DE102019122348A1

DE102019122348A1 - Dreischichtbürste für einen gleichstromerregten bürstenbehafteten Motor mit asymmetrischer Teilung

Info

Publication number: DE102019122348A1
Application number: DE102019122348.2A
Authority: DE
Inventors: Niklas Hermann
Original assignee: Nidec Motors and Actuators Germany GmbH
Current assignee: Nidec Motors and Actuators Germany GmbH
Priority date: 2019-08-20
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2021-02-25
Anticipated expiration: 2039-08-21
Also published as: DE102019122348B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bürste für einen gleichstromerregten bürstenbehafteten Motor mit asymmetrischer Teilung, wobei die Bürste (9) aus drei miteinander verpressten Schichten (11,12,13) besteht, die in Umfangsrichtung zur Drehrichtung (100) des Motors (1) aneinander liegen, wobei eine der Schichten eine Schicht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit (12) aufweisend einen ersten spezifischen elektrischen Widerstand und die anderen beiden Schichten Schichten mit geringer elektrischer Leitfähigkeit (11,13) aufweisend einen zweiten spezifischen elektrischen Widerstand sind, und die Schicht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit (12) in Umfangsrichtung mittig zwischen den Schichten mit niedriger elektrischer Leitfähigkeit (11,13) angeordnet ist und das Verhältnis der spezifischen elektrischen Widerstände der Schicht mit der hohen elektrischen Leitfähigkeit (12) zu den Schichten mit der niedrigen elektrischen Leitfähigkeit (11,13) zwischen 0,015 und 0,100 liegt, so dass die Schicht mit der hohen elektrischen Leitfähigkeit (12) die effektive Breite für die Kommutierung definiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bürste für einen gleichstromerregten bürstenbehafteten Motor mit asymmetrischer Teilung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, sowie einen gleichstromerregten bürstenbehafteten Motor mit asymmetrischer Teilung, der wenigstens zwei solcher Bürsten aufweist und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Bürste.
Bei Kommutatormotoren wird der Strom von der Stromversorgung bzw. der Steuereinrichtung über Bürsten zugeführt, die an dem in mehrere Lamellen unterteilten, zur Stromwendung dienenden Kommutator anliegen. Die Lamellen sind am Umfang des Kommutators gegeneinander isoliert und werden bei Drehung des aus den Ankerwicklungen, Motorwelle und Kommutator gebildeten Rotors entsprechend aufeinander folgend über die Bürsten bestromt. Hierbei gelangt jede Bürste von einer Lamelle aus nachfolgend auf den isolierten Zwischenbereich bzw. die Nut zwischen zwei Lamellen, wobei sie die beiden benachbarten Lamellen gleichzeitig kontaktiert und kurzschließt bzw. überbrückt, was zu einer Änderung im Stromsignal führt. Die Nutfrequenz ist durch die Anzahl an Lamellen und Schaltzuständen definiert.
Das Kommutierungsverhältnis eines gleichstromerregten bürstenbehafteten Motors gibt das Teilungsverhältnis der Spulenzustände bzw. der Kommutation an. Das Kommutierungsverhältnis wird durch die Breite der Bürste in Umfangsrichtung des Leiters, der Breite der Lamelle und der Breite des Kommutatorschlitzes bestimmt. Durch Anpassung dieser Werte zueinander kann ein Teilungsverhältnis eingestellt werden, welches regelt, wie viele Kommutatorlamellen gleichzeitig bestromt werden und wie lange der einzelne Spulenzustand andauert. Das Kommutierungsverhältnis beeinflusst somit auch die Nutfrequenz.
Es ist bekannt vierpolige DC Motoren mit zwei Bürsten, einem Lagewinkel von 90° und asymmetrischer Teilung einzusetzen. Unter asymmetrischer Teilung wird verstanden, dass die Kohlebürsten niemals zeitgleich dieselbe Lamellenüberdeckung haben, d. h. das Verhältnis von Bürstenwinkel zu Lamellenwinkel ist nicht ganzzahlig. Bei zwei Bürsten gibt es dann beispielsweise den Spulenzustand bei dem eine erste Bürste eine einzige Lamelle überdeckt, während eine zweite Bürste zwei Lamellen kommutiert, d. h. die beiden Bürsten liegen zeitgleich auf unterschiedlich vielen Lamellen auf. Hierbei können während der Ankerrotation sowohl eine gerade als auch eine ungerade Anzahl an kommutierten Lamellen auftreten.
