DE4108564C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zur Herstellung einer Kohlebürste für Kleinmotoren mit einem Stator mit einem Permanentmagnetfeld, einem Rotor, auf dem eine Rotorwicklung aufgewickelt ist, und mit einem Kommutator zur Zufuhr von Strom zu der Rotorwicklung und Bürsten, die durch Verbindung von Graphitpulver hergestellt sind und in Gleitkontakt mit dem Kommutator stehen.
Kohlebürsten für Kleinmotoren sind bisher in der Weise hergestellt worden, daß ein Binder dem Graphitpulver hinzugefügt wird, das auf etwa 98% oder 99,5% gereinigt wurde, daß das verfestigte Gemisch zermahlen und gesiebt wurde, und daß ein metallisches Pulver mit dem gemahlenen und gesiebten Gemisch vermengt wurde, um die gewünschte elektrische Leitfähigkeit zu erhalten, woraufhin das resultierende Gemisch druckgeformt und gesintert wurde.
Um die Verwendung des Binders zu vermeiden, ist außer­ dem eine Bürste aus mit Kupfer überzogenem Graphit be­ kannt. Diese kupferplattierte Graphitbürste wird da­ durch hergestellt, daß Partikel des Graphitpulvers, das auf etwa 99% gereinigt wurde, mit Kupfer überzogen wer­ den, woraufhin das kupferüberzogene Graphitpulver ohne Zugabe eines Binders druckgeformt und gesintert wird.
In allen Fällen verbleiben Aschen in Partikelgrößen von 1 bis 100 Mikron, beispielsweise SiO2, Al2O3, Fe2O3, MnO, MgO und TiO, in dem Graphitpulver zurück.
Fig. 7 ist eine Mikrophotographie, die die Partikel­ struktur der Aschen zeigt, die hauptsächlich aus SiO2 bestehen und in dem Graphitpulver enthalten sind. Die Mikrophotographie zeigt, daß die Aschen unterschiedliche Partikelgrößen haben und groß bemessen sein können.
Kohlebürsten mit Aschen in Partikelgrößen über 50 Mikron neigen dazu, die Kommutierungseigenschaften zu ver­ schlechtern, da die Aschen während des Umlaufs des Motors zwischen die Kohlebürsten und den Kommutator eintreten, wodurch der Motor in extremen Fällen ausfallen kann.
Um dies zu vermeiden, hat der Anmelder der vorliegenden Patentanmeldung bereits Kohlebürsten für Kleinmotoren vorgeschlagen, deren Herstellungsverfahren einen Reini­ gungsprozeß enthält, bei dem das Graphitpulver auf einen Aschegehalt von weniger als 0,05 Gewichtsprozent gereinigt wird.
In Versuchen wurde ermittelt, daß eine Bürste für Kleinmotoren, die aus metallüberzogenem Graphit­ pulver, das in dem oben erwähnten Reinigungsprozeß ge­ reinigt wurde, hergestellt ist, woraufhin das Pulver druckgeformt und gesintert wird (japanische Patentanmel­ dung Nr. 1 03 201/1989), geringere mechanische Geräusche ent­ wickelt und verbesserte Kommutierungseigenschaften hat, jedoch einem beträchtlichen Abrieb unterliegt, wie in Fig. 3 (Versuch Nr. 1) dargestellt ist, was weiter un­ ten noch näher erläutert wird.
Um die Verschleißfestigkeit zu verbessern, hat der An­ melder der vorliegenden Patentanmeldung in der japa­ nischen Patentanmeldung Nr. 1 03 201/1989 eine Kohlebürste für Kleinmotoren und deren Herstellungsverfahren vorge­ schlagen, bei der Oxid dem Graphitpulver beigefügt wird, welches zuvor in dem Reinigungsprozeß gereinigt wurde, so­ wie eine weitere Kohlebürste für Kleinmotoren und deren Herstellungsverfahren in der japanischen Patentanmeldung Nr. 2 47 114/1989, bei der in derselben Weise ein elek­ trisch leitfähiges Material hinzugefügt wird.
