DE602005003798T2 - Brushes for electric motors operated at a high temperature - Google Patents

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Abstract

The unit has copper particles obtained from a mixture of electrolytic copper, atomized copper and crushed copper, and a mixture of natural graphite, organic binder e.g. bakelite resin, and molybdenum disulphide. The weight percent of the copper particles is comprised between 20 and 60 percentage. Additional metal e.g. zinc carbonate, is added with material in the form of metallic particles. Independent claims are also included for the following: (A) a fabricating method of a sliding contact unit (B) a fabricating method of an electric motor operating under low voltage.

Description

TECHNISCHER BEREICHTECHNICAL PART

Die Erfindung betrifft eine Bürste für Elektromotoren, insbesondere für solche, die dazu dienen, Geräte an Bord eines Kraftfahrzeugs anzutreiben (Zwangslüfter (eigenständige, direkt am Kühler befestigte Lüfter) und andere Ventilatoren, Stromgeneratoren, Hilfsantriebe, usw.), für die eine erhöhte Leistung angestrebt ist.The The invention relates to a brush for electric motors, especially for those that serve devices on board a motor vehicle to drive (forced ventilation (independent, direct on the radiator attached fans) and other fans, power generators, auxiliary drives, etc.), for the an increased performance is sought.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Solche Elektromotoren werden bei niedriger Spannung und hoher Stromstärke betrieben. Aufgrund dieser hohen Stromstärke müssen die Bürsten, mit denen diese Motoren ausgerüstet sind, einen elektrischen Gleitkontakt bei erhöhter Temperatur gewährleisten, die typischerweise über 100°C oder sogar 200°C beträgt, und gleichzeitig eine Stromdichte aufweisen, die über 15 A/cm2 beträgt. Die Betriebsbedingungen der von der Erfindung betroffen in Kraftfahrzeugen eingebauten Elektromotoren unterscheiden sich vollkommen von denen der Anlasser.Such electric motors are operated at low voltage and high current. Because of this high current intensity, the brushes with which these motors are equipped must ensure an electrical sliding contact at elevated temperature, which is typically above 100 ° C or even 200 ° C, and at the same time have a current density greater than 15 A / cm 2 , The operating conditions of the electric motors incorporated in motor vehicles concerned by the invention are completely different from those of the starters.

Die nicht von der Erfindung betroffenen Anlasser sollen mehrere hunderttausend Mal einige Millisekunden lang bei einer Stromdichte von über 500 A/cm2 funktionieren. In der Patentanmeldung US2003/0135993 sind Bürsten beschrieben, die für solche Betriebsbedingungen ausgelegt sind. Sie sind zwar einer sehr hohen Beanspruchung ausgesetzt, werden jedoch von der kumulierten Zeit her nur sehr wenig betrieben und daher in der kurzen Zeitspanne, in der sie betrieben werden, nur geringfügig erwärmt.The starters not affected by the invention are to work several hundred thousand times for a few milliseconds at a current density of over 500 A / cm 2 . In the patent application US2003 / 0135993 brushes are described, which are designed for such operating conditions. Although they are exposed to very high stress, but are operated by the cumulative time very little and therefore only slightly heated in the short period in which they are operated.

Demgegenüber sind Motoren, wie die im Motorraum von Kraftfahrzeugen eingebauten, immer höheren Temperaturen ausgesetzten Zwangslüfter ständig, d. h. ebenso lange wie der Verbrennungsmotor, in Betrieb. Sie werden mit einer geringeren Stromdichte betrieben, die typischerweise unter 50 A/cm2 beträgt, sind hingegen einer Erwärmung durch den Jouleschen Effekt ausgesetzt und müssen während der gesamten Lebensdauer des Kraftfahrzeugs, d. h. mehrere tausend Stunden lang, typischerweise über 2.000 Stunden lang bei erhöhten Temperaturen über 100°C oder sogar über 200°C funktionieren.In contrast, engines, such as those installed in the engine compartment of motor vehicles, always exposed to higher temperatures forced ventilation constantly, ie as long as the engine, in operation. They are operated at a lower current density, which is typically below 50 A / cm 2 , but are subject to Joule effect heating and must be maintained at elevated temperatures throughout the life of the motor vehicle, ie for several thousand hours, typically over 2,000 hours above 100 ° C or even over 200 ° C.

Aufgrund der immer anspruchsvolleren Betriebsbedingungen für die Bürsten müssen diese so angepasst werden, dass sie nicht nur der erhöhten Beanspruchung widerstehen, sondern auch eine höhere Lebensdauer aufweisen.by virtue of The ever more demanding operating conditions for the brushes need these adapted to withstand not only the increased stress, but also a higher one Have life.

Bürsten für an Bord von Kraftfahrzeugen eingebaute Elektromotoren (Zwangslüfter, Stromgeneratoren, Ventilatoren, usw.) bestehen im Allgemeinen aus einer Mischung aus Kupferpartikeln und Graphoidpartikeln.Brushes for on board electric motors installed by motor vehicles (forced ventilators, electricity generators, Fans, etc.) generally consist of a mixture of Copper particles and graphoid particles.

Die Kupferpartikel können unterschiedlichen Ursprungs sein: Elektrolytkupfer (durch elektrolytische Ablagerung an einer Kathode gewonnenes Kupfer, wobei die Anode aus reinem Kupfer und das Elektrolyt typischer weise aus einer Mischung aus Kupfersulfat, Schwefelsäure und Zusatzstoffen besteht), zerstäubtes Kupfer (geschmolzenes und unter der Wirkung eines starken Gas- oder Flüssigkeitsstrahls in Form von feinen Tröpfchen zersprühtes Kupfer) oder eingestampftes Kupfer (gemahlener, zerstäubtes Kupfer in Form von feinen Lamellen).The Copper particles can be of different origin: electrolytic copper (by electrolytic Deposition on a copper-derived copper, the anode of pure copper and the electrolyte typically from a mixture from copper sulfate, sulfuric acid and additives), atomized copper (molten and under the action of a strong jet of gas or liquid in the form of fine droplets sprayed copper) or crushed copper (ground, atomized copper in the form of fine Fins).

Die Graphoide bestehen aus unterschiedlichen Graphitsorten – im allgemeinen Naturgraphiten – und organischen Bindemitteln. Die so gebildete Mischung wird wärmebehandelt und anschließend gemahlen, um die Graphoidpartikel zu erhalten.The Graphoids are made of different types of graphite - in general Natural graphites - and organic binders. The mixture thus formed is heat treated and subsequently ground to obtain the graphoid particles.

