gesteigerten elektrischen Wirkungsgrad des Kommutatormotors, während die Korrosionsinhibition vorrangig eine Erhöhung der Einsatzdauer bzw. der Standzeit der Bürsten, vor allem unter extremen klimatischen Einsatzbedingungen des Kommutatormotors, bewirkt.The invention thus makes it possible to provide a commutator motor whose brushes generally have improved properties, so that the commutator motor as a whole also has improved motor characteristics. In particular, the impregnation of the brushes with an ionic liquid, due to the lack of a formed Helmholtz double layer at the ionic liquid phase boundaries, provides both additional charge carrier transfer options and corrosion inhibition which results in improved brush properties. The additional charge carrier transfer options lead in particular to an increased electrical efficiency of the commutator motor, while the corrosion inhibition primarily causes an increase in the service life or the service life of the brush, especially under extreme climatic operating conditions of the commutator.

Vorzugsweise ist mindestens eine Bürste nach Art einer Kohlebürste ausgebildet.Preferably, at least one brush is formed in the manner of a carbon brush.

Hierdurch kann für den Kommutatormotor auf eine besonders bewährte und weit verbreitete Konstruktionsform von Bürsten zurückgegriffen werden.This can be used for the commutator on a particularly proven and widely used construction form of brushes.

Gemäß einer Ausführungsform ist die ionische Flüssigkeit bei Temperaturen unterhalb der Raumtemperatur, insbesondere unterhalb von 20 °C, flüssig.In one embodiment, the ionic liquid at temperatures below room temperature, in particular below 20 ° C, liquid.

Hierdurch kann der Kommutatormotor problemlos und zuverlässig unter üblichen atmosphärischen Umgebungsbedingungen betrieben werden.As a result, the commutator can be operated easily and reliably under normal atmospheric conditions.

Bevorzugt ist die ionische Flüssigkeit halogenfrei. Hierdurch kann der Kommutatormotor auch bei anspruchsvollen Betriebsbedingungen sicher und zuverlässig betrieben werden.The ionic liquid is preferably halogen-free. As a result, the commutator motor can be operated safely and reliably even under demanding operating conditions.

Gemäß einer Ausführungsform ist die ionische Flüssigkeit wasserfrei.In one embodiment, the ionic liquid is anhydrous.

Infolge der Wasserfreiheit wird eine Veränderung der physikalischen Eigenschaften der ionischen Flüssigkeit, beispielsweise der elektrischen Leitfähigkeit durch Verdunstungseffekte, verhindert. Darüber hinaus verringert die Wasserfreiheit die Korrosionsneigung.Due to the freedom from water, a change in the physical properties of the ionic liquid, for example, the electrical conductivity is prevented by evaporation effects. About that In addition, the absence of water reduces the tendency to corrosion.

Das Eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Imprägnieren einer Bürste, die zur Verwendung in einem Kommutatormotor ausgebildet ist, wobei die Bürste mit einer ionischen Flüssigkeit imprägniert wird.The above-mentioned problem is also solved by a method of impregnating a brush adapted for use in a commutator motor wherein the brush is impregnated with an ionic liquid.

Hierdurch ergibt sich ein einfacher und kostengünstiger Fertigungsprozess für die Bürstenfertigung, der zudem den Einsatz von in der Regel bereits vorhandenen Produktionsmitteln erlaubt.This results in a simple and cost-effective production process for the brush production, which also allows the use of usually existing production means.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Bürste zumindest bereichsweise durch Besprühen mit der ionischen Flüssigkeit imprägniert.According to one embodiment of the method, the brush is at least partially impregnated by spraying with the ionic liquid.

Infolge des Aufsprühens der Imprägnierung ist ein besonders verbrauchsoptimaler Einsatz des Imprägniermittels bzw. der ionischen Flüssigkeit möglich.As a result of the spraying of the impregnation, a particularly consumption-optimal use of the impregnating agent or the ionic liquid is possible.

Bevorzugt wird die Bürste zumindest bereichsweise durch Betupfen mit der ionischen Flüssigkeit imprägniert.Preferably, the brush is at least partially impregnated by dabbing with the ionic liquid.

Hierdurch sind ein lokal präzise definierter Auftrag der Imprägnierung und zugleich eine gute Haftung erreichbar.As a result, a locally precisely defined order of impregnation and at the same time a good adhesion can be achieved.

Bevorzugt wird die Bürste zumindest bereichsweise durch Bestreichen mit der ionischen Flüssigkeit imprägniert.Preferably, the brush is at least partially impregnated by brushing with the ionic liquid.

