DE10224738A1

DE10224738A1 - Stromführendes Element für einen Gleichstrommotor bei einer Kraftstoffpumpe, Verfahren zum Herstellen von selbigem und Kraftstoffpumpe

Info

Publication number: DE10224738A1
Application number: DE10224738A
Authority: DE
Inventors: Kyoji Inukai; Youichi Murakami; Keizo Takeuchi; Etsuo Kokuryu; Kenzo Kiyose; Tokio Hotta; Yoichi Sakaura; Kenichi Matsumoto; Shinya Nakagawa; Makoto Nisio
Original assignee: Tris Inc; Denso Corp
Current assignee: Tris Inc; Denso Corp
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2002-06-04
Publication date: 2003-06-12
Anticipated expiration: 2022-06-05
Also published as: JP4596404B2; DE10224738B4; JP2002369454A; US6674212B2; US20020180300A1

Abstract

Es wird ein sulfidationsbeständiges stromführendes Element wie zum Beispiel ein Kommutator (1) vorgesehen, der für einen Gleichstrommotor bei einer Kraftstoffpumpe geeignet ist. Das stromführende Element für einen Gleichstrommotor bei einer Kraftstoffpumpe hat einen Kommutator (1), der aus einer Kohlenstofflage (11), deren Hauptbestandteil Kohlenstoff ist und die eine Gleitfläche (11a) an einem Ende ausbildet, und aus einer Metallkohlenstofflage (12) besteht, die mit der Kohlenstofflage (11) an dem anderen Ende fest verbunden ist und die 55 bis 90 Gew.-% von Metall mit Messing als einen Hauptbestandteil und einen restlichen Teil mit Kohlenstoff als einen Hauptbestandteil aufweist. Unter Verwendung von Messing als einen Hauptbestandteil in der Metallkohlenstofflage (12) ist es möglich, einen Kommutator (1) mit verbesserter Beständigkeit gegen Sulfidation zu erhalten.

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mehrlagiges stromführendes Element (ein Bürstenabschnitt oder ein Kommutatorabschnitt) für einen Gleichstrommotor bei einer Kraftstoffpumpe, auf ein Verfahren zum Herstellen von selbigem und auf eine Kraftstoffpumpe, bei der das Element verwendet wird.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Kraftmaschinen in Fahrzeugen und dergleichen sind normalerweise mit Niederdruck-Kraftstoffpumpen zum Pumpen von Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter zu einem Förderrohr oder zu einer Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzventils oder einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung ausgestattet. Eine derartige Kraftstoffpumpe wird im allgemeinen durch einen Gleichstrom- (DC-) Motor unter Verwendung einer Batterie oder einer anderen Stromquelle angetrieben. Im Falle des DC-Motors ist es erforderlich, eine Richtung eines Gleichstroms hinsichtlich einer Drehposition einer Ankerspule konstant zu halten, und aus diesem Grunde wird mittels einer Bürste und eines Kommutators eine Gleichrichtung durchgeführt.

Zusätzlich ist für eine Kraftstoffpumpe und insbesondere für ihren DC-Motor eine Kraftstofferosionsbeständigkeit (Beständigkeit gegen eine Erosion durch Kraftstoff) auch bei einer behälterinternen Ausführung oder einer anderen Ausführung erforderlich. Die Japanische Offenlegungsschrift Nr. Hei 8-308183 offenbart einen Kommutator (Kohlenstoffkommutatorsegmente), der eine Kohlenstofflage in einem Gleitabschnitt für eine Bürste aufweist. Des weiteren beschreibt die Offenlegungsschrift, dass beim Ausbilden einer Metallkohlenstofflage unter der Kohlenstofflage die Verbindung mit einem leitenden metallischen Anschluss (Einspeisung) gewährleistet werden kann. Der leitende metallische Anschluss ist an einem seiner Enden mit der Metallkohlenstofflage und an seinem anderen Ende mit der Ankerspule verbunden. Ähnliche Beschreibungen sind in der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 9-46978 sowie der Internationalen Offenlegungsschrift Nr. WO 99/08367 offenbart.

Die in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 8-308183 sowie Hei 9-46978 offenbarten Metallkohlenstofflagen werden durch Sintern eines Kupferpulvers mit einem Kohlenstoffpulver ausgebildet. Außerdem wird die in der Internationalen Offenlegungsschrift Nr. WO 99/08367 offenbarte Metallkohlenstofflage durch Sintern eines Pulvergemisches aus Kupferpulver, Zinnpulver und Kohlenstoffpulver ausgebildet. Die Internationale Offenlegungsschrift Nr. WO 99/08367 beschreibt, dass eine Verbindung zwischen der Kohlenstofflage und dem leitenden metallischen Anschluss aufgrund einer Flüssigphase des Zinnpulvers mit niedrigem Schmelzpunkt verbessert ist. Ein Zusammensetzungsverhältnis von Kupfer zu Zinn gemäß dieser Offenlegungsschrift beträgt ungefähr Cu-10Sn (Gew.-%).

Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat jedoch herausgefunden, dass ein stromführendes Element wie zum Beispiel ein Kommutator und eine Bürste unter Verwendung von Kupfer oder einer Kupferlegierung mit einem hohen Anteil an Kupfer eine schlechte Beständigkeit gegen Kraftstoff hat. Genauer gesagt hat das stromführende Element eine schlechte Beständigkeit gegen eine Erosion aufgrund von Schwefel in dem Kraftstoff. Die Erosion des stromführenden Elementes ist nicht akzeptabel, da sie die Lebensdauer und die Funktion der Kraftstoffpumpe verschlechtert. Somit ist es erforderlich, dass das stromführende Element eine ausreichende Beständigkeit gegen Sulfidation hat.

Kurfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehend genannten Nachteile gestaltet. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein sulfidationsbeständiges stromführendes Element für einen DC-Motor bei einer Kraftstoffpumpe vorzusehen. Außerdem gehört es zur Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Kraftstoffpumpe vorzusehen. Die vorliegende Erfindung hat es des weiteren zur Aufgabe, eine Kraftstoffpumpe vorzusehen, die das stromführende Element verwendet.