Zu diesen Grundwerkstoffen (Kupfer- und Graphoidpartikel) kommen im Allgemeinen leitende Schleifmittel, typischerweise Karbide, z. B. Siliciumcarbid oder Kokse, sowie feste Schmiermittel – typischerweise Molybdenbisulfid (MOS2) hinzu. Die Art und der Massenanteil jedes dieser Bestandteile werden in Abhängigkeit von der gewünschten Anwendung bestimmt. Das sich aus dieser Mischung ergebende Material besitzt im Allgemeinen einen elektrischen Widerstand, der sich im Laufe der Zeit nicht verschlechtern darf, um die von dem betreffenden Elektromotor erwartete Leistung nicht zu beeinträchtigen (siehe US-A-2003/0135993 ).These base materials (copper and graphoid particles) are generally conductive abrasives, typically carbides, z. As silicon carbide or coke, and solid lubricants - typically molybdenum bisulfide (MOS 2 ) is added. The type and mass fraction of each of these ingredients are determined depending on the desired application. The material resulting from this mixture generally has an electrical resistance which must not deteriorate over time so as not to affect the performance expected of the electric motor in question (see US-A-2003/0135993 ).

Wenn jedoch ein Motor bei erhöhten Temperaturen betrieben wird, z. B. bei einem Zwangslüfter, bei dem die Umgebungstemperatur während dessen Betriebs oft über 100°C beträgt, kann die Temperatur der Bürste bis zu 200°C bzw. darüber hinaus ansteigen und eine Erhöhung des elektrischen Widerstands des Materials sowie eine erhöhte Oxidation des Kupfers festgestellt werden. Diese wahrscheinlich miteinander zusammenhängenden Phänomene bewirken eine beschleunigte Abnutzung der Bürsten und einen Leistungs- bzw. Drehzahlverlust des Motors.If however, an engine at elevated Temperatures is operated, for. B. in a forced ventilation, at the ambient temperature during its operation often over 100 ° C, can the temperature of the brush up to 200 ° C or above go up and an increase the electrical resistance of the material and increased oxidation of the material Copper can be determined. These probably related Cause phenomena accelerated wear of the brushes and a performance or speed loss of the engine.

PROBLEMSTELLUNGPROBLEM

Der Antragsteller wünschte somit, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem ein Material für die Bürsten eines Elektromotors geschaffen werden kann, das eine bessere Abnutzungsfestigkeit aufweist, wenn der Motor bei einer Temperatur über 100°C und typischerweise um 150°C herum betrieben wird, und gleichzeitig der Motor die Möglichkeit erhält, während seiner gesamten Lebensdauer eine weitgehend gleichbleibende Leistung zu besitzen. Die kumulierte Betriebsdauer der betreffenden Motoren kann zwischen wenigen Stunden (Fensterheber, Scheibenwischer) bis zu mehr als 2.000 Stunden (Zwangslüfter) liegen.The Applicant thus wishes to develop a method by which to provide a material for the brushes of an electric motor having better wear resistance when the engine is operated at a temperature above 100 ° C and typically around 150 ° C, and at the same time the engine is given the opportunity to have a largely consistent performance throughout its life. The cumulative service life of the engines in question may be between a few hours (windows, Windscreen wiper) up to more than 2,000 hours (forced ventilation) are.

GEGENSTAND DER ERFINDUNGSCOPE OF THE INVENTION

Ein erster Gegenstand der Erfindung ist ein Gleitkontaktteil, das einen elektrischen Strom mit erhöhter. Dichte – typischerweise über 15 A/cm2 und unter 50 A/cm2 – leitet und aus Kupferpartikeln und aus einer zermahlenen Mischung aus Graphitpartikeln – vorzugsweise Naturgraphitpartikeln – und organischen Bindemitteln stammenden Graphoidpartikeln besteht, dadurch gekennzeichnet, dass zum Leiten des besagten Stroms über mindestens 2.000 Stunden bei einer über 100°C – typischerweise bei ungefähr 150°C – liegenden Temperatur das besagte Kontaktteil Kupferpartikel enthält, deren Massenanteil zwischen 20% und 60% beträgt, sowie Partikel, die in Form eines Metalls oder einer Verbindung dieses Metalls ein zusätzliches Metall enthalten, das zu der aus den Elementen Zink, Mangan und Zinn gebildeten Gruppe gehört.A first object of the invention is a sliding contact part, which has an electric current with increased. Density - typically above 15 A / cm 2 and below 50 A / cm 2 - and consists of copper particles and a crushed mixture of graphite particles - preferably natural graphite particles - and organic binders derived graphoid particles, characterized in that for conducting said stream over at least 2,000 hours at a temperature above 100 ° C - typically at about 150 ° C - said contact portion contains copper particles whose mass fraction is between 20% and 60%, and particles in the form of a metal or a compound of this metal, an additional metal which belongs to the group consisting of the elements zinc, manganese and tin.

Das Gleitkontaktteil, das in der Lage ist, einen elektrischen Strom zu leiten, ist ein stromleitendes Reibteil wie z. B. die Bürste eines Elektromotors. Die über dieses Kontaktteil geleitete Stromdichte kann mehr als 15 A/cm2 betragen. Die bezweckte Anwendung betrifft die kleinen, in einem Kraftfahrzeug eingebauten Elektromotoren für Zwangslüfter, Ventilatoren, Stromgeneratoren usw., die mit einem Strom betrieben werden, dessen Stärke – typischerweise unter 50 A/cm2 – geringer als die zum Betreiben eines Anlassers erforderliche – typischerweise über 100 A/cm2 betragende – Stromstärke ist. Andererseits nimmt jedoch der Durchschnittswert der Dichte des Stroms, mit dem die Motoren gespeist werden, ständig zu, um die immer höheren Anforderungen bzgl. Leistung zu erfüllen, die bisher im Bereich unter einem Kilowatt lag. Solche Motoren müssen ohne Unterbrechung gespeist werden, was wiederum mit einer immer höheren Betriebstemperatur verbunden ist.The sliding contact member capable of conducting an electric current is a current-conducting friction member such as an electric motor. B. the brush of an electric motor. The current density conducted via this contact part can be more than 15 A / cm 2 . The intended application concerns the small motor-mounted electric motors for forced ventilators, ventilators, power generators, etc., which are operated with a current whose intensity - typically below 50 A / cm 2 - less than that required to operate a starter - typically exceeds 100 A / cm 2 - Amperage is. On the other hand, however, the average value of the density of the current supplied to the motors is steadily increasing in order to meet the ever higher performance requirements, which were previously in the range below one kilowatt. Such motors must be fed without interruption, which in turn is associated with an ever higher operating temperature.