Ein solcher bürstenbehafteter DC Motor muss während der Rotation mindestens zwei Spulenzustände durchlaufen, wobei der Standardzustand Mittel immer generiert wird. Weiterhin gibt es einen starken und einen schwachen Spulenzustand. In dem starken Spulenzustand werden vier Lamellen durch die zwei Bürsten kommutiert und entsprechend vier Spulen kurzgeschlossen. Der schwache Spulenzustand tritt als Übergangszustand bei einer Rotation auf, wenn die Bürste eine schmale Anlauffläche gegenüber der Lamellenbreite besitzt. In diesem Zustand werden nur zwei Lamellen kommutiert und somit vier Spulen gleichmäßig bestromt.
Für eine Optimierung der Nutfrequenz im Hinblick auf eine Reduzierung von Geräuschen muss sich der Motor möglichst lange im Spulenzustand schwach befinden und darf niemals den starken Spulenzustand einnehmen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bürste für einen gleichstromerregten bürstenbehafteten Motor mit asymmetrischer Teilung anzugeben, die eine Geräuschreduzierung bewirkt, ohne die Leistung des Motors zu beeinträchtigen.
Diese Aufgabe wird von einer Bürste für einen gleichstromerregten bürstenbehafteten Motor mit asymmetrischer Teilung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie von einem gleichstromerregten bürstenbehafteten Motor mit asymmetrischer Teilung, der wenigstens zwei solcher Bürsten aufweist und von einem Verfahren zur Herstellung einer solchen Bürste gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.
Demnach ist eine Bürste für einen gleichstromerregten bürstenbehafteten Motor mit asymmetrischer Teilung vorgesehen, die aus drei miteinander verpressten Schichten besteht, die in Umfangsrichtung zur Drehrichtung des Motors aneinander liegen, wobei eine der Schichten eine Schicht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit aufweisend einen ersten spezifischen elektrischen Widerstand und die anderen beiden Schichten Schichten mit geringer elektrischer Leitfähigkeit aufweisend einen zweiten spezifischen elektrischen Widerstand sind, und die Schicht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit in Umfangsrichtung mittig zwischen den Schichten mit niedriger elektrischer Leitfähigkeit angeordnet ist und das Verhältnis der spezifischen elektrischen Widerstände der Schicht mit der hohen elektrischen Leitfähigkeit zu den Schichten mit der niedrigen elektrischen Leitfähigkeit zwischen 0,015 und 0,100 liegt, so dass die elektrisch leitende Schicht die effektive Breite für die Kommutierung definiert.
Die Bürste kann somit breiter als die stromführende Schicht ausgeformt werden. Die Bürste kann somit alle Vorteile einer breiten Bürste aufweisen. Zudem kann über die Breite der stromführenden Schicht das Teilungsverhältnis gewählt werden.
Vorzugsweise erstrecken sich die Schichten über die gesamte Hohe der Bürste.
Die Schichten mit niedriger elektrischer Leitfähigkeit sind bevorzugt aus Graphit hergestellt. Vorzugsweise ist die Schicht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit aus Graphit mit einem Anteil an Kupfer gebildet.
Das Verhältnis der spezifischen elektrischen Widerstände liegt vorzugsweise zwischen 0,022 und 0,092.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Breite der Schicht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit in Umfangsrichtung zwischen 1mm und 4mm.
Vorzugsweise weisen die beiden Schichten mit niedriger elektrischer Leitfähigkeit die gleiche Breite in Umfangsrichtung auf.
Weiterhin ist ein gleichstromerregter bürstenbehafteter Motor mit asymmetrischer Teilung vorgesehen, wobei der Motor Ankerwicklungen zur Ausbildung von Spulen, einen Kommutator mit in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordneten Lamellen, wenigstens ein Bürstenpaar zur Stromversorgung der Spulen, aufweisend zwei an den Lamellen anliegende zuvor beschriebene Bürsten, eine Motorwelle, eine Anzahl n von Permanentmagneten im Stator zur Ausbildung eines Magnetfeldes wobei n gerade, größer gleich 2 und ein Vielfaches von 2 ist, aufweist, wobei die Spulen und der Kommutator auf der Motorwelle als drehbarer Rotor angebracht sind, wobei der Motor dazu ausgelegt ist, ausschließlich zwei Spulenzustände anzunehmen, wobei ein erster Spulenzustand vorliegt, wenn eine Schicht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit einer der zwei Bürsten des wenigstens einen Bürstenpaares zwei benachbarte Lamellen kurzschließt und die Schicht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit der anderen Bürsten des wenigstens einen Bürstenpaares an einer einzelnen Lamelle anliegt und ein zweiter Spulenzustand vorliegt, wenn die Schicht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit der beiden Bürsten des wenigstens einen Bürstenpaares jeweils an einer einzelnen Lamelle anliegen, und wobei das Teilungsverhältnis dieser beiden Spulenzustände wenigstens 9:1 ist.
