EP3278406A1 - Use of a carbon composite for manufacturing electrical contact elements for a fuel pump, and contact element - Google Patents

Use of a carbon composite for manufacturing electrical contact elements for a fuel pump, and contact element

Info

Publication number
EP3278406A1
EP3278406A1 EP16716169.4A EP16716169A EP3278406A1 EP 3278406 A1 EP3278406 A1 EP 3278406A1 EP 16716169 A EP16716169 A EP 16716169A EP 3278406 A1 EP3278406 A1 EP 3278406A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carbon composite
composite material
carbon
metal content
total mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16716169.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Florian Huber
Martin Maurer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schunk Carbon Technology GmbH
Original Assignee
Schunk Hoffmann Carbon Technology AG
Schunk Hoffmann Carbon Tech AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schunk Hoffmann Carbon Technology AG, Schunk Hoffmann Carbon Tech AG filed Critical Schunk Hoffmann Carbon Technology AG
Publication of EP3278406A1 publication Critical patent/EP3278406A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/12Manufacture of brushes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • C08K3/042Graphene or derivatives, e.g. graphene oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • C08K3/046Carbon nanorods, nanowires, nanoplatelets or nanofibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/08Metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02Details for dynamo electric machines
    • H01R39/04Commutators
    • H01R39/045Commutators the commutators being made of carbon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02Details for dynamo electric machines
    • H01R39/18Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
    • H01R39/20Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush characterised by the material thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/06Manufacture of commutators
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/08Metals
    • C08K2003/0806Silver
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/08Metals
    • C08K2003/0812Aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/08Metals
    • C08K2003/0893Zinc
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/001Conductive additives

Definitions

  • the present invention relates to the use of a carbon composite material for producing electrical contact bodies of a fuel pump operated in a fuel environment, the carbon composite material having, in addition to the carbon, a thermosetting or thermoplastic binder and a metal content greater than 0.5% and less than 25 % of the total mass of the carbon composite material.
  • EP 1 713 148 A1 discloses a process for the production of carbon brushes, in which a pulverulent mixture of a carbon powder and a thermoplastic binder Metal powder is added and the powder mixture is processed in a compression molding process to form a carbon body.
  • metal powders are added to the carbon in order to reduce the material resistance of the carbon brush and the contact resistance between the carbon brush and the commutator in the region of low stresses.
  • the addition of a metal powder is recommended in a proportion of 30 to 60 wt -.%.
  • brushless fuel pumps Because of their operation in a fuel environment, brushless fuel pumps have special operating conditions for the carbon brushes and commutator segments cooperating with the carbon brushes, which are not comparable to operating conditions outside the fuel environment. In particular, it has been found that in this fuel environment, temporary overvoltages exceeding 14V can significantly shorten the life of the brush-commutator systems as brush and commutator wear increases significantly due to overvoltages.
  • the object of the present invention is therefore to reduce the wear of a brush-commutator system of a fuel pump operated in a fuel environment.
  • This object is achieved by the use of a carbon composite material for the production of carbon contact bodies designed as electrical contact bodies having the features of claim 1.
  • a carbon composite material for the production of carbon contact bodies designed as electrical contact bodies having the features of claim 1.
  • a carbon composite as a solution to the above problem has been found, which in addition to the carbon and a thermosetting or thermoplastic binder has a metal content that is greater than 0.5% and less than 25% of the total mass of the carbon composite material.
  • the inventive use of the carbon composite material proves to be particularly advantageous if the fuel pump is connected to an automotive on-board network with a mains voltage of 12 V.
  • the metal content When the metal content is added to the carbon composite material in powder form, a particularly homogeneous distribution of the metal content in the carbon composite material can be achieved. It is particularly advantageous if the metal component predominantly has metal particles with a particle diameter of up to 1 mm, wherein particularly when 80% or particularly preferably 95% of the metal particles have a particle diameter of up to 1 mm, a particularly uniform wear can be achieved.
  • the metal content comprises at least one metal of the metals comprising aluminum, zinc and silver metals.
  • the metal content of aluminum or an aluminum alloy it is particularly advantageous if the metal content is greater than 0.5% and less than 20% of the total mass of the carbon composite material.
  • the metal content of aluminum or an aluminum alloy is at most 10% of the total mass of the carbon composite material.
  • the metal content of zinc or a zinc alloy it is particularly advantageous if the metal content is greater than 0.5% and less than 20% of the total mass of the carbon composite material.
  • the metal content of zinc or a zinc alloy is at most 10% of the total mass of the carbon composite material.
  • the metal content is greater than 0.5% and less than 15% of the total mass of the carbon composite material.
  • the metal content of silver or a silver alloy is not more than 10% of the total mass of the carbon composite material.
  • the metal part comprises several metals
  • the metal part can be added as an alloy or as a mixture to the carbon material.
  • the present task is also solved by the use of a contact body for forming an electrical contact on a fuel pump, wherein the contact body is formed as a carbon molded body of a carbon composite material, according to one or more of claims 1 to 16.
  • the contact body used according to the invention is preferably designed as a carbon brush or as a commutator segment of a commutator.
  • the fuel pump according to the invention has at least one carbon brush or a commutator segment, which is made of a carbon composite material according to one or more of claims 1 to 16.
  • the material used to make a carbon brush includes:
  • the material used for producing a carbon brush based on the total mass of the carbon composite material, comprises:
  • thermosetting binder 7% thermosetting binder
  • the material used for producing a carbon brush based on the total mass of the carbon composite material, comprises:
  • the material used for producing a carbon brush, relative to the total mass of the carbon composite material comprises:
  • thermosetting binder 7% thermosetting binder
  • the material used for producing a commutator segment contains, based on the total mass of the carbon composite material: 10% thermoplastic binder,
  • the material used to make a commutator segment based on the total mass of the carbon composite material includes:
  • thermosetting binder - 10% thermosetting binder
  • the material used to make a commutator segment based on the total mass of the carbon composite material comprises: 10% thermoplastic binder,
  • the material used to make a commutator segment based on the total mass of the carbon composite material includes:
  • thermosetting binder - 1 1% thermosetting binder