Typischerweise werden zum Prüfen der Dauerfestigkeit des Materials, aus dem die Bürsten von Elektromotoren bestehen, folgende Bedingungen gestellt: Die Bürste muss bei einer Umgebungstemperatur im Motor um 150°C herum 2.000 Stunden lang einen Strom mit einer Dichte von 25 A/cm2 leiten.Typically, the following conditions are set for testing the fatigue life of the material making up the brushes of electric motors: The brush must conduct a current at a density of 25 A / cm 2 for 2000 hours at an ambient temperature in the engine around 150 ° C.

Erfindungsgemäß wird vorzugsweise ein relativ hoher Massenanteil an Kupfer gewählt, der typischerweise um 30% beträgt und zwischen 20% und 60%, vorzugsweise zwischen 20% und 30% liegt. Das aus der Mischung gebildete Material besitzt einen geringen spezifischen Widerstand (Widerstand AG oder "Against Grain", d. h. senkrecht zur Längsrichtung der Körnung), allerdings über 200 μΩcm (2 10–6 Ωm), jedoch typischerweise unter 10.000 μΩcm (10–4 Ωm), vorzugsweise unter 5.000 μΩcm (5 10–5 Ωm) nach 2.000 Stunden Betrieb bei 150°CAccording to the invention, a relatively high mass fraction of copper is preferably selected, which is typically around 30% and between 20% and 60%, preferably between 20% and 30%. The material formed from the mixture has a low resistivity (resistance AG or "Against Grain", ie perpendicular to the longitudinal direction of the grain), but above 200 μΩcm (2 10 -6 Ωm), but typically below 10,000 μΩcm (10 -4 Ωm ), preferably below 5,000 μΩcm (5 10 -5 Ωm) after 2,000 hours of operation at 150 ° C

Die Kupferpartikel können durch das Mischen von Partikeln unterschiedlicher Herkunft (Elektrolytkupfer, zerstäubtes Kupfer, eingestampftes Kupfer) gebildet werden, deren Rohdichte typischerweise zwischen 0,3 g/cm3 und 4 g/cm3 liegt. Vorzugsweise wird dabei Elektrolytkupfer verwendet, dessen Rohdichte zwischen 0,6 g/cm3 und 0,9 g/cm3 liegt, oder eine Mischung aus Partikeln aus Elektrolytkupfer (65 bis 100 Gewichtsprozent) und eingestampftem Kupfer (Rohdichte zwischen 0,9 g/cm3 und 1,2 g/cm3) (0 bis 35 Gewichtsprozent) verwendet.The copper particles may be formed by mixing particles of different origin (electrolytic copper, sputtered copper, crushed copper) whose bulk density is typically between 0.3 g / cm 3 and 4 g / cm 3 . Preference is given to using electrolytic copper whose density is between 0.6 g / cm 3 and 0.9 g / cm 3 , or a mixture of particles of electrolytic copper (65 to 100% by weight) and crushed copper (bulk density between 0.9 g / cm 3 and 1.2 g / cm 3 ) (0 to 35% by weight).

Die Graphoidpartikel bestehen vorzugsweise aus Naturgraphiten und organischen Bindemitteln, vorzugsweise phenolischer Art, oder auf der Grundlage von Polyamiden oder auch Polyethylenteraphtalat. Das feste Schmiermittel, typischerweise Moybdenbisulfid, kann in der Zusammensetzung des Graphoids enthalten sein.The Graphoid particles are preferably made of natural graphites and organic Binders, preferably phenolic, or based on of polyamides or polyethylene terephthalate. The solid lubricant, typically molybdenum sulphide, can be found in the composition of Be included in graphoids.

Der Mischung Kupfer + Graphoid wird ein leitendes Schleifmittel, vorzugsweise eine Mischung aus Koks und Siliciumcarbid und einem zusätzlichen Metall beigefügt, das zu der Gruppe gehört, die aus Metallen und Legierungen auf der Basis von Zink, Mangan und Zinn bestehen.Of the Blend Copper + Graphoid will be a conductive abrasive, preferably a mixture of coke and silicon carbide and an additional metal accompanied that belongs to the group, made of metals and alloys based on zinc, manganese and tin exist.

Dieses zusätzliche Metall wird dem Material in Form einer Verbindung dieses Metalls beigefügt, die bei der Brenntemperatur der Mischung vorzugsweise unstabil ist. So wird bei Zink vorzugsweise ein Oxid, ein Carbonat oder ein Sulfat gewählt. Der Gewichtsanteil des besagten Zusatzmetalls beträgt vorzugsweise zwischen 0,1% und 20% und vorzugsweise zwischen 0,5% und 10%. Die Antragstellerin stellte fest, dass aufgrund des Vorhandenseins dieses Zusatzmetalls durch die Begrenzung der Oxidation des Kupfers eine Verschlechterung der Bürste verzögert werden kann.This additional Metal becomes the material in the form of a compound of this metal attached, the is preferably unstable at the firing temperature of the mixture. Thus, zinc is preferably an oxide, a carbonate or a sulfate selected. The proportion by weight of said additional metal is preferably between 0.1% and 20%, and preferably between 0.5% and 10%. The Applicant noted that due to the presence of this additional metal by limiting the oxidation of the copper a deterioration the brush delayed can be.

Die Erfindung betrifft weiterhin auch ein Herstellungsverfahren eines Gleitkontaktteils, das imstande ist, einen elektrischen Strom mit hoher Dichte, typischerweise höher als 15 A/cm2 und niedriger als 50 A/cm2 zu leiten, umfassend Kupferpartikel und Graphoidpartikeln, die aus dem Zermahlen einer Mischung aus Graphitpartikeln und organischen Bindemitteln stammen, dadurch gekennzeichnet, dass