Stromführendes Element für einen DC-Motor bei einer Kraftstoffpumpe

Um die vorstehend genannte Aufgabe sowie andere Gesichtspunkte zu lösen, wird sulfidationsbeständiges Messing als das Metall in der Metallkohlenstofflage eines stromführendes Elements verwendet, das aus einer Kohlenstofflage und einer Metallkohlenstofflage besteht. Und zwar hat ein stromführendes Element für einen DC-Motor bei einer Kraftstoffpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung einen Bürste mit einer Gleitfläche an einem Ende, und ihm wird ein Strom von einer Stromquelle zugeführt. Zusätzlich hat das Element einen Kommutator mit einer Gleitfläche, die an einer Gleitfläche der Bürste gleitet, um den von der Bürste aufgenommenen Strom der Ankerspule zuzuführen. Zumindest die Bürste oder der Kommutator besteht aus einer Kohlenstofflage mit Kohlenstoff als einen Hauptbestandteil, die die Gleitfläche an einem Ende bildet, und aus einer Metallkohlenstofflage, die fest mit der Kohlenstofflage an dem anderen Ende verbunden ist und aus 55 bis 90 Gew.-% aus Metall besteht, das Messing als einen Hauptbestandteil hat, und deren übriger Abschnitt Kohlenstoff als einen Hauptbestandteil hat.

Gemäß dem stromführenden Element der vorliegenden Erfindung ist die Beständigkeit gegen Sulfidation verbessert, da das Metall in der Metallkohlenstofflage Messing als einen Hauptbestandteil aufweist, wodurch es möglich ist, die Lebensdauer des stromführenden Elements und dadurch auch der Kraftstoffpumpe zu verbessern. Der Grund, warum ein Gewichtsverhältnis des Metalles in der Metallkohlenstofflage (von einer Summe von 100 Gew.-%) in einen Bereich von 55 bis 90 Gew.-% festgelegt ist, ist folgendermaßen. Ein Gewichtsverhältnis, das kleiner ist als 55 Gew.-%, ist nicht vorzuziehen, da sich ein Wert des spezifischen Widerstands der Metallkohlenstofflage erhöht.

Im allgemeinen wird ein leitender metallischer Anschluss mit der Metallkohlenstofflage verbunden, und der Ankerspule wird durch den leitenden metallischen Anschluss elektrischer Strom zugeführt. Aus diesem Grund ist es vorzuziehen, dass die Metallkohlenstofflage einen kleinen Widerstandswert hat. Außerdem ist ein Gewichtsverhältnis des Metalles, das kleiner ist als 55 Gew.-%, nicht vorzuziehen, die Metallkohlenstofflage eine geringe Festigkeit hat, was die Remanenz des stromführenden Elementes verschlechtert. Insbesondere muss die Metallkohlenstofflage die Festigkeit eines bestimmten oder höheren Grades haben, um dazwischen eine stabile Verbindung zu gewährleisten, falls der leitende metallische Anschluss mit der Metallkohlenstofflage mechanisch verbunden wird (zum Beispiel durch Presspassen oder Fixieren).

In ähnlicher Weise ist ein Gewichtsverhältnis des Metalls, das größer ist als 90 Gew.-%, ebenfalls nicht vorzuziehen, da die Verbindungsfestigkeit in der Nähe des Grenzbereiches der Kohlenstofflage und der Metallkohlenstofflage gering ist. Wenn die Verbindungsfestigkeit geringer ist, dann erhöht sich ein Gesamtwiderstandswert, was die Remanenz des stromführenden Elementes verschlechtert. Wenn des weiteren ein Gewichtsverhältnis des Metalles 90 Gew.-% überschreitet, dann wird die Metallkohlenstofflage zu steif und zu hart. Somit erhöht sich die Bearbeitungslast oder dergleichen, die zum Erzielen der Presspassung erforderlich ist, wenn zum Beispiel der leitende metallische Anschluss mit der Metallkohlenstofflage mittels Presspassung oder dergleichen verbunden wird. Dann erreicht die Last die Kohlenstofflage, die eine relativ geringe Festigkeit hat, was möglicherweise ein Zerbrechen oder dergleichen der Kohlenstofflage hervorrufen kann.

Angesichts der vorstehend genannten Umstände ist es vorzuziehen, das Gewichtsverhältnis des Metalls in einen Bereich von 55 bis 90 Gew.-% und mehr und vorzugsweise in einen Bereich von 70 bis 80 Gew.-% festzulegen. Das stromführende Element gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet jene Bauart, bei der der leitende metallische Anschluss in der Metallkohlenstofflage eingebettet ist und bei der die Metallkohlenstofflage und der leitende metallische Anschluss einstückig gesintert sind.

Die Metallkohlenstofflage besteht zum Beispiel aus einem porösen Metallgerüst mit Messing als einen Hauptbestandteil sowie einem Füllmaterial, das in dem porösen Metallgerüst vorhanden ist und Kohlenstoff als einen Hauptbestandteil aufweist. Die Metallkohlenstofflage kann einstückig ausgebildet sein, indem ein Gemisch aus Messingpulver, Kohlenstoffpulver etc. gesintert wird, oder sie kann so ausgebildet sein, dass ein im voraus vorbereitetes geschäumtes Metall (poröses Metallgerüst) gefüllt wird, so dass es Messing als einen Hauptbestandteil sowie ein Füllmaterial mit Kohlenstoff als einen Hauptbestandteil aufweist.

Das bei der Metallkohlenstofflage verwendete Messing ist eine Legierung mit Cu und Zn als Hauptbestandteile. Zum Beispiel wird eine Kupferlegierung mit 25 bis 45 Gew.-% Zn auf der Grundlage von 100 Gew.-% Messing in günstiger Weise als das Messing verwendet. Zn hat eine größere sulfiderzeugende freie Energie als Cu und ist ein wirksames sulfidationsbeständiges Element. Wenn ein Gewichtsverhältnis von Zn kleiner ist als 25 Gew.-%, dann wird die Beständigkeit gegen Sulfidation der Metallkohlenstofflage unzureichend. Ein Gewichtsverhältnis von Zn, das größer ist als 45 Gew.-%, ist nicht vorzuziehen, da sich die β-Phase ausscheidet, was die Verarbeitbarkeit der Metallkohlenstofflage verschlechtert.