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

The invention relates to the use of a carbon composite for manufacturing electrical contact elements of a fuel pump operated in a fuel environment, the contact elements being designed as molded carbon articles; in addition to carbon, the carbon composite comprises a duroplastic or thermoplastic binder and a metal moiety that amounts to more than 0.5% and less than 25% of the total mass of the carbon composite.

Description

Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials zur Herstellung von elektrischen Kontaktkörpern für eine Kraftstoffpumpe sowie Kontaktkörper  Use of a carbon composite material for producing electrical contact bodies for a fuel pump and contact body
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials zur Herstellung von als Kohlenstoffformkörpern ausgebildeten elektrischen Kontaktkörpern einer in einer Kraftstoffumgebung betriebenen Kraftstoffpumpe, wobei das Kohlenstoffverbundmaterial neben dem Kohlenstoff ein duroplastisches oder thermoplastisches Bindemittel und ein Metallanteil aufweist, der größer als 0,5 % und kleiner als 25 % der Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials ist. The present invention relates to the use of a carbon composite material for producing electrical contact bodies of a fuel pump operated in a fuel environment, the carbon composite material having, in addition to the carbon, a thermosetting or thermoplastic binder and a metal content greater than 0.5% and less than 25 % of the total mass of the carbon composite material.
Zur Herstellung von als Kohlenstoffformkörpern ausgebildeten elektrischen Kontaktkörpern, also beispielsweise von Kohlebürsten, ist es bekannt unterschiedliche Bindemittel zu verwenden, die in Kombination mit dem Kohlenstoff und etwaigen Hilfsstoffen, wie Festschmierstoffe und Putzmittel, in einem Formpressverfahren zu einem Kohlenstoffverbundmaterial verarbeitet werden. For the production of electrical contact bodies designed as carbon shaped bodies, for example carbon brushes, it is known to use different binders which are processed in combination with the carbon and any auxiliaries, such as solid lubricants and cleaning agents, in a compression molding process to form a carbon composite material.
So ist aus der EP 1 713 148 A I ein Verfahren zur Herstellung von Kohlebürsten bekannt, bei dem einer pulverförmigen Mischung aus einem Kohlenstoffpulver und einem thermoplastischen Bindemittel Metallpulver hinzugefügt wird und die Pulvermischung in einem Formpressverfahren zu einem Kohlenstoffformkörper verarbeitet wird. Bei dem bekannten Kohlenstoffverbundmaterial werden dem Kohlenstoff Metallpulver zugesetzt, um den Werkstoffwiderstand der Kohlebürste und den Übergangswiderstand zwischen Kohlebürste und Kommutator im Bereich kleiner Spannungen zu reduzieren. Insbesondere bei einem Einsatz der Kohlebürsten in einem automobilen Bordnetz mit einer Nennspannung von 12 V wird die Hinzufügung eines Metallpulvers mit einem Anteil von 30 bis 60 Gew. -% empfohlen. Aufgrund ihres Betriebes in einer Kraftstoffumgebung bestehen bei bürstenbetriebenen Kraftstoffpumpen besondere Betriebsbedingungen für die Kohlebürsten und die mit den Kohlebürsten zusammenwirkenden Kommutatorsegmente, die mit Betriebsbedingungen außerhalb der Kraftstoffumgebung nicht vergleichbar sind. Dabei hat sich insbesondere herausgestellt, dass in dieser Kraftstoffumgebung temporäre Überspannungen, die 14 V überschreiten, die Lebensdauer der Bürsten-Kommutator-Systeme erheblich verkürzen können, da infolge der Überspannungen der Bürsten- und der Kommutator-Verschleiß erheblich ansteigen. Thus, EP 1 713 148 A1 discloses a process for the production of carbon brushes, in which a pulverulent mixture of a carbon powder and a thermoplastic binder Metal powder is added and the powder mixture is processed in a compression molding process to form a carbon body. In the known carbon composite material, metal powders are added to the carbon in order to reduce the material resistance of the carbon brush and the contact resistance between the carbon brush and the commutator in the region of low stresses. In particular, when using the carbon brushes in a motor vehicle electrical system with a rated voltage of 12 V, the addition of a metal powder is recommended in a proportion of 30 to 60 wt -.%. Because of their operation in a fuel environment, brushless fuel pumps have special operating conditions for the carbon brushes and commutator segments cooperating with the carbon brushes, which are not comparable to operating conditions outside the fuel environment. In particular, it has been found that in this fuel environment, temporary overvoltages exceeding 14V can significantly shorten the life of the brush-commutator systems as brush and commutator wear increases significantly due to overvoltages.