Hierdurch kann eine verbesserte mechanische Haftung der ionischen Flüssigkeit an den Bürsten erreicht werden.As a result, an improved mechanical adhesion of the ionic liquid to the brushes can be achieved.

Bevorzugt wird die Bürste durch ein Eintauchen in die ionische Flüssigkeit imprägniert.Preferably, the brush is impregnated by immersion in the ionic liquid.

Hierdurch kann eine zumindest weitestgehend, vollständige Imprägnierung bzw. Benetzung der Bürste mit kurzer Prozesszeit gewährleistet werden.As a result, at least a very large extent, complete impregnation or wetting of the brush with a short process time can be ensured.

Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Imprägnieren der Bürste unter Vakuum. Darüber hinaus kann das Imprägnieren der Bürste auch unter Druck erfolgen.According to one embodiment, the impregnation of the brush takes place under vacuum. In addition, the impregnation of the brush can also be done under pressure.

Hierdurch kann insbesondere eine Eindringtiefe und/oder die Haftung der Imprägnierung erhöht werden. Darüber hinaus kann die Imprägnierung ggfls. durch Kombination von mindestens zwei der in den vorstehenden Ansprüchen exemplarisch genannten vier Auftrags- bzw. Aufbringungsverfahren – ggfls. auch unter gleichzeitiger Anwendung von Temperatur – erfolgen.In this way, in particular a penetration depth and / or the adhesion of the impregnation can be increased. In addition, the impregnation ggfls. by combination of at least two of the four application or application methods exemplified in the preceding claims - if applicable. also with simultaneous application of temperature - done.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail in the following description with reference to exemplary embodiments illustrated in the drawings. Show it:

1 eine schematische Ansicht eines Kommutatormotors mit einem zugeordneten Getriebe gemäß einer Ausführungsform, und 1 a schematic view of a commutator with an associated gear according to an embodiment, and

2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Imprägnierung einer Bürste des Kommutatormotors von 1 mit einer ionischen Flüssigkeit in einem Tauchbad. 2 a schematic representation of a method for impregnating a brush of the commutator of 1 with an ionic liquid in an immersion bath.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

1 zeigt einen mit Stator- und Rotorkomponenten 181 bzw. 182 versehenen Kommutatormotor 100 gemäß einer Ausführungsform, der illustrativ ein Motorgehäuse 180 aufweist. Die Statorkomponenten 181 weisen beispielhaft Permanentmagneten 186 auf und die Rotorkomponenten 182 beispielhaft einen Rotor- bzw. Eisenkern 188 mit einer zur Vereinfachung der Zeichnung nur abschnittsweise gezeigten Motorwicklung 199. 1 shows one with stator and rotor components 181 respectively. 182 provided commutator motor 100 according to one embodiment, illustratively a motor housing 180 having. The stator components 181 have exemplary permanent magnets 186 on and the rotor components 182 exemplarily a rotor or iron core 188 with a motor winding shown only in sections to simplify the drawing 199 ,

Der Kommutatormotor 100 kann z. B. als Antriebsmotor für einen elektrischen Fensterheber, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, Anwendung finden. Hierzu ist der Motor 100 illustrativ mit einem in einem Getriebegehäuse 120 angeordneten Getriebe 110 verbunden, das von einer Motorwelle 184 des Kommutatormotors 100 z. B. zur Betätigung eines zugeordneten Fensterhebers antreibbar ist.The commutator motor 100 can z. B. as a drive motor for an electric window, for example, in a motor vehicle, find application. This is the engine 100 illustrative with one in a gearbox 120 arranged transmission 110 connected by a motor shaft 184 of the commutator motor 100 z. B. is driven to actuate an associated window regulator.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Kommutatormotor 100 zur Kommutierung einen Kommutator 185 mit einem vorgegebenen Kommutatordurchmesser auf und kann derart steuer- bzw. regelbar sein, dass sowohl ein Reversierbetrieb, als auch Vorgaben hinsichtlich einer gewünschten Drehgeschwindigkeit realisierbar sind. Die Funktionsweise und der Aufbau eines geeigneten Kommutatormotors sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, sodass hier zwecks Knappheit der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung verzichtet wird.According to one embodiment, the commutator motor 100 for commutation a commutator 185 with a predetermined commutator diameter and can be controlled or regulated so that both a Reversierbetrieb, as well as specifications with respect to a desired rotational speed can be realized. The mode of operation and the construction of a suitable commutator motor are sufficiently known from the prior art, so that a detailed description of the description is omitted here for the sake of brevity.