Versuche haben ergeben, daß die oben erwähnten Kohle­ bürsten, denen Oxid als elektrisch leitfähiges Material beigemengt ist, eine verbesserte Verschleißfestigkeit haben, daß sie jedoch eine geringe Formstabilität be­ sitzen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Kohlebürsten mit guten Kommutierungseigenschaften und hoher Formstabilität zuzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen der Patentansprüche 1 und 2 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Kohlebürste für Kleinmotoren wird unter Verwendung eines Graphitpulvers hergestellt, das auf weniger als 0,05 Gewichtsprozent Aschegehalt gereinigt ist, wobei 0,1 bis 12,0 Gewichtsprozent eines faserförmigen Materials mit Partikelgrößen unter 40 Mikron und Längen unter 50 Mikron dem Graphitpulver hinzugefügt werden.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
Fig. 1A in einer schematischen Darstellung das Prinzip einer Kohlebürste für Kleinmotoren gemäß der Erfindung;
Fig. 1B ein Diagramm zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Frischungs- bzw. Reinigungsofens, der in einem Reinigungsprozeß gemäß der Erfindung verwendet wird;
Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung der Be­ ziehung zwischen der Art des Beimengungs­ stoffs und dem Abnutzungsgrad;
Fig. 4 eine Darstellung zur Erläuterung der Be­ ziehung zwischen der Beimischungsmenge des faserförmigen Materials und dem Abnutzungs­ grad gemäß der Erfindung;
Fig. 5 eine Mikrophotographie, die die Partikel­ struktur von Glasfasern zeigt, die erfin­ dungsgemäß der Kohlebürste beigefügt werden;
Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 7 eine Mikrophotographie, die die Partikel­ struktur von hauptsächlich aus SiO2 bestehen­ den Aschen zeigt, die in Graphitpulver ent­ halten sind.
Fig. 1 erläutert das erfindungsgemäße Prinzip, wobei Fig. 1A schematisch das Prinzip der Erfindung und Fig. 1B den Herstellungsprozeß zeigen.
In der Figur bezeichnen das Bezugszeichen 1 einen Kommu­ tator, 2 ein Kommutatorsegment, 3 einen Rotor, 4 eine Kohlebürste und 5 ein elastisches Bürstenteil.
In Fig. 1B bezeichnet das Bezugszeichen 20 Graphit­ pulver, das beispielsweise auf etwa 99% gereinigt ist, 21 einen erfindungsgemäßen Reinigungsprozeß, 22 einen Fasermaterialbeimengungsprozeß, bei dem 0,1 bis 12,0 Gewichtsprozent eines faserförmiges Materials (Glas­ faser, Aluminiumfaser, Silikafaser, Zirkoniumfaser, Kohlefaser, Whisker, usw.) in Partikelgrößen von we­ niger als 40 Mikron und Längen unter 50 Mikron hinzu­ gefügt werden, 23 einen Metallüberzugprozeß, 24 einen Druckformungsprozeß und 25 einen Sinterprozeß.
Die Kohlebürsten 4 werden von elektrisch leitenden Bürstenfederteilen 5 gehalten und auf solche Weise abgestützt, daß sie in Gleitkontakt mit den Kommutator­ segmenten 2 stehen. Die Kohlebürste 4 ist zu einer um­ gekehrten T-Form gesintert, wobei ihr Längssteg von dem Bürstenfederteil 5 gehalten ist, wie Fig. 1A-1 in einer perspektivischen Ansicht zeigt. Die Bodenfläche der um­ gekehrten T-Form ist etwas gekrümmt und steht in Gleit­ kontakt mit dem Kommutatorsegment 2.
Wie Fig. 1B zeigt, wird die Kohlebürste durch Aus­ führung des Reinigungsprozesses 21, des Fasermaterial­ beimengungsprozesses 22, des Metallüberzugprozesses 23, des Druckformungsprozesses 24 und des Sinterprozesses 25 an dem Graphitpulver 20 hergestellt.
Eine kupferüberzogene bzw. -plattierte Kohlebürste, die durch Beschichtung von Graphitpulver mit Kupfer her­ gestellt ist, ist allgemein bekannt. Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Graphit­ pulver so gereinigt wird, daß es einen Aschegehalt von weniger als 0,05 Gewichtsprozent in dem Reinigungspro­ zeß 21 erhält, so daß der Aschegehalt der hergestellten Kohlebürste 4 unter 0,05 Gewichtsprozent liegt. Dies be­ deutet, daß die erfindungsgemäße Kohlebürste ausgezeich­ nete Kommutierungseigenschaften wegen des extrem nie­ drigen Aschegehalts der Bürste hat.