Zudem ist ein Verfahren zur Herstellung einer zuvor genannten Bürste vorgesehen, wobei in einem ersten Schritt ein erstes Material in ein Werkzeug eingebracht wird um eine erste Schicht mit niedriger elektrischer Leitfähigkeit durch Verpressen des Materials auszubilden, in einem zweiten Schritt ein zweites Material in das Werkzeug eingebracht wird um eine Schicht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit durch Verpressen des Materials auszubilden und in einem dritten Schritt das erste Material in das Werkzeug eingebracht wird um eine zweite Schicht mit niedriger elektrischer Leitfähigkeit durch Verpressen des Materials auszubilden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Gleichartige oder gleichwirkende Bauteile werden in den Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen:

1: eine schematische Darstellung eines gleichstromerregten bürstenbehafteten Motors mit asymmetrischer Teilung,
2: eine Draufsicht auf eine Bürste,
3: eine Seitenansicht der in 1 dargestellten Bürste,
4: eine schematische Darstellung eines gleichstromerregten bürstenbehafteten Motors, sowie
5: eine schematische Darstellung der Geometrie des Motors zur Beschreibung eines Kommutierungsverhältnisses.

In 1 ist ein Elektromotor 1 mit einem Stator 2 und einem Rotor 3 dargestellt, wobei der Rotor 3 eine Motorwelle 4, Ankerwicklungen zur Ausbildung von Spulen 5 und einen Kommutator 6 aufweist und um eine Rotationsachse 100 rotiert. Der Stator 2 umfasst zwei Polpaare und einen nicht dargestellten Poltopf, die vier permanent erregte Statorpole 7 bilden. Es liegt ein Innenläufermotor vor. An dem Kommutator 6 des vierpoligen Motors 1 sind zehn Lamellen 8 gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet. An den Lamellen 8 liegen unter einem Lagewinkel α von 90° zur Rotationsachse angeordnet zwei Bürsten 9 an. Die beiden Bürsten 9 bilden ein Bürstenpaar. An die beiden Bürsten 9 wird von einer nicht dargestellten Steuereinrichtung eine Gleichspannung, z. B. als PWM-Signal angelegt, so dass sich ein Strom I einstellt. Das Lamelle-Bürsten-System dient somit in bekannter Weise als mechanische Kommutierung des Kommutatormotors 1. Die Lamellen 8 sind gleichmäßig über den Umfang des Kommutators 6 verteilt angeordnet, wobei die Bürsten 9 bei der Drehbewegung des Rotors auf ihnen gleiten. Somit gelangt jede Bürste 9 periodisch auf eine Nut 8a bzw. isolierten Zwischenraum zwischen zwei Lamellen 8. Die Bürsten 9 sind mit einer Lauffläche 10 ausgebildet, die größer als eine Nut 8a ist, so dass die Bürsten 9 benachbarte Lamellen 8 kurzzeitig kurzschließen können. Der Übergang der Bürsten 9 zwischen benachbarten Lamellen 8 führt zur Ausbildung von Stromrippeln aufweisend eine Nutfrequenz. Der Motor 1 weist eine asymmetrische Teilung auf. In dem in 1 gezeigten Kommutierungszustand überdeckt die erste Bürste 9 eine einzige Lamelle 8 während gleichzeitig die zweite Bürste 9 zwei Lamellen 8 kurzschließt. Dies stellt einen sogenannten mittleren Spulenzustand dar; zwei Spulen 5 sind kurzgeschlossen und die restlichen Spulen 5 sind gleichmäßig bestromt, wobei das Stromniveau für jede dieser Spulen 5 1 ist.
Solche gleichstromerregten bürstenbehafteten Motoren mit asymmetrischer Teilung haben unabhängig von der Anzahl der Nuten insgesamt drei unterschiedliche Spulenzustände: schwach, mittel und stark. Dies lässt sich anhand des Gesamtwiderstandes am Anker sowie des daraus resultierenden Stromrippels erkennen. Entsprechend des aktuellen Zustandes, in dem sich der Motor befindet, werden die vorhandenen Spulen 5 unterschiedlich stark bestromt. Dies sorgt für unterschiedlich starke Magnetkräfte, wodurch wiederum unterschiedlich starke Abstoßungen zwischen Anker und Permanentmagnet/Stator entstehen. Diese Abstoßungen erzeugen Vibrationsgeräusche, die die Nutfrequenz, sowie deren Vielfache beeinflussen.