Wenn Zn bis zu 45 Gew.-% hinzugefügt wird, dann wird die Festigkeit durch den Zusatz von Zn verbessert, und wenn Zn bis zu 40 Gew.-% hinzugefügt wird, dann wird die Dehnung verglichen mit jenem Fall verbessert, bei dem reines Metallpulver verwendet wird, was Vorteile beim Verbinden des leitenden metallischen Anschlusses mit der Metallkohlenstofflage durch Presspassen oder dergleichen mit sich bringt. Somit ist ein Gewichtsverhältnis von Zn vorzugsweise in einem Bereich von 25 bis 45 Gew.-% und weiter bevorzugt in einem Bereich von 30 bis 40 Gew.-%. Daher ist die Kohlenstofflage sulfidationsbeständig.

In der vorliegenden Beschreibung beinhaltet der Begriff "stromführendes Element" Kommutatorsegmente und eine Bürsteneinheit, wobei er nicht darauf beschränkt ist und im weiteren Sinne als die Kommutatorsegmente und die Bürsten plus Zusatzelemente wie zum Beispiel die leitenden metallischen Anschlüsse (Einspeisungen, Anschlusslitze, etc.) interpretiert werden kann, die daran angeschlossen sind. Kurz gesagt bedeutet das stromführende Element eine Elementeneinheit oder eine Vorrichtung, die zum Zuführen des Stroms in den Anker erforderlich ist.

Das vorstehend genannte "Metall" hat Messing als einen Hauptbestandteil, es kann aber auch Messing selbst sein oder ein Legierungselement wie zum Beispiel Sn zusätzlich zu Messing aufweisen. "Kohlenstoff" ist ein kohlenstoffhaltiges Material mit einer Gleiteigenschaft und einer Leitfähigkeit, und es ist in erster Linie Grafit. Es sollte jedoch klar sein, dass die Kohlenstofflage nicht auf jene Lage beschränkt ist, die zu 100% aus Kohlenstoff besteht, und sie kann ein Bindemittel oder ein anderes Behandlungsmittel aufweisen. Es ist überflüssig zu sagen, dass das "Metall", der "Kohlenstoff", die "Kohlenstofflage" und die "Metallkohlenstofflage" unvermeidbar Fremdstoffe aufweisen können.

Verfahren zum Herstellen eines stromführenden Elementes (1) Ein Herstellungsverfahren des stromführenden Elementes

Das vorstehend beschriebene stromführende Element wird durch ein Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung folgendermaßen hergestellt. Und zwar ist ein Verfahren zum Herstellen eines stromführenden Elementes für einen DC-Motor in eine Kraftstoffpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines stromführenden Elementes einschließlich einer Bürste mit einer Gleitfläche an einem Ende, der ein elektrischer Strom von einer Stromquelle zugeführt wird. Zusätzlich ist ein Kommutator mit einer Gleitfläche versehen, die an der Bürstengleitfläche gleitet, um einer Ankerspule den elektrischen Strom zuzuführen, der von der Bürste aufgenommen wird, wobei zumindest die Bürste oder der Kommutator aus einer Kohlenstofflage, die die Gleitfläche an einem Ende bildet, und aus einer Metallkohlenstofflage bestehen, die an dem anderen Ende fest mit der Kohlenstofflage verbunden ist. Das Verfahren beinhaltet einen Füllschritt zum Füllen einer Grünlingsform zunächst mit: (a) einem Kohlenstoffpulver mit Kohlenstoff als einen Hauptbestandteil zum Ausbilden der Kohlenstofflage, oder (b) einem Pulvergemisch aus 55 bis 90 Gew.-% Metallpulver mit Messing als einen Hauptbestandteil, das mit einem Kohlenstoffpulver mit Kohlenstoff als Hauptbestandteil gemischt wird, um die Metallkohlenstofflage auszubilden. Der nächste Schritt ist ein Formschritt zum Ausbilden eines geformten Grünlings durch Verdichten der Pulver nach dem Füllschritt und ein Sinterschritt zum Sintern der Kohlenstofflage und der Metallkohlenstofflage, während sie fest aneinander verbunden werden, indem der geformte Grünling erwärmt wird.

Gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das vorstehend erwähnte stromführende Element effizient herzustellen. Der Grund, warum das Gewichtsverhältnis des Metallpulvers in einem Bereich von 55 bis 90 Gew.-% auf der Grundlage von 100 Gew.-% der Metallkohlenstofflage festgelegt ist, ist gleich wie der vorstehend genannte Grund. Das Kohlenstoffpulver kann ein Bindemittel enthalten, das aus einem warmhärtenden Harz wie zum Beispiel Phenolharz besteht, falls dies erforderlich ist. Das gleiche gilt für das Pulvergemisch. Das Metallpulver kann ein Messingpulver oder ein Metallpulvergemisch aus Zinkpulver sein, das mit einem Kupferpulver gemischt ist.

Bei dem Füllschritt ist es vorzuziehen, einen Verdichtungsschritt durchzuführen, um das Kohlenstoffpulver, das die Kohlenstofflage bildet, oder das Pulvergemisch, das die Metallkohlenstofflage bildet, zu verdichten. Beide wurden während des vorherigen Füllschritten gefüllt. Gemäß diesem Schritt ist es einfach, die Dicke der Kohlenstofflage oder der Metallkohlenstofflage zu regulieren. Daneben ist ein wasserverdüstes Pulver mit einem festen Oxidfilm an seiner Oberfläche als das Messingpulver bezüglich des Metallpulvers günstig. Der Grund ist folgendermaßen. Und zwar kann ein Verlust von Zn gesteuert und durch den Oxidfilm verhindert werden, wenn das Messingpulver mit einem festen Oxidfilm an der Oberfläche verwendet wird, auch wenn Zn leicht aus dem Metallpulver während des Sinterschrittes verdampft.

Im allgemeinen wird gemäß dem Gaszerstäubungsverfahren aus einer Düse tretendes geschmolzenes Metall durch ein Reduktionsgas abgeblasen, um es in Partikel zu teilen. Unter Verwendung von Wasser bei diesem Ausblasverfahren wird ein fester Oxidfilm auf der Oberfläche des Messings ausgebildet, wenn dieses von einer hohen Temperatur abgekühlt wird. Ein Kupferlegierungspulver mit 25 bis 45 Gew.-% von Zn auf der Grundlage von 100 Gew.-% Messing ist als das Messingpulver günstig. Der Grund ist gleich wie der vorstehend genannte Grund.