Illustrativ umfasst der Kommutator 185 einen Kollektor 183, der an einer zugeordneten Kollektorlauffläche 189 mit zwei oder mehr Bürsten 187, 197 einen Schleifkontakt herstellt, so dass dem Motor 100 im Betrieb über die Bürsten 187, 197 und den Kollektor 183 ein geeigneter Motorstrom zugeführt werden kann. Zur Zuführung dieses Motorstroms zum Motor 100 sind die Bürsten 187, 197 mit einer zugeordneten Gleichspannungsversorgungsquelle elektrisch leitend verbindbar, die hier zur Vereinfachung der Zeichnung lediglich schematisch durch ihren Pluspol 108 und ihren Minuspol 106 angedeutet ist.Illustratively includes the commutator 185 a collector 183 attached to an associated collector tread 189 with two or more brushes 187 . 197 makes a sliding contact, allowing the motor 100 in operation over the brushes 187 . 197 and the collector 183 a suitable motor current can be supplied. To supply this motor current to the motor 100 are the brushes 187 . 197 electrically conductively connectable with an associated DC power source, which simplifies the Drawing only schematically through its positive pole 108 and its negative pole 106 is indicated.

Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Beschreibung einer Gleichspannungsversorgungsquelle lediglich beispielhaften Charakter hat und nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen ist. Vielmehr kann auch eine Wechselspannungsversorgungsquelle Anwendung finden, wobei die von dieser abgegebene Wechselspannung z. B. durch geeignete Transformationselemente, insbesondere einen Gleichrichter, in eine geeignete Gleichspannung umgewandelt wird.It should be understood, however, that the description of a DC power source is merely exemplary in nature and should not be considered as limiting the invention. Rather, can also find an AC power source application, wherein the output of this AC voltage z. B. is converted by suitable transformation elements, in particular a rectifier, in a suitable DC voltage.

Die Bürsten 187, 197 sind in einem zugeordneten Bürstenhalter 140 angeordnet, der z. B. nach Art eines einstückigen Spritzgussteils ausgebildet ist, wobei gemäß einer Ausführungsform zumindest eine der Bürsten 187, 197 zumindest teilweise mit einer ionischen Flüssigkeit (204 in 2) imprägniert ist. Bevorzugt weisen die Bürsten 187, 197 jeweils eine Bürstenbreite auf, die z. B. im Bereich von 1,8 mm bis 3,0 mm liegt. Mindestens eine der Bürsten 187, 197 kann ein kohlehaltiges Material aufweisen und ist vorzugsweise nach Art einer Kohlebürste ausgebildet.The brushes 187 . 197 are in an associated brush holder 140 arranged, the z. B. is designed in the manner of a one-piece injection-molded part, wherein according to one embodiment, at least one of the brushes 187 . 197 at least partially with an ionic liquid ( 204 in 2 ) is impregnated. Preferably, the brushes 187 . 197 in each case a brush width, the z. B. is in the range of 1.8 mm to 3.0 mm. At least one of the brushes 187 . 197 may comprise a carbonaceous material and is preferably formed in the manner of a carbon brush.

Der Kollektor 183 ist in einer in Richtung von Pfeilen 150 gesehenen, vergrößerten Draufsicht 160 verdeutlicht und weist illustrativ eine Vielzahl von ringförmig angeordneten Lamellen 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178, 179 auf, deren Außenumfang die Kollektorlauffläche 189 ausbilden. Die Anzahl der Lamellen 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178, 179 ist z. B. gleich einem ganzzahligen Vielfachen von vier. Die Lamellen 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178, 179 sind illustrativ an einem den Rotorkomponenten 182 zugeordneten Befestigungselement 190 befestigt. Dieses Befestigungselement 190 ist z. B. eine Rotorwelle 190, die mit dem Rotorkern 188 verbunden oder an diesen angeformt ist.The collector 183 is in a direction of arrows 150 seen, enlarged top view 160 illustrates and illustratively has a plurality of annularly arranged blades 168 . 169 . 170 . 171 . 172 . 173 . 174 . 175 . 176 . 177 . 178 . 179 on whose outer circumference the collector tread 189 form. The number of slats 168 . 169 . 170 . 171 . 172 . 173 . 174 . 175 . 176 . 177 . 178 . 179 is z. B. equal to an integer multiple of four. The slats 168 . 169 . 170 . 171 . 172 . 173 . 174 . 175 . 176 . 177 . 178 . 179 are illustrative on one of the rotor components 182 associated fastener 190 attached. This fastener 190 is z. B. a rotor shaft 190 that with the rotor core 188 connected or molded to this.