In dem starken Spulenzustand werden vier Lamellen 8 kommutiert und entsprechend vier Spulen 5 kurzgeschlossen. Vier weitere Spulen 5 werden gleichmäßig mit einem Stromniveau von 1 bestromt und die übrigen zwei Spulen 5 werden stärker bestromt mit einem Stromniveau von 2. Die stärker bestromten Spulen 5 erzeugen einen hohen Stromrippel.
Der schwache Spulenzustand tritt als Übergangszustand bei einer Rotation auf, wenn die Bürste eine schmale Anlauffläche gegenüber der Lamellenbreite besitzt. In diesem Zustand werden nur zwei Lamellen 8 kommutiert und somit vier Spulen 5 gleichmäßig bestromt mit einem Stromniveau von 1. Sechs weitere Spulen 5 werden schwächer bestromt mit jeweils einem Stromniveau von 2/3.
Allgemein gilt, dass die schwächer bestromten Spulen 5 einen niedrigeren Stromrippel erzeugen. Da der Stromrippel des starken Spulenzustandes doppelt so hoch ist wie der des mittleren Spulenzustands, ist dieser zu vermeiden, um eine Geräuschreduzierung zu erzielen. Der Stromrippel des schwachen Zustandes ist 1/3 schwächer als der des mittleren Zustands.
Ein bürstenbehafteter DC Motor muss während der Rotation mindestens zwei Spulenzustände durchlaufen, wobei der Standardzustand Mittel immer generiert wird. Die Spulenzustände schwach und stark können durch geometrische Anpassung der Lamellenbreite, der Schlitzbreite und der Bürstenbreite gewählt werden. Für eine Optimierung der Nutfrequenz im Hinblick auf eine Reduzierung von Geräuschen muss sich der Motor möglichst lange im Spulenzustand schwach befinden und darf niemals den starken Spulenzustand einnehmen.
Unabhängig vom aktuellen Spulenzustand, bleibt die Gesamtenergie im Anker gleich. Daher kann ein DC Motor ein gewünschtes Moment erzeugen und trotzdem das Vibrationsgeräusch der Nutfrequenz reduziert werden.
Die 2 und 3 zeigen eine der Bürsten 9 im Detail.
Die Bürste 9 ist aus drei Schichten 11,12,13 gebildet, die in Umfangsrichtung zur Rotationsachse 100 des Rotors nacheinander angeordnet sind und in der Abfolge aneinander grenzen. Es sind eine Schicht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit 12 und zwei Schichten mit niedriger elektrischer Leitfähigkeit 11,13 vorgesehen. Die Schicht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit 12 liegt in Umfangsrichtung zwischen den Schichten mit niedriger elektrischer Leitfähigkeit 11,13. Die Dreischichtbürste 9 wird durch dreifaches Verpressen des Materials in einem Werkzeug hergestellt. Die Schichten 11,12,13 sind somit fest miteinander verbunden. Die Schichten mit niedriger elektrischer Leitfähigkeit 11,13 sind bevorzugt aus reinem Kohlenstoff bzw. Graphit gebildet und somit insbesondere aus dem gleichen Material gefertigt. Die Schicht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit 12 weist dagegen Kohlenstoff mit einem Anteil an Kupfer auf. Der Anteil liegt bevorzugt zwischen 45% und 65%, insbesondere bei etwa 55%. Die Schichten 11,12,13 weisen daher etwa die gleichen Abriebeigenschaften auf. Das Verhältnis der spezifischen elektrischen Widerstände der stromführenden Schicht 12 zu den außen liegenden Schichten 11,13 liegt bevorzugt zwischen 0,015 und 0,100, insbesondere zwischen 0,022 und 0,092.
Die Bürste 9 weist eine Gesamtbreite z in Umfangsrichtung zur Rotationsachse des Rotors an der Lauffläche auf, die einem Bürstenwinkel $δ (δ \frac{360 °}{π} * {sin}^{- 1} \frac{Z}{D_{a}})$
entspricht, wobei D_a der Durchmesser des Kommutators im Bereich der Laufflächen ist. Die Breite Z_strom der stromführenden Schicht mit der hohen elektrischen Leitfähigkeit 12 ist größer als die Breite des Schlitzes zwischen zwei benachbarten Lamellen.