Die Hinzufügung von 0,1 bis 12,0 Gewichtsprozent des oben erwähnten faserförmigen Materials mit einer Teil­ chengröße von weniger als 40 Mikron und Längen von we­ niger als 50 Mikron in dem Fasermaterialbeimengungsprozeß 22 trägt dazu bei, die Formstabilität und die Abrieb­ festigkeit zu verbessern.
Außerdem wird nahezu dieselbe Behandlung wie bei den Herstellungsprozessen des Standes der Technik in dem Metallüberzugprozeß bzw. Metallplattierungsprozeß 23, dem Druckformungsprozeß 24 und dem Sinterprozeß 25 aus­ geführt, die in Fig. 1B dargestellt sind.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Fri­ schungsofens bzw. Reinigungsofens, der in dem erfin­ dungsgemäßen Reinigungsprozeß verwendet wird. Das Be­ zugszeichen 20 in der Figur bezeichnet Graphitpulver, 30 einen Ofen, 31 einen Transformator, 32 ein Halogen­ rohr und 33 eine Heizeinrichtung.
In dem Reinigungsprozeß 21 werden Aschebestandteile von dem Graphitpulver 20 unter Verwendung einer halogen­ freisetzenden Substanz wie CCl4 oder CCl2F2 entfernt, wobei diese Substanzen Halogen bei hohen Temperaturen in einem inerten Gas wie Stickstoff oder Argon voll­ ständig freisetzen. Das Graphitpulver 20 wird in den Ofen 30 eingefüllt, wobei das Halogengasrohr 32 in dem Graphitpulver 20 angeordnet ist. Wenn die Tempera­ tur in dem Ofen wegen der Heizeinrichtung 33 auf etwa 1800° C ansteigt, wird CCl4 gesättigt in dem inerten Gas durch das Halogenrohr 32 zugeführt. In diesem Zu­ stand kann angenommen werden, daß in dem Ofen die fol­ genden Reaktionen ablaufen.
CCl₄ → C + 2 Cl₂
3 C + Fe₂O₃ + 3 Cl₂ → 2 FeCl₃ + 3 CO
Wenn die Temperatur weiter auf 1900°C ansteigt, wird CCl4 durch Cl2F2 ersetzt, und der Reinigungsvorgang wird über 4 Stunden bei über 2500°C fortgesetzt. In dem folgenden Kühlprozeß wird eine Spülung mit einem inerten Gas wie Stickstoff oder Argon beibehalten, um eine umgekehrte Diffusion des Aschegehalts zu vermei­ den und Halogen abzuführen.
Mit diesem Reinigungsprozeß wird eine Reinheit des Graphits über 99,95% mit einem Aschegehalt von weniger als 0,05 Gewichtsprozent erhalten.
Der Anmelder der vorliegenden Patentanmeldung stellte Bürsten aus mit Kupfer überzogenem Graphit unter Ver­ wendung der folgenden Verfahrensschritte zusätzlich zu dem Reinigungsprozeß her, um die Reinheit des Graphits, das in den metallüberzogenen Graphitbürsten verwendet wurde, zu verbessern und führte Versuche an Motoren mit diesen Bürsten aus.
i) Physikalische Reinigung
Graphit wurde von Aschen im Flotationsprozeß getrennt, der Unterschiede in physio-chemischen Flächeneigen­ schaften fester Partikel nutzt. Der physische Reinigungs­ vorgang behandelte Partikel von etwa 300 Mikron Größe. Aufgrund des Umstandes, daß Graphit mit Luftblasen ge­ trennt werden kann, wurde Graphitpulver in ein Gemisch aus Öl und Luftblasen eingeführt und gesammelt, indem die Graphitpartikel an den schwebenden Luftblasen an­ hafteten. Bei diesem Prozeß kann eine Reinheit von nicht weniger als 98% und weniger als 99,5% erreicht werden. Dies bedeutet, daß 0,5 bis 2,0% der Aschen in dem Graphit­ pulver enthalten sind.
ii) Chemische Reinigung
Der Aschegehalt des Graphitpulvers wurde in hochkonzen­ trierten Säure- und Alkalilösungen gelöst, und die Lö­ sungen wurden erhitzt (auf 160 bis 170°C) und unter Druck gesetzt (auf 5 bis 6 atms). Diese Behandlung wird allgemein Autoklavprozeß genannt, der hauptsächlich aus den folgenden Reaktionen besteht:
Fe₂O₃ + 6 HCl → 2 FeCl₃ + 3 H₂O
2 SiO₂ + 4 NaOH → 2 Na₂SiO₃  2 H₂O
Mit dieser chemischen Behandlung werden Reinheiten von nicht weniger als 99% und weniger als 99,9% er­ zielt, mit Verunreinigungen zwischen nicht weniger als 0,05% und etwa 1,0%, die in dem Graphitpulver zu­ rückbleiben.