  • a) eine Mischung aus Kupferpartikeln, Graphoidpartikeln und Partikeln hergestellt wird, die ein zusätzliches Metall in Form von Metall oder einer Verbindung des besagten Metalls enthalten, das zu der aus den Elementen Zink, Mangan und Zinn gebildeten Gruppe gehört, wobei der Massenanteil der Kupferpartikel zwischen 20% und 60%, der Massenanteil der Graphoid-Partikel zwischen 45% und 75% und der Massenanteil des Zusatzmetalls bzw. der Verbindung desselben zwischen 0,5% und 20% betragen,
  • b) die derart gemischten Partikel auf eine Einbrenntemperatur zwischen 250°C und 700°C, vorzugsweise zwischen 250°C und 450°C, typischerweise auf ungefähr 400°C gebracht werden, und zwar über eine Dauer zwischen 0,5 und 10 Stunden, typischerweise ungefähr 4 Stunden, in einer reduzierenden Atmosphäre, die zwischen 5% und 50% Wasserstoff enthält, wobei die Ergänzung durch Stickstoff oder ein Neutralgas erfolgt, typischerweise eine Mischung aus 40% Wasserstoff und 60% Stickstoff.
The invention further relates to a manufacturing method of a sliding contact member capable of conducting a high-density electric current, typically higher than 15 A / cm 2 and lower than 50 A / cm 2 , comprising copper particles and graphoid particles resulting from the crushing of a Blend of graphite particles and organic binders, characterized in that
  • a) a mixture of copper particles, graphoid particles and particles is prepared containing an additional metal in the form of metal or a compound of said metal, which belongs to the group consisting of the elements zinc, manganese and tin, wherein the mass fraction of the copper particles between 20% and 60%, the mass fraction of graphoid particles between 45% and 75% and the mass fraction of the additive metal or the compound thereof between 0.5% and 20%,
  • b) the particles thus mixed are brought to a stoving temperature between 250 ° C and 700 ° C, preferably between 250 ° C and 450 ° C, typically to about 400 ° C, over a period between 0.5 and 10 hours, typically about 4 hours, in a reducing atmosphere containing between 5% and 50% hydrogen supplemented by nitrogen or a neutral gas, typically a mixture of 40% hydrogen and 60% nitrogen.

Das Graphoid wiederum stammt aus der Mischung aus Graphit, vorzugsweise Naturgraphit und organischem, vorzugsweise phenolischem Bindemittel, typischerweise einem Bakelitharz, sowie Festschmierstoffen, typischerweise Molybdänbisulfid, wobei das Ganze vorzugsweise durch Rühren in feuchter Umgebung vermischt wurde, wobei anschließend das Lösungsmittel verdampft und das Pulver zermahlen und gesiebt wird, so dass man eine Korngröße erhält, die einem Siebdurchgang entspricht, der kleiner als 630 μm ist und vorzugsweise zwischen 90 und 355 μm beträgt.The Graphoid in turn comes from the mixture of graphite, preferably Natural graphite and organic, preferably phenolic binder, typically a bakelite resin, as well as solid lubricants, typically Molybdenum bisulfide, wherein the whole preferably by stirring was mixed in a humid environment, then the solvent evaporated and the powder is ground and sieved, so that one gets a grain size that corresponds to a sieve passage, which is smaller than 630 microns and preferably between 90 and 355 μm is.

Der Mischung kann vor dem Einbrennen auch ein leitendes Schleifmittel beigegeben werden, wie etwa eine aus Siliciumcarbid und Koks, wobei der Massenanteil typischerweise bei 0,05% bis 1% liegt.Of the Mixture may also be a conductive abrasive before firing be added, such as one of silicon carbide and coke, wherein the mass fraction is typically from 0.05% to 1%.

Die derart erzielte Mischung wird auf eine Einbrenntemperatur zwischen 250°C und 700°C, vorzugsweise zwischen 250°C und 450°C, typischerweise, mit einer Genauigkeit von ungefähr 10 Grad, auf ungefähr 400°C gebracht werden, und zwar über eine Dauer zwischen 0,5 und 10 Stunden, typischerweise ungefähr 4 Stunden, in einer reduzierenden Atmosphäre, die zwischen 5% und 50% Wasserstoff enthält, wobei die Ergänzung durch Stickstoff oder ein Neutralgas erfolgt, typischerweise eine Mischung aus 40% Wasserstoff und 60% Stickstoff.The thus achieved mixture is at a baking temperature between 250 ° C and 700 ° C, preferably between 250 ° C and 450 ° C, typically, with an accuracy of about 10 degrees, brought to about 400 ° C become, over one Duration between 0.5 and 10 hours, typically about 4 hours, in a reducing atmosphere, which contains between 5% and 50% hydrogen, the supplement being Nitrogen or a neutral gas occurs, typically a mixture of 40% hydrogen and 60% nitrogen.

Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung eines Gleitkontaktteils, das Kupferpartikel und Graphoidpartikel umfasst, wobei der Massenanteil der Kupferpartikel zwischen 20% und 60% beträgt, wobei das besagte Kontaktteil ebenfalls Partikel enthält, die ein zusätzliches Metall in Form von Metall oder einer Verbindung des Metalls enthalten, das zu der aus den Elementen Zink, Mangan und Zinn gebildeten Gruppe gehört, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Teil als Bürste für einen elektrischen Gleichstrommotor einer Ausrüstung in einem Kraftfahrzeug wie z. B. einen Zwangslüfter, einen Fensterheber, einen Scheibenwischer oder Stromgenerator verwendet wird und bei einer elektrischen Spannung, die 60 Volt oder weniger beträgt, arbeitet, wobei das besagte Teil einen elektrischen Strom mit einer Dichte leitet, die höher als 15 A/cm2 und niedriger als 50 A/cm2 ist, und imstande ist, den besagten Strom über 2.000 Stunden bei einer höher als 100°C liegenden Raumtemperatur, typischerweise bei ungefähr 150°C, zu leiten.The invention further relates to the use of a sliding contact part comprising copper particles and graphoid particles, wherein the mass fraction of the copper particles is between 20% and 60%, said contact part also containing particles containing an additional metal in the form of metal or a compound of the metal belonging to the group consisting of the elements zinc, manganese and tin, characterized in that said part is used as a brush for a DC electric motor of equipment in a motor vehicle such as a motor vehicle. A forced air fan, a window regulator, a windscreen wiper or power generator is used and operates at an electrical voltage which is 60 volts or less, said part conducting an electric current having a density higher than 15 A / cm 2 and is lower than 50 A / cm 2 , and is capable of conducting said current for more than 2,000 hours at a room temperature higher than 100 ° C, typically at about 150 ° C.