Der Rotorkern 188 weist beispielhaft eine Vielzahl von Polsegmenten auf, zwischen denen zugeordnete Nuten bzw. Schlitze zur Aufnahme der Motorwicklung 199 ausgebildet sind. Illustrativ weist der Rotorkern 188 zwölf Polsegmente 128, 129, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139 auf, die jeweils einen Zahnabschnitt und einen zugeordneten Jochabschnitt haben. Z. B. hat das Polsegment 130 einen Zahnabschnitt 192 und einen Jochabschnitt 194. Der Rotorkern 188 ist somit zwölfnutig ausgebildet und darüber hinaus gemäß einer Ausführungsform vierpolig ausgestaltet. Die Motorwicklung 199 ist zur Vereinfachung der Zeichnung lediglich an dem Polsegment 139 gezeigt; dem Fachmann ist jedoch hinreichend bekannt, wie die Motorwicklung 199 vollständig am Rotorkern 188 angeordnet werden kann.The rotor core 188 has, for example, a plurality of pole segments, between which associated grooves or slots for receiving the motor winding 199 are formed. Illustratively, the rotor core 188 twelve pole segments 128 . 129 . 130 . 131 . 132 . 133 . 134 . 135 . 136 . 137 . 138 . 139 on, each having a tooth portion and an associated yoke portion. For example, the pole segment has 130 a tooth section 192 and a yoke section 194 , The rotor core 188 is thus twelve grooved and beyond configured four-pole according to one embodiment. The motor winding 199 is to simplify the drawing only on the pole segment 139 shown; However, the person skilled in the art is well known, such as the motor winding 199 completely on the rotor core 188 can be arranged.

Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass der vierpolige Kommutatormotor 100 hier lediglich exemplarisch mit zwölf Nuten aufgebaut ist und nicht zur Einschränkung der Erfindung. Vielmehr kann der vierpolige Kommutatormotor 100 wie oben beschrieben eine Anzahl von Lamellen und somit eine Anzahl von Nuten aufweisen, die gleich einem ganzzahligen Vielfachen von vier ist, so dass die vorliegende Erfindung z. B. auch bei sechzehnnutigen oder achtnutigen, vierpoligen Kommutatormotoren Anwendung finden kann.It should be noted, however, that the four-pole commutator motor 100 here only by way of example with twelve grooves is constructed and not to limit the invention. Rather, the four-pole commutator motor 100 as described above, have a number of fins and thus a number of grooves equal to an integer multiple of four, so that the present invention, for. B. can also be used in sechzehnnutigen or achtnutigen, four-pole commutator motors.

Im Betrieb des Kommutatormotors 100 wird der Motorwicklung 199 von der Gleichspannungsversorgungsquelle 106, 108 über den Kommutator 185, d. h. über die Bürsten 187, 197 und den Kollektor 183 eine Gleichspannung zugeführt, um die Rotorwelle 190 und somit die Motorwelle 184 in Drehung zu versetzen. Hierdurch wird der Kollektor 183 relativ zu den Bürsten 187, 197 verdreht, sodass durch entsprechende, an den Bürsten 187, 197 auftretende Lamellenwechsel Kommutierungen des Kommutators 185 bewirkt werden. Unter einem derartigen Lamellenwechsel wird im Kontext der vorliegenden Erfindung verstanden, dass z. B. bei einer Drehung der Rotorwelle 190 im Uhrzeigersinn zunächst die Lamelle 174 an der Bürste 197 anliegt, dann die Lamelle 173, dann die Lamelle 172 usw. Die sich somit drehende Motorwelle 184 treibt das im Getriebegehäuse 120 untergebrachte Getriebe 110 an, wodurch z.B. ein Fensterheber oder eine andere anzutreibende Komponente mit hohem Drehmoment in Bewegung versetzt wird.During operation of the commutator motor 100 becomes the motor winding 199 from the DC power source 106 . 108 over the commutator 185 ie over the brushes 187 . 197 and the collector 183 supplied with a DC voltage to the rotor shaft 190 and thus the motor shaft 184 to turn. This will be the collector 183 relative to the brushes 187 . 197 twisted, so through, on the brushes 187 . 197 occurring lamellae commutations of the commutator 185 be effected. Under such a lamellae change in the context of the present invention is understood that z. B. upon rotation of the rotor shaft 190 clockwise, first, the lamella 174 on the brush 197 is applied, then the lamella 173 , then the slat 172 etc. The thus rotating motor shaft 184 does that in the gearbox 120 housed gearbox 110 which, for example, causes a window lifter or other high-torque component to be driven to move.