Der Bürstenwinkel der stromführenden Schicht 12 wird dabei mit δ_strom $(δ_{s t o r m} = \frac{360 °}{π} * {sin}^{- 1} \frac{Z_{s t o r m}}{D_{a}})$
bezeichnet.
Die Bürste 9 verfügt somit über eine große Auflagefläche über die Gesamtbreite, wodurch sie weder kippen kann, noch Probleme beim Vorliegen von Toleranzen erzeugt. Zudem kann sie sauber in einem Kohleköcher geführt werden, da eine gewisse Gesamtbreite nicht unterschritten wird.
Das Kommutierungsverhältnis bzw. die Nutfrequenz kann über die Breite Z_strom der stromführenden Schicht eingestellt werden und kann somit unabhängig von der Gesamtbreite der Bürste gewählt werden.
Durch das Verpressen der Schichten 11,12,13 bilden sich Übergangsbereiche zwischen der stromleitenden Schicht 12 und den elektrisch isolierenden Schichten 11,13 aus. Diese Übergangsbereiche bewirken, dass der Strom an der jeweiligen Motorspule zeitlich länger hoch-und runtergefahren wird, wodurch sich zusätzlich die Rippel an den Motorspulen reduzieren, was zu einem geringeren Körperschall des Motors führt.
Die stromleitende Schicht 12 steht mit einer Anschlusslitze 14 zum Zuführen elektrischer Energie in Kontakt. Die Anschlusslitze 14 erstreckt sich parallel zur Rotationsachse 100. Sie kann aus einer Oberseite der elektrisch leitenden Schicht 12 oder einer Längsseite der Bürste, aus einer der elektrisch isolierenden Schichten 11 austreten.
In den 4 und 5 sind schematische Darstellungen eines gleichstromerregten bürstenbehafteten Motors zur Definition eines Teilungsverhältnisses der Spulenzustände bzw. der Kommutation gezeigt, auch Kommutierungsverhältnis genannt. Der Kommutator 6 weist einen Durchmesser im Bereich der Laufflächen (Kommutatoraußendurchmesser) D_a auf. Der Motor 1 weist eine Lamellenbreite x in Umfangsrichtung zur Rotationsachse des Rotors an der Lauffläche auf, die einem Lamellenwinkel β $(β = \frac{b}{π} * \frac{360 °}{D_{a}})$
entspricht. Zwischen jeweils zwei Lamellen ist eine Schlitzbreite y vorgesehen, die einem Schlitzwinkel $γ (γ = \frac{360 °}{π} * {sin}^{- 1} \frac{y}{D_{a}})$
entspricht. Die Bürsten weisen eine Gesamtbreite z und eine Breite der stromführenden Schicht Z_strom auf. Zwei Bürsten schließen einen Lagewinkel α entlang des Umfangs zur Rotationsachse ein.
Die Komponenten des Motors werden nun erfindungsgemäß so dimensioniert, dass der starke Spulenzustand nie erreicht wird.
Das Teilungsverhältnis T der Spulenzustände mittel zu schwach ergibt sich bei asymmetrischer Kommutierung und zwei Bürsten mit α= 90° aus folgenden Zusammenhängen: $T \frac{T_{3}}{1 - T_{3}},$
wobei T₃ das Überdeckungsverhältnis für die Überdeckung mit drei Lamellen ist und durch $T_{3} \frac{360 ° - 20 * (a - b)}{360 °}$
gegeben ist, wobei $a = \frac{β}{2} + γ - \frac{δ_{s t o r m}}{2},$
$b = \frac{δ_{s t o r m}}{2} - \frac{γ}{2}$
ist. Dabei gilt b<a, so dass ausschließlich zwei oder drei Lamellen von den Bürsten überdeckt sind. Eine Überdeckung von vier Lamellen ist dabei ausgeschlossen.
Bevorzugt ist das Teilungsverhältnis T der Spulenzustände mittel zu schwach mindestens 9:1 ist, d. h. 90% der Ankerdrehung befindet sich der Motor im mittleren Zustand, 10% der Ankerdrehung befindet er sich im schwachen Zustand. Das Teilungsverhältnis 9:1 bezieht sich somit indirekt auf die Zeit, in der ein Zustand im Verhältnis zum anderen in Nutzung ist.
Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn mehrere Spulenzustände schwach sind und der Anteil der schwachen Spulenzustände wächst.