Die Erfindung betrifft weiterhin auch ein Herstellungsverfahren eines Kollektormotors, typischerweise eines Gleichstrommotors, das Folgendes umfasst:

  • a) das Ausführen eines Gestells, auf dem ein Induktor befestigt ist,
  • b) das Ausführen eines Ankers, der mit einem Kollektor verbunden ist, der sich um eine Achse dreht, wobei der Anker Leitungsdrähte umfasst, die mit den Lamellen des besagten Kollektors verbunden sind,
  • c) das Zusammensetzen des Induktors und des Ankers und
  • d) das Befestigen von elektrischen Gleitkontakten auf einem Element, das mit dem Gestell verbunden ist, wobei die elektrischen Gleitkontakte imstande sind, mit einer Stromversorgungsquelle bei einer Spannung, die 60 Volt oder weniger beträgt, verbunden zu werden, und zur Herstellung der elektrischen Verbindung mit den Wicklungen des Ankers gegen die Oberfläche des Kollektors gedrückt werden, so dass sie während der Drehbewegung des Läufers nacheinander mit jeder der Lamellen des Kollektors in Berührung gesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zum Betreiben des besagten Motors über mindestens 2.000 Stunden bei einer höher als 100°C liegenden Raumtemperatur, typischerweise bei ungefähr 150°C, und mit einer Stromdichte, die zwischen 15 A/cm2 und 50 A/cm2 beträgt, elektrische Gleitkontakte verwendet werden, die Kupferpartikel, deren Massenanteil zwischen 20% und 60% beträgt, Graphoid- Partikel, die aus dem Zermahlen einer Mischung aus Graphitpartikeln und organischen Bindemitteln stammen, und ebenfalls Partikel eines Metalls in Form von Metall oder einer Verbindung des besagten Metalls enthalten, das zu der aus den Elementen Zink, Mangan und Zinn gebildeten Gruppe gehört.
The invention further relates to a manufacturing method of a collector motor, typically a DC motor, comprising:
  • a) carrying out a rack on which an inductor is mounted,
  • b) carrying out an armature connected to a collector rotating about an axis, said armature including lead wires connected to the fins of said collector,
  • c) assembling the inductor and the armature and
  • d) attaching electrical sliding contacts on a member connected to the frame, the sliding electrical contacts being capable of being connected to a power source at a voltage of 60 volts or less and for establishing electrical connection with the windings of the armature are pressed against the surface of the collector so that they are contacted successively with each of the fins of the collector during the rotation of the rotor, characterized in that for operating said motor for at least 2,000 hours at a higher than 100 ° C, typically at about 150 ° C, and with a current density of between 15 A / cm 2 and 50 A / cm 2 , electrical sliding contacts are used, the copper particles whose mass fraction is between 20% and 60%, Graphoid particles resulting from the grinding of a mixture of graphite particles and organic bin and particles of a metal in the form of metal or a compound of said metal belonging to the group formed by the elements zinc, manganese and tin.

Die nachfolgenden Beispiele beschreiben einige erfindungsgemäße Nuancen und zeigen die Eignung der mit diesen Nuancen hergestellten Bürsten, der Abnutzung und Oxidation besser zu widerstehen.The The following examples describe some nuances according to the invention and show the suitability of the brushes made with these shades, the To better withstand wear and oxidation.

ABBILDUNGENPICTURES

In 1a ist das Schliffbild einer Bürste aus einem nicht erfindungsgemäßen Material dargestellt, die 620 Stunden lang bei 150°C verwendet wurde: Die Kupferpartikel zeigen starke Oxidationsspuren. In 1b sind die im Schliffbild von 1a erkennbaren Bereiche schematisch dargestellt.In 1a is the micrograph of a brush made of a non-inventive material, which was used for 620 hours at 150 ° C: The copper particles show strong traces of oxidation. In 1b are the in the micrograph of 1a recognizable areas shown schematically.

In 2a ist das Schliffbild einer Bürste aus einem Material dargestellt, das dem von 1 gleicht, dem jedoch erfindungsgemäß Partikel eines zusätzlichen Metalls beigegeben sind. In 2b sind die im Schliffbild von 2a erkennbaren Bereiche schematisch dargestellt. Diese Bürste wurde ebenfalls 620 Stunden lang bei 150°C verwendet: Die Kupferpartikel zeigen keine wesentlichen Oxidationsspuren.In 2a is the microsection of a brush made of a material represented by the 1 similar, but according to the invention particles of an additional metal are added. In 2 B are the in the micrograph of 2a recognizable areas shown schematically. This brush was also used for 620 hours at 150 ° C: The copper particles show no significant traces of oxidation.

In 3 sind die Ergebnisse der Messungen in einer gemeinsamen Grafik zusammengefasst. Sie zeigt die Zunahme des spezifischen Widerstands AG im Laufe der Zeit in Abhängigkeit vom jeweiligen Bürstenmaterial.In 3 the results of the measurements are summarized in a common graph. It shows the increase of the specific resistance AG over time depending on the respective brush material.

BEISPIELEEXAMPLES

BEISPIEL 1: Oxidationsspuren im Kupfer bei zwei Materialsorten: Die eine ohne Zink, die andere mit 2% Zinkcarbonat (1 und 2).Example 1: Oxidation Traces in Copper for Two Material Varieties: One without Zinc, the Other with 2% Zinc Carbonate ( 1 and 2 ).

Dazu wurde ein Pulver (Sorte X1) mit folgenden Bestandteilen hergestellt:

  • 34 Gewichtsprozent Kupfer (Mischung aus Elektrolytkupfer mit geringer Rohdichte und eingestampftem Kupfer)
  • 2% Zinkcarbonat
  • 2% Molybdenbisulfid MoS2
  • 0,4% Schleifmittel (Mischung aus Koks und Siliciumcarbid)
  • 61,6% Graphoid.
For this purpose, a powder (grade X1) was prepared with the following constituents:
  • 34% by weight of copper (mixture of low-density electrolytic copper and evaporated copper)
  • 2% zinc carbonate
  • 2% molybdenum bisulfide MoS 2
  • 0.4% abrasive (mixture of coke and silicon carbide)
  • 61.6% graphoid.

Das Graphoid bestand dabei aus einer Vormischung aus 86% Naturgraphit, 5% MoS2 und 9% Bakelitharz. Nach dem Vermischen in feuchter Umgebung wurde das Lösungsmittel verdampft und danach das Pulver zermahlen und gesiebt, wodurch eine Korngröße zwischen 90 und 355 μm erzielt wurde.The graphoid consisted of a premix of 86% natural graphite, 5% MoS 2 and 9% bakelite resin. After mixing in a humid environment, the solvent was evaporated, and then the powder was ground and sieved to obtain a grain size between 90 and 355 μm.