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Verschleiß eines in einer Kraftstoffumgebung betriebenen Bürsten- Kommutator-Systems einer Kraftstoffpumpe zu reduzieren. Diese Aufgabe wird durch die Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials zur Herstellung von als Kohlenstoffformkörpern ausgebildeten elektrischen Kontaktkörpern mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Überraschenderweise hat sich in einer Kraftstoffumgebung die Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials als Lösung der vorstehenden Aufgabenstellung herausgestellt, das neben dem Kohlenstoff und einem duroplastischen oder thermoplastischen Bindemittel einen Metallanteil aufweist, der größer als 0,5 % und kleiner als 25 % der Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials ist. Die erfindungsgemäße Verwendung des Kohlenstoffverbundmaterials erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn die Kraftstoffpumpe an ein automobiles Bordnetz mit einer Netzspannung von 12 V angeschlossen ist. Abweichend von der Lehre der EP 1 713 148 A I , die auf dem grund- sätzlichen Ansatz basiert, in einem automobilen Bordnetz mit einer Netzspannung von 12 V den Verschleiß der Kohlebürsten durch eine Reduzierung des Widerstands des Kohlenstoffmaterials durch eine Beimischung eines Metallpulvers mit einem Anteil von 30 bis 60 % an der Gesamtmasse des Kohlenstoffmaterials zu reduzieren, hat sich nämlich herausgestellt, dass in einer Kraftstoffumgebung ein vergleichsweise geringerer Metallanteil zu besseren Ergebnissen betreffend die Reduzierung des Verschleißes im Kohlebürsten-Kommutator-System führt. The object of the present invention is therefore to reduce the wear of a brush-commutator system of a fuel pump operated in a fuel environment. This object is achieved by the use of a carbon composite material for the production of carbon contact bodies designed as electrical contact bodies having the features of claim 1. Surprisingly, in a fuel environment, the use of a carbon composite as a solution to the above problem has been found, which in addition to the carbon and a thermosetting or thermoplastic binder has a metal content that is greater than 0.5% and less than 25% of the total mass of the carbon composite material. The inventive use of the carbon composite material proves to be particularly advantageous if the fuel pump is connected to an automotive on-board network with a mains voltage of 12 V. Deviating from the teaching of EP 1 713 148 A1, which is based on the basic approach, in an automotive electrical system with a mains voltage of 12 V, the wear of the carbon brushes by reducing the resistance of the carbon material by an admixture of a metal powder with a share of In fact, reducing 30 to 60% of the total mass of the carbon material has been found to result in a comparatively lower metal content in a fuel environment leading to better results in reducing wear in the carbon brush commutator system.
Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung eines Kohlenstoffver- bundmaterials herausgestellt, das einen Metallanteil von maximal 20 % der Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials aufweist. The use of a carbon composite material which has a metal content of not more than 20% of the total mass of the carbon composite material has proven to be particularly advantageous.
Wenn der Metallanteil dem Kohlenstoffverbundmaterial in Pulverform hinzugefügt ist, lässt sich eine besonders homogene Verteilung des Metallanteils im Kohlenstoffverbundmaterial erzielen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Metallanteil überwiegend Metallpartikel mit einem Partikeldurchmesser von bis zu 1 mm aufweist, wobei insbesondere dann, wenn 80 % oder besonders vorzugsweise 95 % der Metallpartikel einen Partikeldurchmesser von bis zu 1 mm aufweisen, ein besonders gleichmäßiger Verschleiß erzielbar ist. Hinsichtlich der Zusammensetzung des Metallanteils hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Metallanteil zumindest ein Metall der die Metalle Aluminium, Zink und Silber umfassenden Gruppe von Metallen aufweist. Im Fall der Ausbildung des Metallanteils aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung ist es besonders vorteilhaft, wenn der Metallanteil größer als 0,5 % und kleiner als 20 % der Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials ist. Vorzugsweise beträgt der Metallanteil aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung maximal 10 % der Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials. When the metal content is added to the carbon composite material in powder form, a particularly homogeneous distribution of the metal content in the carbon composite material can be achieved. It is particularly advantageous if the metal component predominantly