Der Motor ist bevorzugt so dimensioniert, dass x in einem Bereich zwischen 2,5mm und 10mm, y in einem Bereich zwischen 0,2mm und 0,8mm und Z_strom in einem Bereich zwischen 1,0mm und 4mm liegt.
Durch die zuvor beschriebene Anpassung der Kommutatorüberdeckung kann eine Geräuschreduzierung der Nutfrequenz erreicht werden, während eine gleichbleibende Stabilität des Bürstensystems mittels der Dreikomponentenbürste erzielt werden kann.

Claims

Bürste (9) für einen gleichstromerregten bürstenbehafteten Motor (1) mit asymmetrischer Teilung, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste (9) aus drei miteinander verpressten Schichten (11,12,13) besteht, die in Umfangsrichtung zur Drehrichtung (100) des Motors (1) aneinander liegen, wobei eine der Schichten eine Schicht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit (12) aufweisend einen ersten spezifischen elektrischen Widerstand und die anderen beiden Schichten Schichten mit geringer elektrischer Leitfähigkeit (11,13) aufweisend einen zweiten spezifischen elektrischen Widerstand sind, und die Schicht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit (12) in Umfangsrichtung mittig zwischen den Schichten mit niedriger elektrischer Leitfähigkeit (11,13) angeordnet ist und das Verhältnis der spezifischen elektrischen Widerstände der Schicht mit der hohen elektrischen Leitfähigkeit (12) zu den Schichten mit der niedrigen elektrischen Leitfähigkeit (11,13) zwischen 0,015 und 0,100 liegt, so dass die Schicht mit der hohen elektrischen Leitfähigkeit (12) die effektive Breite für die Kommutierung definiert.
Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (11,12,13) sich über die gesamte Hohe der Bürste erstrecken.
Bürste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten mit niedriger elektrischer Leitfähigkeit (11,13) aus Graphit hergestellt sind.
Bürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verhältnis der spezifischen elektrischen Widerstände zwischen 0,022 und 0,092 liegt.
Bürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Schicht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit (12) in Umfangsrichtung in einem Bereich zwischen 1mm und 4mm liegt.
Bürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schichten mit niedriger elektrischer Leitfähigkeit (11,13) dieselbe Breite in Umfangsrichtung aufweisen.
Gleichstromerregter bürstenbehafteter Motor (1) mit asymmetrischer Teilung aufweisend Ankerwicklungen zur Ausbildung von Spulen (5), einen Kommutator (6) mit in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordneten Lamellen (8), wenigstens ein Bürstenpaar zur Stromversorgung der Spulen (5), aufweisend zwei an den Lamellen (8) anliegende Bürsten (9) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, eine Motorwelle (4), eine Anzahl n von Permanentmagneten im Stator zur Ausbildung eines Magnetfeldes wobei n gerade, größer gleich 2 und ein Vielfaches von 2 ist, wobei die Spulen (5) und der Kommutator (6) auf der Motorwelle (4) als drehbarer Rotor angebracht sind, wobei der Motor dazu ausgelegt ist, ausschließlich zwei Spulenzustände anzunehmen, wobei ein erster Spulenzustand vorliegt, wenn eine Schicht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit (12) einer der zwei Bürsten (9) des wenigstens einen Bürstenpaares zwei benachbarte Lamellen (8) kurzschließt und die Schicht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit (12) der anderen Bürsten (9) des wenigstens einen Bürstenpaares an einer einzelnen Lamelle (8) anliegt und ein zweiter Spulenzustand vorliegt, wenn die Schicht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit (12) der beiden Bürsten (9) des wenigstens einen Bürstenpaares jeweils an einer einzelnen Lamelle (8) anliegen, und wobei das Teilungsverhältnis (T) dieser beiden Spulenzustände wenigstens 9:1 ist.
Verfahren zur Herstellung einer Bürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt ein erstes Material in ein Werkzeug eingebracht wird um eine erste Schicht mit niedriger elektrischer Leitfähigkeit (11) durch Verpressen des Materials auszubilden, dass in einem zweiten Schritt ein zweites Material in das Werkzeug eingebracht wird um eine Schicht mit hoher elektrischer Leitfähigkeit (12) durch Verpressen des Materials auszubilden und in einem dritten Schritt das erste Material in das Werkzeug eingebracht wird um eine zweite Schicht mit niedriger elektrischer Leitfähigkeit (13) durch Verpressen des Materials auszubilden.