Außerdem ist es günstig, dass das Metallpulver ein Zinnpulver enthält. Zinn hat einen niedrigeren Schmelzpunkt als Messing oder dergleichen, und das Zinnpulver fängt als erstes bei dem Sinterschritt zu schmelzen an. Infolgedessen werden das Zinnpulver und das Messingpulver oder dergleichen bei einer relativ geringen Temperatur teilweise schmelzverbunden (Sintern bei flüssiger Phase). Außerdem schmilzt Cu in dem geschmolzenen Sn, was eine einfache Dispersion des einen in den anderen erleichtert. Demnach wird eine einheitliche Metallzusammensetzung in der Metallkohlenstofflage erzielt, wodurch es möglich ist, eine Metallkohlenstofflage zu erhalten, bei der das Metallpulver fest verbunden ist. Aus dem gleichen Grund enthält das Metallpulver ein Phosphorverbundpulver anstelle oder zusätzlich zu dem Zinnpulver.

Es ist vorzuziehen, die Größe einer Grünlingsform und eine Menge des gefüllten Kohlenstoffpulvers oder des Metallpulvers einzustellen, indem die thermische Zusammenziehung oder dergleichen während des Sinterns berücksichtigt werden. Außerdem reicht es aus, wenn die Metallkohlenstofflage eine einheitliche Zusammensetzung in der Lage hat, aber ein Funktionsgradient kann verliehen werden, indem Zusammensetzungen des Pulvergemisches Schritt für Schritt geändert werden, falls dies erforderlich ist.

(2) Weiteres Herstellungsverfahren des stromführenden Elementes

Das Verfahren zum Herstellen des stromführenden Elementes kann folgendermaßen sein. Und zwar ist ein Verfahren zum Herstellen eines stromführenden Elements für einen DC-Motor bei einer Kraftstoffpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines stromführenden Elementes, das eine Bürste mit einer Gleitfläche an einem Ende aufweist und dem ein elektrischer Strom von einer Stromquelle zugeführt wird. Zusätzlich ist ein Kommutator mit einer Gleitfläche vorgesehen, die an der Gleitfläche der Bürste gleitet, um der Ankerspule den elektrischen Strom zuzuführen, der von der Bürste aufgenommen wird, während zumindest die Bürste oder der Kommutator aus einer Kohlenstofflage bestehen und die Gleitfläche an dem einen Ende bilden. Eine Metallkohlenstofflage ist fest mit der Kohlenstofflage an dem anderen Ende verbunden. Das Verfahren weist folgendes auf: einen Metallkohlenstoffformschritt zum Ausbilden eines geformten Metallkohlenstoffgrünlings durch Füllen von Hohlräumen in 55 bis 90 Gew.-% eines geschäumten Metalles mit Messing als einen Hauptbestandteil, um die Metallkohlenstofflage mit einem Füllmaterial mit Kohlenstoff als einen Hauptbestandteil auszubilden; einen Kohlenstoffformschritt zum Ausbilden eines geformten Kohlenstoffgrünlings durch Füllen einer Grünlingsform mit einem Kohlenstoffpulver mit Kohlenstoff als einen Hauptbestandteil, um die Kohlenstofflage auszubilden, gefolgt durch Verdichten; und einen Sinterschritt zum Sintern der Metallkohlenstofflage mit der Kohlenstofflage, wobei die Lagen fest miteinander verbunden werden, durch Ablagern des geformten Matellkohlenstoffgrünlings und des geformten Kohlenstoffgrünling.

Ein Gewichtsverhältnis von 55 bis 90 Gew.-%, das für das geschäumte Metall vorgegeben ist, beruht auf 100 Gew.-% des geformten Metallkohlenstoffgrünlings. Da das poröse Metallgerüst bereits ausgebildet ist, muss das Metallpulvergemisch nicht angepasst werden, was eine Steuerung der Temperatur während des Sinterschritts erleichtert. Das geschäumte Metall wird mit dem Füllmaterial gefüllt, indem zum Beispiel das geschäumte Metall in eine Behandlungsflüssigkeit getaucht wird, die durch Lösen von Kohlenstoff in einem Lösungsmittel vorbereitet wird, oder indem ein Spray der Behandlungsflüssigkeit auf das geschäumte Metall aufgebracht wird und dann getrocknet wird.

Eine Vielzahl dünne Bögen von geschäumtem Metall, das mit Kohlenstoff gefüllt ist, kann so vorbereitet sein, dass die Metallkohlenstofflage mit einer gewünschten Dicke erhalten wird, indem diese dünnen Bögen abgelagert und gepresst werden. Es ist wirksam, den geformten Metallkohlenstoffgrünling in die Grünlingsform anzuordnen, um den geformten Kohlenstoffgrünling einstückig mit dem geformte Metallkohlenstoffgrünling bei dem Kohlenstoffformschritt auszubilden, so dass der Schritt zum Ablagern des geformten Metallkohlenstoffgrünlings und des geformten Kohlenstoffgrünlings weggelassen werden kann.

Die Beschreibungen bezüglich eines Gewichtsverhältnisses des geschäumten Metalls, des Kohlenstoffpulvers, des Messings etc. werden in diesem Fall ebenfalls angewendet.

Kraftstoffpumpe

Das vorstehend beschriebene stromführende Element kann bei einem DC-Motor ungeachtet der Kraftstoffpumpenbauart verwendet werden, die der Motor antreibt. Unter Verwendung dieses stromführenden Elementes ist es möglich, die Lebensdauer der Kraftstoffpumpe zu verbessern. Somit kann die vorliegende Erfindung als eine Kraftstoffpumpe interpretiert werden, die das vorstehend beschriebene stromführende Element verwendet.