Fig. 3 zeigt Versuchsergebnisse, die an den Kohle­ bürsten ausgeführt wurden, und zwar an einer Bürste, der Oxid hinzugefügt wurde, einer Bürste, der ein elektrisch leitendes Material hinzugefügt wurde, einer Bürste ohne Beimischungsstoff und einer erfindungsgemäßen Bürste, die alle nach dem Herstellungsverfahren mit dem Reinigungsprozeß hergestellt wurden, der das Graphit­ pulver auf weniger als 0,05 Gewichtsprozent Aschegehalt reinigt, wie weiter oben erwähnt ist. Versuch Nr. 1 gibt die Versuchsergebnisse bei einer Kohlebürste wieder, die keine Beimischung hatte, Versuch Nr. 2 betrifft eine Kohlebürste, der ein elektrisch leitendes Material (SiO2) einer kleinen Partikelgröße beigemengt wurde, Versuch Nr. 3 eine Kohlebürste, der ein elektrisch leiten­ des Material (TiC) einer kleinen Partikelgröße zugefügt wurde, und Versuch Nr. 4 eine Kohlebürste gemäß der vor­ liegenden Erfindung, der ein faseriges Material (Glas­ faser) hinzugefügt war. Fig. 3 zeigt die Versuchser­ gebnisse von maximal 80 Stunden dauernden Versuchen an 10 Bürsten, die jeweils den Versuchsnummern 1 bis 4 ent­ sprechen. Die Größe der Beimengung von SiO2 und TiC war jeweils 1,0 Gewichtsprozent, mit Partikelgrößen unter 40 Mikron. Im Falle des Versuchs Nr. 4 wurde 1,0 Ge­ wichtsprozent Glasfaser mit einer Teilchengröße unter 40 Mikron und Längen unter 50 Mikron hinzugefügt. Die Spalte "Laufzeit bis Motorausfall" in Fig. 3 zeigt, daß die Kohlebürsten der Versuchsnummern 1 bis 4 erfolgreich den 80-Stunden-Test überstanden haben. Die Spalte "Abnutzungsgrad" am Ende des 80-Stunden- Tests zeigt jedoch signifikante Unterschiede in der Abnutzung. Das heißt, die Abnutzung war beim Versuch Nr. 1 am größten, während sie bei den Versuchen 2 und 3 bereits verbessert war. Beim Versuch Nr. 4 (vorlie­ gende Erfindung) war der Abnutzungsgrad stark ver­ bessert.
Außerdem ergaben die von der Anmelderin durchgeführten Tests, daß der Abnutzungsgrad in einer engen Beziehung zur Menge des beigefügten faserförmigen Materials steht. Die Beziehung zwischen dem Abnutzungsgrad und der Größe der Beimengung des faserförmigen Materials (Glasfiber) ist in Fig. 4 dargestellt. Die Glasfaser, die der in den Versuchen benutzten Kohlebürste hinzugefügt wurde, hat Teilchengrößen unter 40 Mikron und Längen unter 50 Mikron. Die Versuchsergebnisse in Fig. 4 betreffen je­ weils 10 Kohlebürsten für jede Versuchsnummer, wobei die Bürsten einem 80-Stunden-Versuch unterzogen wurden. Die x-Marke gibt den Zeitpunkt an, an dem eine Bürste ausfiel.
Aus Fig. 4 ist zu ersehen, daß die Beimischungsmenge der Glasfaser in dem Bereich von 0,1 Gewichtsprozent (Versuch Nr. 1) bis 12,0 Gewichtsprozent (Versuch Nr. 7) gehalten werden muß, um den Abnutzungsgrad zu verringern. D. h., bei einer Beimischungsmenge von 15,0 Gewichtspro­ zent (Versuch Nr. 8) widerstand keine Kohlebürste einem 80-Stunden-Betrieb, sondern fiel nach einer durchschnitt­ lichen Laufzeit von 64 Stunden aus.