Zum Vergleich mit einer nicht erfindungsgemäßen Materialsorte wurde die Materialsorte X2 mit denselben Bestandteilen und in denselben Mengen in der Mischung wie oben angegeben, jedoch ohne Zinkcarbonat hergestellt. Diese Materialsorte X2 entspricht der, die von der Antragstellerin vor dieser Erfindung gewöhnlich für Motoren von Zwangslüftern angeboten wurde.To the Comparison with a non-inventive type of material was the Type of material X2 with the same constituents and in the same quantities in the mixture as stated above, but prepared without zinc carbonate. This type of material X2 corresponds to that of the applicant usually before this invention for engines offered by forced ventilation has been.

Aus den Materialsorten X1 und X2 wurden danach Bürsten hergestellt, die bei 400°C unter 40% H2 und 60% N2 gebrannt wurden.From the material types X1 and X2 brushes were then made, which were fired at 400 ° C under 40% H 2 and 60% N 2 .

Daraufhin wurden an zwei Bürstenserien (Materialsorte X1 und Materialsorte X2) Langzeitprüfungen über 620 Stunden bei 150°C und 25 A/cm2 vorgenommen. Aus jedem dieser beiden Lose wurden repräsentative Schliffbilder angefertigt. Sie sind in 1 und 2 dargestellt. Darauf sind die von den Kupferpartikeln eingenommenen Bereiche 10 und 10' mit mehr oder weniger starken Oxidationsspuren und die von den – aus Graphitpartikeln und Bindemittel bestehenden – Graphoidpartikeln eingenommenen Bereiche 20 erkennbar. Die Bereiche 10', in denen der Kupfer nicht oxidiert ist, sind deutlich heller als die Graphoidbereichen 20, während die Bereiche 10 mit oxidiertem Kupfer nur wenig Kontrast gegenüber den Graphoidbereichen 20 aufweisen. Somit ist der Unterschied zwischen den Bereichen mit starker Oxidation des Kupfers in der Materialsorte X2 (Bereiche 10 in 1a) und den Bereichen mit geringer Oxidation des Kupfers (Bereiche 10' in 2a) erkennbar.Subsequently, long-term tests were carried out for 620 hours at 150 ° C and 25 A / cm 2 on two brush series (material grade X1 and material grade X2). Representative micrographs were made of each of these two lots. They are in 1 and 2 shown. These are the areas occupied by the copper particles 10 and 10 ' with more or less strong traces of oxidation and the areas occupied by graphite particles consisting of graphite particles and binder 20 recognizable. The areas 10 ' in which the copper is not oxidized, are significantly lighter than the graphoid areas 20 while the areas 10 with oxidized copper only little contrast to the graphoid areas 20 exhibit. Thus, the difference between the areas of high oxidation of copper in the material grade X2 (areas 10 in 1a ) and the areas of low oxidation of the copper (areas 10 ' in 2a ) recognizable.

BEISPIEL 2: Messung des spezifischen Widerstands von Bürsten aus verschiedenen Materialsorten im Wärmeschrank bei 155°C und 25 A/cm2 (3)EXAMPLE 2 Measurement of Specific Resistivity of Brushes of Different Varieties of Material in the Hot Cabinet at 155 ° C and 25 A / cm 2 ( 3 )

Die Materialsorte Y1 enthält 48% Kupfer und 0% Zink.The Contains material grade Y1 48% copper and 0% zinc.

Die Materialsorte Y2 enthält 52% Kupfer und 3% Zinkcarbonat.The Contains material type Y2 52% copper and 3% zinc carbonate.

Die Materialsorte Y3 enthält 48% Kupfer und 1% Zinkcarbonat.The Contains material grade Y3 48% copper and 1% zinc carbonate.

Aus jeder Materialsorte wurden an mehreren Prüflingen Messungen des spezifischen Widerstands über längere Zeit vorgenommen.Out Each type of material was measured on several specimens of the specific Resistance over longer Time made.

Aus 3 ist der Einfluss des in Form von Zinkcarbonat hinzugefügten Zinks auf die Konstanthaltung des spezifischen Widerstands während der Lebensdauer der Bürste erkennbar.Out 3 For example, the influence of the zinc added in the form of zinc carbonate on the retention of resistivity during the life of the brush can be seen.

Der spezifische Widerstand AG der Materialsorte Y1, die kein Zink enthält, nimmt mit der Zeit relativ schnell zu: Nach 500 Betriebsstunden bei 155°C überschreitet er den Wert von 10.000 μΩmm.Of the specific resistance AG of the material type Y1, which contains no zinc increases Relatively fast over time: Exceeds 155 ° C after 500 hours of operation he value of 10,000 μΩmm.

Je nach Prüfling nimmt der spezifische Widerstand der Materialsorte Y3, die 1% Zinkcarbonat enthält, weniger schnell zu. Hierbei befinden wir uns an der Grenze der im Rahmen der Erfindung angestrebten Merkmale, denn bei einzelnen Prüflingen (z. B. bei Y3.1) nimmt der spezifische Widerstand zu schnell zu, so dass nicht gewährleistet ist, dass der spezifische Widerstand dieser Materialsorte nach 2.000 Betriebsstunden bei 150°C den Wert von 10.000 μΩmm nicht überschreitet.ever after test piece the specific resistance of the material grade Y3, which contains 1% zinc carbonate, decreases less fast too. Here we are on the border of the frame The desired characteristics of the invention, because of individual specimens (eg at Y3.1) the resistivity increases too fast, so not guaranteed is that the specific resistance of this type of material after 2,000 Operating hours at 150 ° C does not exceed the value of 10,000 μΩmm.

Der spezifische Widerstand der Materialsorte Y2, die 3% Zinkcarbonat enthält, ist demgegenüber wesentlich zeitkonstanter, so dass er auch nach 2.000 Betriebsstunden bei 150°C den Wert von 10.000 μΩmm mit Sicherheit nicht überschreitet.Of the specific resistance of the material type Y2, the 3% zinc carbonate contains is in contrast much more time constant, so he also after 2,000 hours of use at 150 ° C the value of 10,000 μΩmm with certainty does not exceed.

Anschließend wurde auch noch eine Materialsorte Y4 hergestellt, die 50% Kupfer und 2% Zinkcarbonat enthält, und an den daraus gefertigten Bürsten entsprechende Messungen vorgenommen. Auch deren Ergebnisse entsprachen den Erwartungen.Then there was also a matter prepared as Y4 containing 50% copper and 2% zinc carbonate, and made appropriate measurements on the brushes made from them. Their results also met expectations.