2 illustriert ein beispielhaftes Verfahren zur Imprägnierung zumindest einer der Bürsten 187, 197 des Kommutatormotors 100 von 1 mit einer ionischen Flüssigkeit 204, wobei die Imprägnierung gemäß einer Ausführungsform in einem Tauchbad 200 erfolgt. Dieses umfasst illustrativ einen Behälter 202, der mit der ionischen Flüssigkeit 204 befüllt ist. 2 illustrates an exemplary method for impregnating at least one of the brushes 187 . 197 of the commutator motor 100 from 1 with an ionic liquid 204 wherein the impregnation according to an embodiment in a dip 200 he follows. This illustratively includes a container 202 that with the ionic liquid 204 is filled.

Die ionische Flüssigkeit 204 ist bevorzugt halogenfrei und besteht z.B. aus Kationen, wie z. B. Imidazolium, Pyridinium, Pyrrolidinium, und Anionen, wie z. B. Triflate. Lediglich ein Kation 206 sowie ein Anion 208 tragen stellvertretend für alle übrigen ein Bezugszeichen.The ionic liquid 204 is preferably halogen-free and consists for example of cations, such as. As imidazolium, pyridinium, pyrrolidinium, and anions, such as. B. triflates. Only one cation 206 as well as an anion 208 carry a representative number for all others.

Andere Zusammensetzungen der ionischen Flüssigkeit 204 sind gleichfalls möglich. Optional kann die ionische Flüssigkeit 204 frei von Wasser sein und liegt bevorzugt unterhalb von 20 °C in flüssiger Phase vor, um den Kommutatormotor problemlos unter normalen atmosphärischen Bedingungen betreiben zu können. Hierbei kann durch die Wasserfreiheit eine mögliche Korrosion der Bürsten 187, 197 bzw. der Lamellen 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178, 179 wirksam verhindert werden.Other compositions of the ionic liquid 204 are also possible. Optionally, the ionic liquid 204 be free of water and is preferably below 20 ° C in the liquid phase in order to operate the commutator motor easily under normal atmospheric conditions. This can be due to the absence of water a possible corrosion of the brushes 187 . 197 or the slats 168 . 169 . 170 . 171 . 172 . 173 . 174 . 175 . 176 . 177 . 178 . 179 effectively prevented.

Die Bürste 187 ist hier exemplarisch nach Art einer Kohlebürste mit einem illustrativ quaderförmigen, bevorzugt mikroporösen Presskörper 210 aus Natur-, Elektro- oder Metallgraphit ausgebildet, der zumindest zeitweise mit einem Halter 212 zum Eintauchen in die ionische Flüssigkeit 204 verbindbar ist. Um die Bürste 187 nunmehr mit der ionischen Flüssigkeit 204 zu imprägnieren, wird die Bürste 187 mit Hilfe des Halters 212 in Richtung eines Pfeils 214 zumindest bereichsweise und bevorzugt vollständig in die ionische Flüssigkeit 204 eingetaucht. Eine entsprechende Verweilzeit der Bürste 187 im Tauchbad 200 kann hierbei unter anderem von der Art und der Zusammensetzung der ionischen Flüssigkeit 204 sowie der Temperatur des Tauchbades 200 abhängen. Gegebenenfalls kann das Eintauchen ein- oder mehrmal wiederholt werden, um eine entsprechende Intensität bzw. Schichtdicke der Imprägnierung der Bürste 187 mit der ionischen Flüssigkeit 204 zu intensivieren. Hierbei können jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tauchvorgängen erforderlichenfalls Trocknungsgänge vorgesehen sein.The brush 187 Here is an example of a carbon brush with a illustrative cuboid, preferably microporous compact 210 made of natural, electrical or metal graphite, at least temporarily with a holder 212 for immersion in the ionic liquid 204 is connectable. To the brush 187 now with the ionic liquid 204 To impregnate, the brush becomes 187 with the help of the owner 212 in the direction of an arrow 214 at least in some areas and preferably completely in the ionic liquid 204 immersed. An appropriate residence time of the brush 187 in the dipping bath 200 This may include, but is not limited to, the nature and composition of the ionic liquid 204 as well as the temperature of the dip 200 depend. Optionally, the immersion can be repeated one or more times to a corresponding intensity or layer thickness of the impregnation of the brush 187 with the ionic liquid 204 to intensify. In this case, if necessary, drying cycles can be provided between two successive dipping operations.