Fig. 5 ist eine Mikrophotographie, die die Partikel­ struktur der während des Herstellungsvorgangs der er­ findungsgemäßen Kohlebürste hinzuzufügenden Glasfaser zeigt. Aus der Mikrophotographie ist zu ersehen, daß die gemäß der Erfindung verwendeten Partikel der Glas­ faser nahezu gleichförmig in Form und Größe sind. Wie oben beschrieben, hat die Glasfaser Partikelgrößen von weniger als 40 Mikron und Längen von weniger als 50 Mikron.
Weiter oben ist die erfindungsgemäße Kohlebürste be­ schrieben, die nach dem in Fig. 1B dargestellten Her­ stellungsverfahren hergestellt wurde. Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt. Die Reihenfolge des Herstellungsprozesses gemäß Fig. 1B kann auch folgender­ maßen sein: Reinigungsprozeß 21 → Metallüberzogprozeß 23 → Fasermaterialbeimengungsprozeß 22 → Druckformungs­ prozeß 24 → Sinterprozeß 25. Hiermit können dieselben Wirkungen erhalten werden wie bei einer Kohlebürste, die nach dem Herstellungsverfahren gemäß Fig. 1B her­ gestellt wurde.
Mit Bezug auf Fig. 6 wird ein weiteres erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren der Kohlebürste beschrieben. Das Bezugszeichen 26 in der Figur bezeichnet einen Binder­ behandlungsprozeß, bei dem in dem Reinigungsprozeß ge­ reinigtes Graphitpulver mit einem Binder verfestigt wird, 27 einen Mahl- und Siebprozeß, bei dem das in dem Binderbehandlungsprozeß 26 mit einem Binder verfestigte Graphitmaterial zermahlen und gesiebt wird. Die übrigen Bezugszeichen entsprechen denjenigen in Fig. 1B.
In Fig. 6 wird das Graphitpulver 20 in dem Reinigungs­ prozeß 21 gereinigt. Das gereinigte Graphitpulver 20 wird mit einem Binder in dem Binderbehandlungsprozeß 26 verfestigt. Das verfestigte Graphitmaterial wird in dem Mahl- und Siebprozeß 27 zermahlen und gesiebt.
Anschließend werden 0,1 bis 12,0 Gewichtsprozent eines faserigen Materials mit Partikelgrößen unter 40 Mikron und Längen unter 50 Mikron hinzufügt und mit dem zer­ mahlenen und gesiebten Graphitmaterial in dem Faserma­ terialvermischungsprozeß 22 vermengt. Dann wird das Graphitmaterial dem Druckformungsprozeß 24 und dem Sin­ terprozeß 25 zur Herstellung einer Kohlebürste 4 unter­ worfen. Der Faservermischungsprozeß 22 in Fig. 6 kann mit dem Binderbehandlungsprozeß 26 kombiniert werden. D. h., das in dem Reinigungsprozeß 21 gereinigte Graphit­ pulver kann einem Binderbehandlungsprozeß unterworfen werden, nachdem das faserige Material hinzugefügt und mit dem Graphitpulver vermischt wurde.
Vorstehend ist mit Bezug auf Fig. 6 ein weiteres Her­ stellungsverfahren der erfindungsgemäßen Kohlebürste beschrieben. Die nach dem Verfahren gemäß Fig. 6 her­ gestellte Kohlebürste kann dieselben Wirkungen erzielen wie diejenigen, die bei einer nach dem Herstellungsver­ fahren gemäß Fig. 1B hergestellten Kohlebürste erhalten werden.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Kohlebürste mit verbesserter Formstabilität und Abnutzungsfestigkeit bereit, indem Graphitpulver so gereinigt wird, daß es weniger als 0,05 Gewichtsprozent Asche als Unreinheiten enthält, und dem Graphitpulver 0,1 bis 12,0 Gewichts­ prozent faseriges Material beigefügt wird, das Partikel­ größen unter 40 Mikron und Längen unter 50 Mikron auf­ weist.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung einer Kohlebürste für Kleinmotoren mit einem Stator mit einem Permanentmagnetfeld, einem Rotor, auf den eine Rotorwicklung aufgewickelt ist, und mit einem Kommutator zur Zufuhr von Strom zu der Rotorwicklung und Bürsten, die durch Verbindung von Graphitpulver hergestellt sind und in Gleitkontakt mit dem Kommutator stehen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Beschichten von Graphitpulver mit einer metallischen Schicht zur Bildung von metallüberzogenem Graphitpulver,
Hinzufügen von 0,1 bis 12,0 Gewichtsprozent eines faserigen Materials mit Partikelgrößen unter 40 Mikron und Längen unter 50 Mikron zu dem metallüberzogenen Graphitpulver, und
Druckformen und Sintern des Graphitpulvers mit dem zugefügten faserigen Material.