Claims (13)

Gleitkontaktteil zum Leiten eines elektrischen Stroms mit einer Dichte, die zwischen 15 A/cm2 und 50 A/cm2 beträgt, umfassend Kupferpartikel, Graphoidpartikel, die aus dem Zermahlen einer Mischung aus Graphitpartikeln, vorzugsweise Naturgraphit, und organischen Bindemitteln stammen, dadurch gekennzeichnet, dass zum Leiten des besagten Stroms über mindestens 2000 Stunden bei einer höher als 100°C liegenden Temperatur, typischerweise bei ungefähr 150°C, das besagte Kontaktteil Kupferpartikel, deren Massenanteil zwischen 20% und 60% beträgt, und ebenfalls Partikel enthält, die Mangan in Form von Metall oder einer Verbindung aufweisen.A sliding contact member for conducting an electric current having a density comprised between 15 A / cm 2 and 50 A / cm 2 , comprising copper particles, graphoid particles derived from grinding a mixture of graphite particles, preferably natural graphite, and organic binders, characterized for passing said current for at least 2000 hours at a temperature higher than 100 ° C, typically at about 150 ° C, said contact part contains copper particles whose mass fraction is between 20% and 60% and also contains particles containing manganese in Form of metal or a compound. Gleitkontaktteil nach Anspruch 1, wobei der Massenanteil der Kupferpartikel zwischen 20% und 30% beträgt.Sliding contact part according to claim 1, wherein the mass fraction the copper particle is between 20% and 30%. Gleitkontaktteil nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kupferpartikel Partikel aus Elektrolytkupfer oder eine Mischung aus Elektrolytkupfer (100 bis 65 Gewichtsprozent) und aus eingestampftem Kupfer (0 bis 35 Gewichtsprozent) sind.Sliding contact part according to claim 1 or 2, wherein the Copper particles Electrolytic copper particles or a mixture of electrolytic copper (100 to 65% by weight) and of steamed Copper (0 to 35 weight percent) are. Gleitkontaktteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Graphoidpartikel aus einer Mischung aus Naturgraphiten und organischen Bindemitteln, typischerweise phenolische oder auf Basis von Polyamiden oder auch Polyethylenterephthalat, stammen.Sliding contact part according to one of claims 1 to 3, wherein the graphoid particles of a mixture of natural graphites and organic binders, typically phenolic or on Basis of polyamides or polyethylene terephthalate, come. Gleitkontaktteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das ebenfalls Partikel eines leitenden Schleifmittels, typischerweise eine Mischung aus Koks und Siliciumcarbid, umfasst.Sliding contact part according to one of claims 1 to 4, which also contains particles of a conductive abrasive, typically a mixture of coke and silicon carbide. Gleitkontaktteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das besagte Mangan in der Zusammensetzung mit einem Massenanteil vorhanden ist, der zwischen 0,5 und 20% beträgt, vorzugsweise zwischen 1 und 10%.Sliding contact part according to one of claims 1 to 5, wherein said manganese is in the composition in a mass fraction is present, which is between 0.5 and 20%, preferably between 1 and 10%. Gleitkontaktteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Bürste für einen Elektromotor ist, der bei einer Spannung, die bei 60 Volt oder weniger liegt, über mindestens 2000 Stunden bei einer höher als 100°C liegenden Raumtemperatur, typischerweise bei ungefähr 150°C, arbeitet, wobei sein spezifischer elektrischer Widerstand AG über 2000 Stunden bei einer Temperatur von 150°C bei zwischen 200 μΩcm und 10000 μΩcm (bei zwischen 2 10–6 Ωm und 10–4 Ωm) verbleibt.Gleitkontaktteil according to one of claims 1 to 6, characterized in that it is a brush for an electric motor, which is at a voltage of 60 volts or less, for at least 2000 hours at a higher than 100 ° C lying room temperature, typically at 150 ° C, with its specific electrical resistance AG remaining over 2000 hours at a temperature of 150 ° C at between 200 μΩcm and 10000 μΩcm (at between 2 10 -6 Ωm and 10 -4 Ωm). Herstellungsverfahren eines Gleitkontaktteils, das imstande ist, einen elektrischen Strom mit hoher Dichte, typischerweise höher als 15 A/cm2 und niedriger als 50 A/cm2, zu leiten, umfassend Kupferpartikel und Graphoidpartikel, die aus dem Zermahlen einer Mischung aus Graphitpartikeln und organischen Bindemitteln stammen, dadurch gekennzeichnet, dass: a) eine Mischung von Kupferpartikeln, Graphoidpartikeln und Partikeln vorgenommen wird, die Mangan in Form von Metall oder einer Verbindung des besagten Metalls enthalten, wobei der Massenanteil der Kupferpartikel zwischen 20% und 60% beträgt, wobei der Massenanteil der Graphoidpartikel zwischen 45% und 75% beträgt, und wobei der Massenanteil des Mangans oder seiner Verbindung zwischen 0,5% und 20% beträgt. b) die derart gemischten Partikel auf eine Einbrenntemperatur von 250°C bis 450°C, typischerweise auf ungefähr 400°C, gebracht werden, und zwar über eine Dauer von 0,5 bis 10 Stunden, typischerweise ungefähr 4 Stunden, in einer reduzierenden Atmosphäre, die zwischen 5% und 50% Wasserstoff enthält, wobei die Ergänzung durch Stickstoff oder ein Neutralgas erfolgt, typischerweise eine Mischung aus 40% Wasserstoff und 60% Stickstoff.A method of manufacturing a sliding contact member capable of conducting a high density electrical current, typically greater than 15 A / cm 2 and less than 50 A / cm 2 , comprising copper particles and graphoid particles resulting from the grinding of a mixture of graphite particles and organic Binders, characterized in that: a) a mixture of copper particles, graphoid particles and particles is carried out containing manganese in the form of metal or a compound of said metal, wherein the mass fraction of the copper particles is between 20% and 60%, wherein the Mass fraction of graphoid particles is between 45% and 75%, and wherein the mass fraction of manganese or its compound is between 0.5% and 20%. b) the thus-mixed particles are brought to a baking temperature of 250 ° C to 450 ° C, typically to about 400 ° C, over a period of 0.5 to 10 hours, typically about 4 hours, in a reducing atmosphere containing between 5% and 50% hydrogen supplemented by nitrogen or a neutral gas, typically a mixture of 40% hydrogen and 60% nitrogen. Herstellungsverfahren eines Gleitkontaktteils nach Anspruch 8, wobei das besagte Mangan dem Material in Form von Metallpartikeln oder in Form einer Verbindung des besagten Metalls, die vorzugsweise bei der Einbrenntemperatur der Mischung instabil ist, beigegeben wird.Manufacturing method of a sliding contact after Claim 8, wherein said