Und zwar ist eine Kraftstoffpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung eine Kraftstoffpumpe, bei der ein stromführendes Element für einen DC-Motor verwendet wird, wobei das stromführende Element Folgendes aufweist: eine Bürste, die eine Gleitfläche an einem Ende aufweist und der ein elektrischer Strom von einer Stromquelle zugeführt wird; und einen Kommutator mit einer Gleitfläche, die an der Gleitfläche der Bürste gleitet, um einer Ankerspule den von der Bürste aufgenommenen elektrischen Strom zuzuführen. Des weiteren besteht zumindest die Bürste oder der Kommutator aus einer Kohlenstofflage, die Kohlenstoff als einen Hauptbestandteil aufweist und die eine Gleitfläche an einem Ende bildet, sowie aus einer Metallkohlenstofflage, die fest mit der Kohlenstofflage an dem anderen Ende verbunden ist und die 55 bis 90 Gew.-% Metall, das Messing als einen Hauptbestandteil aufweist, sowie einen übrigen Teil mit Kohlenstoff als einen Hauptbestandteil aufweist.

Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich. Es sollte klar sein, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiel nur dem Zwecke der Darstellung dienen und den Umfang der Erfindung nicht beschränken sollen, während das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht eines Kommutators gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II in der Fig. 1;
Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht einer Grünlingsform, die bei einem Beispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 4 zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen einem Gew.-%-Gehalt von Cu in Messing und einer Beständigkeit gegen Sulfidation;
Fig. 5 zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Zinkmenge und eines Bruchwiderstands;
Fig. 6 zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Zinkmenge und einer Dehnung;
Fig. 7 zeigt gemäß dem Beispiel eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Metallmenge in einer Metallkohlenstofflage und einem Bruchwiderstand in dem Grenzbereich;
Fig. 8 zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Metallmenge und einem Wert des spezifischen Widerstands der Metallkohlenstofflage; und
Fig. 9 zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Metallmenge und einem Bruchwiderstand der Metallkohlenstofflage.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Die folgende Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels bzw. der bevorzugten Ausführungsbeispiele dienen nur der Darstellung und sollen in keinster Weise die Erfindung, ihre Anwendung oder Verwendung beschränken.
Die Fig. 1 zeigt einen Kommutator 1 als ein stromführendes Element für einen Gleichstrommotor bei einer Kraftstoffpumpe. Die Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II in der Fig. 1. Wie dies aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, ist der Kommutator 1 flach und hat acht ungefähr flügelförmige Kommutatorsegmente 10, leitende metallische Anschlüsse 14, die an den entsprechenden Kommutatorsegmenten 10 an einer Bodenfläche des Kommutatorsegments (gemäß der Zeichnung) angebracht sind, und eine Stützvorrichtung 13, um die radial ausgerichteten Kommutatorsegmente 10 und ihre entsprechenden leitenden metallischen Anschlüsse 14 einstückig zu halten.
Jedes Kommutatorsegment 10 hat eine Kohlenstofflage 11 mit einer Gleitfläche 11a an der oberen Fläche sowie eine Metallkohlenstofflage 12, die an einem Grenzbereich 12a mit der Kohlenstofflage 11 verbunden ist. Ein säulenförmiger Vorsprung 121 steht von der Bodenfläche der Metallkohlenstofflage 12 vor.
Die Gleitfläche 11a gleitet an einer Gleitfläche einer Bürste (nicht gezeigt).
Jeder leitende metallische Anschluss 14 hat eine Stopperklaue 141, die in ein Nabenelement 131 der Stützvorrichtung 13 gebogen und darin eingebettet ist, einen Ring 142, der mittels einer Presspassung in den Vorsprung 121 der Metallkohlenstofflage 12 gepasst ist, und einen Haken 143, der an einen sich von einem Ende einer Ankerspule erstreckenden Kupferdraht mittels Erwärmung schmelzverbunden ist. Unter Berücksichtigung der Beständigkeit gegen Sulfidation bestehen die leitenden metallischen Anschlüsse 14 aus Messing (Kupferlegierung mit 30 Gew.-% Zn).
Die Stützvorrichtung 13 hat ein Achsloch 134 an ihrer Mitte, in das die Achse des Ankers (nicht gezeigt) passt, ein Nabenelement 131 sowie eine innere Wand 132, die an der Mitte ausgebildet ist, und eine äußere Wand 133, die an dem Umfang des Nabenelements ausgebildet ist. Die Kommutatorsegmente 10 und die leitenden metallischen Anschlüsse 14 sind in einem konkaven Abschnitt gehalten, der durch das Nabenelement 131, die innere Wand 132 und die äußere Wand 133 definiert ist.
Der Kommutator 1 wird folgendermaßen hergestellt. Zunächst wird ein Satz leitende metallische Anschlüsse 14, die einstückig mit einer ringartigen Form ausgebildet sind, an einen Satz Kommutatorsegmente 10 angebracht, die ebenfalls einstückig mit einer ringartigen Form ausgebildet sind. Diese Anbringung wird durch Presspassen der Vorsprünge 121 in die jeweiligen Ringe 142 durchgeführt. Infolgedessen werden die Kommutatorsegmente 10 und die leitenden metallischen Anschlüsse 14 einstückig verbunden, um so einen ringförmigen zusammengefügten Körper auszubilden. Der resultierende zusammengefügte Körper wird in eine Form angeordnet, und der zusammengefügte Körper wird vollständig durch Spritzgießen eines Isolierharz umgeben, so dass nur die Gleitflächen 11a frei liegen. Infolgedessen wird ein scheibenförmiges Kommutatormaterial erhalten, das einen Querschnitt gemäß der Fig. 2 aufweist. Hierbei wird das Achsloch 134 durch einen Kern 24 ausgebildet, der im voraus in der Form ausgebildet ist, was nachfolgend beschrieben wird.
Des weiteren wird das Kommutatormaterial geschlitzt, um so die achtteiligen Kommutatorsegmente 10 gemäß der Fig. 1 auszubilden. Das Schlitzen isoliert die Kommutatorsegmente 10 voneinander. Zusätzlich werden die Kohlenstofflage 11, die Metallkohlenstofflage 12, die innere Wand 132 und die äußere Wand 133 geschnitten, während das Nabenelement 131 ungeschnitten bleibt.
Der auf diese Art und Weise erhaltene Kommutator 1 arbeitet folgendermaßen. Wenn eine Vielzahl Bürsten (nicht gezeigt) auf den jeweiligen Gleitflächen 11a des Kommutators 1 gleitet, dann strömt ein elektrischer Strom in den DC-Motor in der folgenden Reihenfolge: Stromquelle → Bürsten → Kohlenstofflage 11 → Metallkohlenstofflage 12 → leitender metallischer Anschluss 14 → Ankerspule (nicht gezeigt). Dann erzeugt der Kommutator 1 eine konstante Kraft (und ein konstantes Drehmoment), das auf die Ankerspule wirkt, wodurch sich der Anker in einer konstanten Richtung zum Antreiben der Kraftstoffpumpe dreht. Da die Kraftstoffpumpen einen allgemein bekannten Aufbau haben, wird deren detaillierte Beschreibung weggelassen.

Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen von Kommutatormaterial

In der folgenden Beschreibung wird das stromführende Element gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahrens des Kommutatormaterials exemplarisch beschrieben.
Das Kommutatormaterial wird folgendermaßen hergestellt. Im Folgenden werden die Kohlenstofflage und die Metallkohlenstofflage in dem Kommutatormaterial in einfacher Weise als solche bezeichnet. Zuerst wird eine Grünlingsform gemäß der Fig. 3 vorbereitet. Die Grünlingsform 20 hat ein zylindrisches Werkzeug 21, einen zylindrischen Oberstempel 22 und einen Unterstempel 23, die beide in den Innenumfang des Werkzeugs 21 passen. Der säulenförmige Kern 24 passt in den Innenumfang des oberen Stempels 22 und des unteren Stempels 23. An der oberen Fläche des unteren Stempels 23 sind acht konkave Abschnitte 231 mit einer Form eines mit Boden versehenen Zylinders entsprechend den vorstehend beschriebenen Vorsprüngen 121 konzentrisch ausgebildet.
Ein Hohlraum, der durch das Werkzeug 21, den unteren Stempel 23 und den Kern 24 ausgebildet ist, wird mit einem Pulvergemisch gefüllt, das die Metallkohlenstofflage ausbildet (Füllschritt). Dieses Pulvergemisch ist ein Gemisch aus zerstäubtem Messingpulver, einem Kohlenstoffpulver und einem Zinnpulver. Das Pulvergemisch wird durch den oberen Stempel 22 und den unteren Stempel 23 verdichtet, bis eine Lage mit einer gewünschten Dicke erhalten wird (Verdichtungsschritt).
Nachfolgend wird der Hohlraum mit einem Kohlenstoffpulver gefüllt, das das gleiche Kohlenstoffpulver gemäß der vorstehenden Beschreibung aufweist, aber das außerdem ein Bindemittel auf dem vorstehend beschriebenen Pulvergemisch enthält (Füllschritt). Dann wird das gefüllte Kohlenstoffpulver durch den oberen Stempel 22 und den unteren Stempel 23 verdichtet, und infolgedessen wird ein geformtes Kommutatormaterial als ein Grünling mit einer gewünschten Form ausgebildet (Formschritt). Der geformte Kommutatormaterialgrünling hat einen geformten Metallkohlenstoffgrünling und einen geformten Kohlenstoffgrünling, die einstückig ausgebildet sind. Der geformte Kommutatormaterialgrünling wird in einen Elektroofen platziert und erwärmt, um jeden geformten Grünling zu sintern, und infolgedessen wird ein Kommutatormaterial erhalten, indem die Metallkohlenstofflage und die Kohlenstofflage fest miteinander verbunden sind (Sinterschritt).
Nachfolgend werden das Presspassen eines Satzes der leitenden metallischen Anschlüsse 14, das Harzspritzgießen und das Schlitzen nacheinander gemäß der vorstehenden Beschreibung durchgeführt, um den Kommutator 1 fertigzustellen.

Messung und Auswertung

(1) Beständigkeit gegen Sulfidation

Zunächst wird die Zusammensetzung des sulfidationsbeständigen Messings folgendermaßen analysiert, das für das stromführende Element geeignet ist. Teststücke mit den Maßen 10 × 10 × 20 mm, die aus Messing bestehen und jeweils einen unterschiedlichen Gewichtsprozentgehalt von Cu haben, wurden in gewöhnliches Benzin getaucht, dem 0,2 Gew.-% eines Schwefelpulvers hinzugefügt wurde. Das gewöhnliche Benzin wurde auf 60°C gehalten, und eine Farbänderung bei jedem Teststück nach 100 Stunden wurde beobachtet. Das Ergebnis ist in der Fig. 4 dargestellt.
Die Farbe der Teststücke begann sich zu ändern (sie wurde schwarz), wenn der Gewichtsprozentanteil von Cu 80 Gew.-% oder mehr betrug. Somit ist klar, dass der Gew.-%-Anteil von Cu vorzugsweise kleiner ist als 80 Gew.-% und weiter bevorzugt kleiner ist als 75 Gew.-%, um eine Beständigkeit gegen Sulfidation zu erhalten. Anders gesagt ist es offensichtlich, dass der Gewichtsprozentanteil von Zn vorzugsweise 25 Gew.-% oder mehr beträgt.

(2) Einfluss einer Zinkmenge auf die Festigkeit und die Dehnung

Teststücke (TPs) mit den Maßen 4 × 4 × 10 mm, die die Kohlenstofflage und die Metallkohlenstofflage enthalten, wurden aus dem Kommutatormaterial geschnitten, das durch die vorstehend beschriebenen Schritte erhalten wurde. Dann wurde ein Bruchwiderstand und eine Dehnung der Teststücke gemessen, während eine Zn-Menge verändert wurde, wobei die Ergebnisse in den Fig. 5 bzw. 6 dargestellt sind. Bezüglich des Bruchwiderstands ist ein Verteilungsbereich von -3σ bis 3σ in der Fig. 5 gezeigt, wobei σ die Standardabweichung ist. Die Fig. 5 zeigt eine Bruchgrenze, wenn der Bruchwiderstandstest in einer Druckrichtung mittels eines Bruchwiderstandstesters durchgeführt wurde.
Die Fig. 5 zeigt, dass es sinnvoll ist, Zn bis zu 45 Gew.-% hinzuzufügen, um die Festigkeit zu verbessern. Außerdem ist aus der Fig. 6 ersichtlich, die das Messergebnis der Dehnung darstellt, wenn ein ähnlicher Bruchwiderstandstest in einer Richtung durchgeführt wurde, die senkrecht zu der Druckaufbringung ist, dass es sinnvoll ist, Zn bis zu 40 Gew.-% hinzuzufügen, um die Dehnung zu verbessern.