2. Verfahren zur Herstellung einer Kohlebürste für Kleinmotoren mit einem Stator mit einem Permanentmagnetfeld, einem Rotor, auf den eine Rotorwicklung aufgewickelt ist, und mit einem Kommutator zur Zufuhr von Strom zu der Rotorwicklung und Bürsten, die durch Verbindung von Graphitpulver hergestellt sind und in Gleitkontakt mit dem Kommutator stehen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Reinigen von Graphitpulver auf einen Aschengehalt von weniger als 0,05 Gewichtsprozent als Unreinheit,
Hinzufügen von 0,1 bis 12,0 Gewichtsprozent eines faserigen Materials mit Partikelgrößen unter 40 Mikron und Längen unter 50 Mikron zu dem Graphitpulver und
Druckformen und Sintern des Gemisches aus dem Graphitpulver und dem faserigen Material.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Graphitpulver unter Verwendung einer halogenfreisetzenden Substanz in einer Hochtemperatur-Inertgasatmosphäre gereinigt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Graphitpulver, das dem Fasermaterial-Beimengungsprozeß unterzogen ist, und das faserige Materialpulver mit einer Metallschicht überzogen werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner gekennzeichnet durch einen Binderbehandlungsprozeß zum Verfestigen des Graphitpulvers nach dem Reinigungsprozeß mit einem Binder und einen Mahl- und Siebprozeß zum Zermahlen und Sieben des mit dem Binder verfestigten Graphitmaterials.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Reinigungsprozeß Aschen in dem Graphitpulver in hochkonzentrierten Säure- oder Alkalilösungen gelöst werden und daß das Graphitpulver erhitzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das faserige Material wenigstens mehr als eine der folgenden Faserarten umfaßt: Glasfaser, Aluminiumfaser, Silikafaser, Zirkoniafaser, Kohlefaser und Whisker.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Reinigungsprozeß CCl4 in einem inerten Gas gesättigt wird, wenn die Ofentemperatur in einer ersten Höhe ist, daß CCl4 durch CCl2F2 ersetzt wird, wenn die Ofentemperatur in einer zweiten Höhe ist, und daß die Reinigung fortgesetzt wird, wenn sich die Ofentemperatur in einer dritten Höhe befindet.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Metall-Plattierungs-Prozeß nach dem Reinigungsprozeß ausgeführt wird und daß anschließend das faserige Material hinzugefügt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fasermaterial-Beimengungsprozeß und der Binderbehandlungsprozeß gleichzeitig ausgeführt werden.
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GB (1) GB2241944B (de)
TW (1) TW198146B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19524510A1 (de) * 1995-07-05 1997-01-09 Klein Schanzlin & Becker Ag Fluidgeschmiertes Gleitlager
DE19929686A1 (de) * 1999-06-28 2001-01-25 Christian Felber Bürstenring für Elektromotoren

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2709611B1 (fr) * 1993-09-02 1995-11-10 Lorraine Carbone Procédé de fabrication de balais multicouches et balais obtenus par le procédé.