manganese is the material in the form of metal particles or in the form of a compound of said metal, preferably at the baking temperature of the mixture is unstable, added becomes. Herstellungsverfahren eines Gleitkontaktteils nach Anspruch 8 oder 9, wobei das besagte Graphoid aus einer Mischung von Graphiten, vorzugsweise Naturgraphiten, organischen Bindemitteln, vorzugsweise phenolischen, typischerweise ein Bakelitharz, und Festschmierstoffen, typischerweise Molybdändisulfid, hervorgeht, wobei das Ganze vorzugsweise durch Rühren in feuchter Umgebung vermischt wurde, wobei das Lösungsmittel verdampft und das Pulver zermahlen und gesiebt wird, so dass man einen Siebdurchgang erhält, der niedriger ist als 630 μm, vorzugsweise zwischen 90 und 355 μm.Manufacturing method of a sliding contact after Claim 8 or 9, wherein said graphoid of a mixture of graphites, preferably natural graphites, organic binders, preferably phenolic, typically a bakelite resin, and solid lubricants, typically molybdenum disulfide, emerges, the whole preferably mixed by stirring in a humid environment was, the solvent evaporated and the powder is ground and sieved, so that one receives a sieve passage, which is lower than 630 μm, preferably between 90 and 355 μm. Herstellungsverfahren eines Gleitkontaktteils nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der Mischung vor dem Einbrennen ein leitendes Schleifmittel beigegeben wird, wie etwa eine aus Siliciumcarbid und Koks, wobei der Massenanteil typischerweise bei 0,05% bis 1% liegt.Manufacturing method of a sliding contact after one of the claims 8 to 10, wherein the mixture prior to baking a conductive abrasive is added, such as one of silicon carbide and coke, wherein the mass fraction is typically from 0.05% to 1%. Herstellungsverfahren eines Kollektormotors, typischerweise eines Gleichstrommotors, das Folgendes umfasst: a) das Ausführen eines Gestells, auf dem ein Induktor befestigt ist, b) das Ausführen eines Ankers, der mit einem Kollektor verbunden ist, der sich um eine Achse dreht, wobei der Anker Leitungsdrähte umfasst, die mit den Lamellen des besagten Kollektors verbunden sind, c) das Zusammensetzen des Induktors und des Ankers und d) das Befestigen von elektrischen Gleitkontakten auf einem Element, das mit dem Gestell verbunden ist, wobei die elektrischen Gleitkontakte imstande sind, mit einer Stromversorgungsquelle bei einer Spannung, die 60 Volt oder weniger beträgt, verbunden zu werden, und wobei sie gegen die Oberfläche des Kollektors gedrückt gehalten werden, so dass sie während der Drehbewegung des Läufers nacheinander mit jeder der Lamellen des Kollektors in Berührung gesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zum Betreiben des besagten Motors über mindestens 2000 Stunden bei einer höher als 100°C liegenden Raumtemperatur, typischerweise bei ungefähr 150°C, und mit einer Stromdichte, die zwischen 15 A/cm2 und 50 A/cm2 beträgt, elektrische Gleitkontakte verwendet werden, die Kupferpartikel, deren Massenanteil zwischen 20% und 60% beträgt, Graphoidpartikel, die aus dem Zermahlen einer Mischung aus Graphitpartikeln und organischen Bindemitteln stammen, und ebenfalls Partikel enthalten, die Mangan in Form von Metall oder einer Verbindung enthalten.A method of manufacturing a collector motor, typically a DC motor, comprising: a) carrying out a rack on which an inductor is mounted, b) carrying out an armature connected to a collector Tor, which rotates about an axis, wherein the armature comprises lead wires which are connected to the fins of said collector, c) the assembly of the inductor and the armature and d) the fixing of electrical sliding contacts on a member which with connected to the frame, wherein the sliding electrical contacts are capable of being connected to a power supply source at a voltage of 60 volts or less and being kept pressed against the surface of the collector so as to be engaged during the rotation of the rotor being sequentially contacted with each of the fins of the collector, characterized in that for operating said motor for at least 2000 hours at a room temperature higher than 100 ° C, typically at about 150 ° C, and at a current density of between 15 A / cm 2 and 50 A / cm 2 , electrical sliding contacts are used, the copper particles l, whose mass fraction is between 20% and 60%, graphoid particles derived from grinding a mixture of graphite particles and organic binders, and also containing particles containing manganese in the form of metal or a compound. Verwendung eines Gleitkontaktteils, das Kupferpartikel und Graphoidpartikel umfasst, wobei der Massenanteil der Kupferpartikel zwischen 20% und 60% beträgt, wobei das besagte Kontaktteil ebenfalls Partikel enthält, die ein zusätzliches Metall in Form von Metall oder einer Verbindung des Metalls enthalten, welches das Mangan ist, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Teil als Bürste für einen elektrischen Gleichstrommotor verwendet wird, der bei einer elektrischen Spannung, die 60 Volt oder weniger beträgt, arbeitet, wobei das besagte Teil einen elektrischen Strom mit einer Dichte leitet, die höher als 15 A/cm2 und niedriger als 50 A/cm2 ist, und imstande ist, den besagten Strom über 2000 Stunden bei einer höher als 100°C liegenden Raumtemperatur, typischerweise bei ungefähr 150°C, zu leiten.Use of a sliding contact part comprising copper particles and graphoid particles, wherein the mass fraction of the copper particles is between 20% and 60%, said contact part also containing particles containing an additional metal in the form of metal or a compound of the metal which is the manganese characterized in that said part is used as a brush for a DC electric motor operating at an electrical voltage of 60 volts or less, said part conducting an electric current with a density higher than 15 A / cm 2 and less than 50 A / cm 2 , and is capable of conducting said current for more than 2000 hours at a temperature higher than 100 ° C, typically at about 150 ° C.
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DE4204407A1 (en) * 1992-02-14 1992-07-16 Tech In Technologien Fuer Kuns Low resistance commutator brushes - use an additive of micro encapsulated lubricant to allow a lower graphite content to be used
FR2734669B1 (en) * 1995-05-22 1997-06-20 Le Carbonne Lorraine RINGS OF ALTERNATORS AND CYLINDRICAL COLLECTORS IN FRIED CUPRO-GRAPHIC COMPOSITE MATERIAL
DE10201923B4 (en) * 2002-01-19 2006-05-24 Deutsche Carbone Ag Method for producing a sliding contact piece for medium to high current densities

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