(3) Einfluss einer Metallmenge in der Metallkohlenstofflage

Teststücke (TPs) mit den Maßen 4 × 4 × 10 mm, die die Kohlenstofflage und die Metallkohlenstofflage aufweisen, wurden aus dem Kommutatormaterial geschnitten, das durch die vorstehend beschriebenen Schritte erhalten wurde. Dann wurden ein Bruchwiderstand in dem Grenzbereich, ein Wert des spezifischen Widerstands der Metallkohlenstofflage und ein Bruchwiderstand der Metallkohlenstofflage der Teststücke gemessen, während eine Metallmenge der Metallkohlenstofflage verändert wurde. Die Ergebnisse sind in den Fig. 7, 8 bzw. 9 dargestellt. Hierbei wurde die Messung zehnmal für jede Metallmenge durchgeführt, und Durchschnittswerte wurden in der jeweiligen grafischen Darstellung aufgetragen. Außerdem ist in dieser grafischen Darstellung ein Verteilungsbereich von -3σ bis 3σ dargestellt, wobei σ die Standardabweichung ist.
Zusätzlich gibt der Bruchwiderstand eine Bruchgrenze (Bruchspannung) bei dem durch den Bruchwiderstandstester durchgeführten Test an. Der Wert des spezifischen Widerstands wurde in zwei Richtungen der Teststücke gemessen. In der Fig. 8 gibt ein schwarzer Kreis einen Wert des spezifischen Widerstands an, der in der Druckrichtung während des Formschritts gemessen wird, und ein weißer Kreis gibt einen Wert des spezifischen Widerstands an, der in einer Richtung gemessen wird, die senkrecht zu der Druckrichtung ist.
Aus der Fig. 7 geht hervor, dass eine Metallmenge 90 Gew.-% oder weniger sein muss, um eine Festigkeit mit einem bestimmten Grad in dem Grenzbereich der Kohlenstofflage und der Metallkohlenstofflage zu gewährleisten. Andererseits geht aus den Fig. 8 und 9 hervor, dass eine Metallmenge 55 Gew.-% oder mehr betragen muss, um eine Festigkeit mit einem bestimmten Grad durch die Metallkohlenstofflage zu gewährleisten, während der Wert des spezifischen Widerstands niedriger ist. Insbesondere sind die drei Faktoren gut ausgeglichen, wenn eine Metallmenge in einem Bereich von 70 bis 80 Gew.-% ist.

(4) Sonstiges

Des weiteren hat der Erfinder einen Unterschied bei der Ausbildung eines Metallgerüstes analysiert, der durch eine Differenz des Gewichtsprozentsatzes von Metall hervorgerufen wird. Genauer gesagt wurden eine Platte aus einer Metallkohlenstofflage mit 40 Gew.-% Messing und eine Platte einer Metallkohlenstofflage mit 75 Gew.-% Messing gebacken bzw. gebrannt, und eine Formremanenz nach dem Brennen wurde jeweils analysiert. Als die Messingmenge 40 Gew.-% betrug, konnten die Teststücke ihre Plattenform nicht beibehalten, und sie zerbrachen in Stücke. Als andererseits eine Messingmenge 75 Gew.-% betrug, dann konnten die Teststücke ihre Plattenform nach dem Brennen beibehalten. Als Grund dafür wird angenommen, dass das Messingpulver nicht ausreichend gesintert wurde, als die Messingmenge 40 Gew.-% betrug, so dass das Metallgerüst nicht in der Metallkohlenstofflage ausgebildet wurde. Andererseits wird angenommen, dass das Messingpulver ausreichend gesintert wurde und dass das Metallgerüst ausgebildet wurde, wenn die Messingmenge 75 Gew.-% betrug.
Das stromführende Element für den DC-Motor in der Kraftstoffpumpe erzielt eine bessere Beständigkeit gegen Sulfidation, wodurch es möglich ist, die Lebensdauer des stromführenden Elementes zu verbessern. Außerdem kann das stromführende Element in einfacher Weise durch das Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten werden. Zusätzlich zeigt eine Kraftstoffpumpe unter Verwendung des stromführenden Elementes der vorliegenden Erfindung eine bessere Lebensdauer.
Die Beschreibung der Erfindung dient nur dem Verständnis, und somit sollen Abwandlungen innerhalb des Umfangs der Erfindung sein, sofern das Konzept der Erfindung nicht verlassen wird. Derartige Abwandlungen sollen nicht außerhalb des Umfangs der Erfindung liegen.
Es wird ein sulfidationsbeständiges stromführendes Element wie zum Beispiel ein Kommutator (1) vorgesehen, der für einen Gleichstrommotor bei einer Kraftstoffpumpe geeignet ist. Das stromführende Element für einen Gleichstrommotor bei einer Kraftstoffpumpe hat einen Kommutator (1), der aus einer Kohlenstofflage (11), deren Hauptbestandteil Kohlenstoff ist und die eine Gleitfläche (11a) an einem Ende ausbildet, und aus einer Metallkohlenstofflage (12) besteht, die fest mit der Kohlenstofflage (11) an dem anderen Ende verbunden ist und die 55 bis 90 Gew.-% Metall, dessen Hauptbestandteil Messing ist, und einen übrigen Teil mit Kohlenstoff als einen Hauptbestandteil aufweist. Unter Verwendung von Messing als einen Hauptbestandteil in der Metallkohlenstofflage (12) ist es möglich, einen Kommutator (1) mit verbesserter Beständigkeit gegen Sulfidation zu erhalten.

Claims

1. Stromführendes Element für einen Gleichstrommotor bei einer Kraftstoffpumpe mit:
einer Bürste, die an einem Ende eine Gleitfläche hat und der ein elektrischer Strom von einer Stromquelle zugeführt wird; und
einem Kommutator (1) mit einer Gleitfläche (11a), die an der Gleitfläche der Bürste gleitet, um einer Ankerspule den von der Bürste aufgenommenen elektrischen Strom zuzuführen,
wobei zumindest die Bürste oder der Kommutator (1) aus einer Kohlenstofflage (11), deren Hauptbestandteil Kohlenstoff ist und die die Gleitfläche an einem ersten Ende ausbildet, und aus einer Metallkohlenstofflage (12) besteht, die fest mit der Kohlenstofflage (11) an einem zweiten Ende verbunden ist und die 55 bis 90 Gew.-% Metall mit Messing als einen Hauptbestandteil sowie einen restlichen Teil mit Kohlenstoff als einen Hauptbestandteil aufweist.