JP2001008424A (ja) 1999-06-17 2001-01-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 直流整流子電動機
RU2166817C1 (ru) * 1999-12-09 2001-05-10 Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и проектно-технологический институт электроугольных изделий" Композиция для изготовления щеток электрических машин
US8268222B2 (en) * 2001-02-15 2012-09-18 Integral Technologies, Inc. Methods of making electrical motor components from conductive loaded resin-based materials
GB0107152D0 (en) 2001-03-22 2001-05-09 Johnson Electric Sa Improvements in or relating to a brush assembly
JP3667310B2 (ja) 2002-09-11 2005-07-06 東炭化工株式会社 カーボンブラシ
RU2245596C1 (ru) * 2003-07-15 2005-01-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и проектно-технологический институт электроугольных изделий" Способ изготовления композиции для щеток электрических машин
CN1839529A (zh) * 2003-09-05 2006-09-27 东炭化工株式会社 碳刷
US8035272B2 (en) * 2004-08-02 2011-10-11 Asmo Co. Ltd. Carbon brush with raw graphite particles
CN100438229C (zh) * 2006-07-28 2008-11-26 许晓华 电刷
RU2560619C2 (ru) * 2013-12-05 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) Способ изготовления электроугольных изделий
DE102016213653A1 (de) * 2016-07-26 2018-02-01 Schunk Hoffmann Carbon Technology Ag Ableiteinrichtung zur Ableitung elektrischer Störungen
CN106868335B (zh) * 2017-03-15 2018-04-06 上海法雷奥汽车电器系统有限公司 一种汽车起动机碳刷材料及其制备方法
US11146152B2 (en) * 2017-12-01 2021-10-12 Tris Inc. Brush of motor for automotive electronics

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD237099A3 (de) * 1979-09-14 1986-07-02 Bitterfeld Chemie Verbundwerkstoff fuer schleifringe und kommutierungsbuersten
JPH02285951A (ja) * 1989-04-21 1990-11-26 Mabuchi Motor Co Ltd 小型モータにおけるカーボン・ブラシとその製造方法
JPH03164048A (ja) * 1989-08-11 1991-07-16 Mabuchi Motor Co Ltd 小型モータ用金属黒鉛ブラシおよびその製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1202818A (en) * 1913-12-26 1916-10-31 Westinghouse Electric & Mfg Co Metal-carbon brush.
US2041895A (en) * 1934-04-04 1936-05-26 Speer Carbon Company Brush for dynamo-electric machines
US2098062A (en) * 1935-04-26 1937-11-02 Gen Electric Carbon brush
US2252277A (en) * 1939-04-20 1941-08-12 James R Tate Molded porous electrical brush and the like
US3173045A (en) * 1960-03-23 1965-03-09 Gen Electric Electric current collection and delivery apparatus for dynamoelectric machine
US3772080A (en) * 1972-01-10 1973-11-13 Gen Electric Method of treating a carbon current collection brush and brush resulting therefrom
JPS5826156B2 (ja) * 1974-12-19 1983-06-01 東海カ−ボン株式会社 電刷子素材の製造方法
US4119572A (en) * 1975-11-04 1978-10-10 Georgy Nikolaevich Fridman Carbon-graphite material for brushes of electric machines and method for preparing same
JPS53129158A (en) * 1977-04-18 1978-11-10 Toda Kogyo Corp Needle iron magnetic grain powder manufacturing process
FR2404936A1 (fr) * 1977-10-03 1979-04-27 Anvar Perfectionnements aux dispositifs de contact electrique glissant
DE3650282T2 (de) * 1985-08-27 1995-11-09 Intercal Co Elektrischer Kontakt mit Einlagerungen enthaltendem Graphit.
SU1319123A1 (ru) * 1985-12-19 1987-06-23 Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Композици дл электрических щеток
CA1283748C (en) * 1986-06-25 1991-04-30 Takaharu Itagaki Vinylamine copolymer, flocculating agent and paper strength increasingagent using the same, as well as process for producing the same
JPH0651894B2 (ja) * 1986-12-02 1994-07-06 日立化成工業株式会社 金属黒鉛質ブラシの製造法
US5136198A (en) * 1989-04-21 1992-08-04 Mabuchi Motor Co., Ltd. Carbon brush for miniature motors and method of making same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD237099A3 (de) * 1979-09-14 1986-07-02 Bitterfeld Chemie Verbundwerkstoff fuer schleifringe und kommutierungsbuersten
JPH02285951A (ja) * 1989-04-21 1990-11-26 Mabuchi Motor Co Ltd 小型モータにおけるカーボン・ブラシとその製造方法
JPH03164048A (ja) * 1989-08-11 1991-07-16 Mabuchi Motor Co Ltd 小型モータ用金属黒鉛ブラシおよびその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19524510A1 (de) * 1995-07-05 1997-01-09 Klein Schanzlin & Becker Ag Fluidgeschmiertes Gleitlager
DE19929686A1 (de) * 1999-06-28 2001-01-25 Christian Felber Bürstenring für Elektromotoren

Also Published As

Publication number Publication date
DE4108564A1 (de) 1991-09-19
GB2241944B (en) 1993-12-08
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GB9105645D0 (en) 1991-05-01
US5144181A (en) 1992-09-01
GB2241944A (en) 1991-09-18
JPH03270660A (ja) 1991-12-02

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