Alternativ zum Tauchbad 200 oder zusätzlich hierzu kann die ionische Flüssigkeit 204 auch auf die Bürste 187 aufgesprüht, aufgetupft und/oder aufgestrichen werden. Das Auftupfen sowie das Aufstreichen der ionischen Flüssigkeit 204 kann z. B. mit Hilfe eines Schwamms, eines Pinsels oder eines Vlieses erfolgen, wodurch ein gute Haftung erzielt wird. Durch die Anwendung von Druck, d. h. Über- oder Unterdruck, bzw. Vakuum kann die Eindringtiefe der ionischen Flüssigkeit 204 in den mikroporösen Presskörper 210 der Bürste 187 erhöht werden, wodurch die Imprägnierung insbesondere unempfindlicher gegenüber mechanischem Abrieb wird.Alternatively to the dipping bath 200 or additionally, the ionic liquid 204 also on the brush 187 sprayed on, spotted and / or painted on. Dabbing and painting the ionic liquid 204 can z. B. by means of a sponge, a brush or a fleece, whereby a good adhesion is achieved. Through the application of pressure, ie positive or negative pressure, or vacuum, the penetration depth of the ionic liquid 204 into the microporous compact 210 the brush 187 be increased, whereby the impregnation is particularly insensitive to mechanical abrasion.

Mindestens zwei der insgesamt vier exemplarisch beschriebenen Verfahrensvarianten zum Imprägnieren der Bürsten mit dem ionischen Fluid 204 – namentlich das Tauchen, das Besprühen, das Bestreichen sowie das Betupfen – können erforderlichenfalls in beliebiger Reihenfolge kombiniert angewendet werden.At least two of the four process variants described by way of example for impregnating the brushes with the ionic fluid 204 - Diving, spraying, brushing and dabbing, for example - can be combined in any order if required.

Claims

Commutator motor ( 100 ) with a commutator ( 185 ), one on a collector tread ( 189 ) in sliding contact with at least two associated brushes ( 187 . 197 ) standing collector ( 183 ), which is electrically conductive with a motor winding ( 199 ), wherein the motor winding ( 199 ) over the at least two brushes ( 187 . 197 ) and the collector ( 183 ) with a DC power source ( 106 . 108 ), characterized in that at least one of the brushes ( 187 . 197 ) at least partially with an ionic liquid ( 204 ) is impregnated.

Commutator motor according to claim 1, characterized in that at least one brush ( 187 . 197 ) is formed in the manner of a carbon brush.

Commutator motor according to claim 1 or 2, characterized in that the ionic liquid ( 204 ) at temperatures below room temperature, in particular below 20 ° C, is liquid.

Commutator motor according to one of the preceding claims, characterized in that the ionic liquid ( 204 ) is halogen-free.

Commutator motor according to one of the preceding claims, characterized in that the ionic liquid ( 204 ) Cations ( 206 ), in particular imidazolium, pyridinium, pyrrolidinium, and anions ( 208 ), in particular tetrafluoroborates, trifluoroacetates, triflates.

Commutator motor according to one of the preceding claims, characterized in that the ionic liquid ( 204 ) is anhydrous.

Process for impregnating a brush ( 187 . 197 ) for use in a commutator motor ( 100 ), characterized in that the brush ( 187 . 197 ) with an ionic liquid ( 204 ) is impregnated.

Method according to claim 7, characterized in that the brush ( 187 . 197 ) at least partially by spraying with the ionic liquid ( 204 ) is impregnated.

Method according to claim 7 or 8, characterized in that the brush ( 187 . 197 ) at least in some areas by dabbing with the ionic liquid ( 204 ) is impregnated.

Method according to one of claims 7 to 9, characterized in that the brush ( 187 . 197 ) at least partially by coating with the ionic liquid ( 204 ) is impregnated.

Method according to one of claims 7 to 10, characterized in that the brush ( 187 . 197 ) by immersion in the ionic liquid ( 204 ) is impregnated.

Method according to one of claims 7 to 11, characterized in that the impregnation of the brush ( 187 . 197 ) under vacuum.

Method according to one of claims 7 to 12, characterized in that the impregnation of the brush ( 187 . 197 ) under pressure.