2. Stromführendes Element für einen Gleichstrommotor bei einer Kraftstoffpumpe gemäß Anspruch 1, wobei die Metallkohlenstofflage (12) ein poröses Metallgerüst mit dem Messing als einen Hauptbestandteil und ein Füllmaterial aufweist, das in dem porösen Metallgerüst vorhanden ist und den Kohlenstoff als einen Hauptbestandteil aufweist.

3. Stromführendes Element für einen Gleichstrommotor bei einer Kraftstoffpumpe gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Messing eine Kupferlegierung ist, die 25 bis 45 Gew.-% Zink (Zn) auf der Grundlage von 100 Gew.-% Messing enthält.

4. Verfahren zum Herstellen eines stromführenden Elementes für einen Gleichstrommotor bei einer Kraftstoffpumpe mit einer Bürste, die eine Gleitfläche an einem Ende hat und der ein elektrischer Strom von einer Stromquelle zugeführt wird, und einem Kommutator (1) mit einer Gleitfläche (11a), die an der Gleitfläche der Bürste gleitet, um einer Ankerspule den von der Bürste aufgenommenen elektrischen Strom zuzuführen, wobei zumindest die Bürste oder der Kommutator (1) aus einer Kohlenstofflage (11), die die Gleitfläche (11a) an einem Ende bildet, und aus einer Metallkohlenstofflage (12) besteht, die fest mit der Kohlenstofflage (11) an dem anderen Ende verbunden ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Füllen einer Grünlingsform zunächst mit (1) einem Kohlenstoffpulver mit Kohlenstoff als einen Hauptbestandteil, um die Kohlenstofflage (11) zu bilden, oder mit (2) einem Pulvergemisch, das 55 bis 90 Gew.-% eines Metallpulvers aufweist, dessen Hauptbestandteil Messing ist und das mit einem Kohlenstoffpulver mit Kohlenstoff als einen Hauptbestandteil gemischt ist, um die Metallkohlenstofflage (12) auszubilden;
Ausbilden eines geformten Grünlings durch Verdichten des Pulvers nach dem Füllschritt; und
Sintern der Kohlenstofflage mit der Metallkohlenstofflage, die fest miteinander verbunden werden, indem der geformte Grünling erwärmt wird.

5. Verfahren zum Herstellen eines stromführenden Elementes für einen Gleichstrommotor bei einer Kraftstoffpumpe gemäß Anspruch 4,
wobei ein Messingpulver in dem Metallpulver ein wasserverdüstes Pulver ist und an seiner Oberfläche einen festen Oxidfilm aufweist.

6. Verfahren zum Herstellen eines stromführenden Elementes für einen Gleichstrommotor bei einer Kraftstoffpumpe gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei das Metallpulver ein Zinnpulver enthält.

7. Verfahren zum Herstellen eines stromführenden Elementes für einen Gleichstrommotor bei einer Kraftstoffpumpe mit einer Bürste, die eine Gleitfläche an einem Ende hat und der ein elektrischer Strom von einer Stromquelle zugeführt wird, und mit einem Kommutator mit einer Gleitfläche, die an der Gleitfläche der Bürste gleitet, um einer Ankerspule den von der Bürste aufgenommenen elektrischen Strom zuzuführen, wobei zumindest die Bürste oder der Kommutator (1) aus einer Kohlenstofflage (11), die die Gleitfläche (11a) an einem Ende bildet, und aus einer Metallkohlenstofflage (12) besteht, die fest mit der Kohlenstofflage (11) an dem anderen Ende verbunden ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
einen Metallkohlenstoffformschritt zum Formen eines geformten Metallkohlenstoffgrünlings durch Füllen von Hohlräumen in einem geschäumten Metall mit 55 bis 90 Gew.-% Metallgehalt, dessen Hauptbestandteil Messing ist, mit einem Füllmaterial, dessen Hauptbestandteil Kohlenstoff ist, um die Metallkohlenstofflage (12) auszubilden;
einen Kohlenstoffformschritt zum Formen eines geformten Kohlenstoffgrünlings durch Füllen einer Grünlingsform mit einem Kohlenstoffpulver, dessen Hauptbestandteil Kohlenstoff ist, um die Kohlenstofflage (11) auszubilden, was anschließend verdichtet wird; und
einen Sinterschritt zum Sintern der Metallkohlenstofflage (12), die mit der Kohlenstofflage (11) fest verbunden wird, indem der geformte Metallkohlenstoffgrünling und der geformte Kohlenstoffgrünling aneinander abgelagert und anschließend erwärmt werden.

8. Verfahren zum Herstellen eines stromführenden Elementes für einen Gleichstrommotor bei einer Kraftstoffpumpe gemäß Anspruch 7, wobei der Kohlenstoffformschritt ein Schritt zum Anordnen des geformten Metallkohlenstoffgrünlings in der Grünlingsform ist, so dass der geformte Kohlenstoffgrünling einstückig mit dem geformten Metallkohlenstoffgrünling ausgebildet wird.

9. Kraftstoffpumpe, die ein stromführendes Element für einen Gleichstrommotor aufweist, wobei das stromführende Element Folgendes aufweist:
eine Bürste, die eine Gleitfläche an einem Ende hat und der ein elektrischer Strom von einer Stromquelle zugeführt wird; und
einen Kommutator (1) mit einer Gleitfläche (11a), die an der Gleitfläche der Bürste gleitet, um einer Ankerspule den von der Bürste aufgenommenen elektrischen Strom zuzuführen,
wobei zumindest die Bürste oder der Kommutator (1) aus einer Kohlenstofflage (11), deren Hauptbestandteil Kohlenstoff ist und die die Gleitfläche (11a) an einem ersten Ende ausbildet, und aus einer Metallkohlenstofflage (12) besteht, die mit der Kohlenstofflage (11) an einem zweiten Ende fest verbunden ist und die 55 bis 90 Gew.-% Metall mit Messing als einen Hauptbestandteil sowie einen restlichen Teil mit Kohlenstoff als einen Hauptbestandteil aufweist.