has metal particles with a particle diameter of up to 1 mm, wherein particularly when 80% or particularly preferably 95% of the metal particles have a particle diameter of up to 1 mm, a particularly uniform wear can be achieved. With regard to the composition of the metal portion, it has proven to be advantageous if the metal content comprises at least one metal of the metals comprising aluminum, zinc and silver metals. In the case of forming the metal portion of aluminum or an aluminum alloy, it is particularly advantageous if the metal content is greater than 0.5% and less than 20% of the total mass of the carbon composite material. Preferably, the metal content of aluminum or an aluminum alloy is at most 10% of the total mass of the carbon composite material.
Im Fall der Ausbildung des Metallanteils aus Zink oder einer Zink- Legierung ist es besonders vorteilhaft, wenn der Metallanteil größer als 0,5 % und kleiner als 20 % der Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials ist. In the case of forming the metal content of zinc or a zinc alloy, it is particularly advantageous if the metal content is greater than 0.5% and less than 20% of the total mass of the carbon composite material.
Vorzugsweise beträgt der Metallanteil aus Zink oder einer Zink-Legierung maximal 10 % der Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials. Preferably, the metal content of zinc or a zinc alloy is at most 10% of the total mass of the carbon composite material.
Im Fall der Ausbildung des Metallanteils aus Silber oder einer Silber- Legierung ist es besonders vorteilhaft, wenn der Metallanteil größer als 0,5 % und kleiner als 15 % der Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials ist. In the case of forming the metal portion of silver or a silver alloy, it is particularly advantageous if the metal content is greater than 0.5% and less than 15% of the total mass of the carbon composite material.
Vorzugsweise beträgt der Metallanteil aus Silber oder einer Silber- Legierung maximal 10 % der Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmate- rials. Preferably, the metal content of silver or a silver alloy is not more than 10% of the total mass of the carbon composite material.
Wenn der Metallanteil mehrere Metalle umfasst, kann der Metallanteil als Legierung oder auch als Gemisch dem Kohlenstoffmaterial hinzugefügt sein. If the metal part comprises several metals, the metal part can be added as an alloy or as a mixture to the carbon material.
Die vorliegende Aufgabenstellung wird auch gelöst durch die Verwen- dung eines Kontaktkörpers zur Ausbildung eines elektrischen Kontakts an einer Kraftstoffpumpe, wobei der Kontaktkörper ausgebildet ist als ein Kohlenstoffformkörper aus einem Kohlenstoffverbundmaterial, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16. Vorzugsweise ist der erfindungsgemäß verwendete Kontaktkörper als Kohlebürste oder als Kommutatorsegment eines Kommutators ausgebildet. The present task is also solved by the use of a contact body for forming an electrical contact on a fuel pump, wherein the contact body is formed as a carbon molded body of a carbon composite material, according to one or more of claims 1 to 16. The contact body used according to the invention is preferably designed as a carbon brush or as a commutator segment of a commutator.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe weist zumindest eine Kohle- bürste oder ein Kommutatorsegment auf, die bzw. das aus einem Kohlenstoffverbundmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16 hergestellt ist. The fuel pump according to the invention has at least one carbon brush or a commutator segment, which is made of a carbon composite material according to one or more of claims 1 to 16.
Nachfolgend werden bevorzugte Materialzusammensetzungen von zur Herstellung von Kontaktkörpern einer Kraftstoffpumpe verwendeten Kohlenstoffverbundmaterialien aufgeführt, wobei die nachfolgend angegebenen Prozentangaben mit einem Toleranzbereich von +/- 2 %, vorzugsweise +/- 1 %, zu verstehen sind. Preferred material compositions of carbon composite materials used for the production of contact bodies of a fuel pump are listed below, whereby the percentages given below are to be understood with a tolerance range of +/- 2%, preferably +/- 1%.
In einer ersten Ausführungsform enthält das zur Herstellung einer Kohlebürste verwendete Material bezogen auf die Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials : In a first embodiment, the material used to make a carbon brush, based on the total mass of the carbon composite material, includes:
- 14 % thermoplastisches Bindematerial, - 14% thermoplastic binding material,
- 80 % Graphit,  - 80% graphite,
- 1 % Putzmittel und  - 1% detergent and
- 5 % Aluminiumpulver. Gemäß einer zweiten Ausführungsform enthält das zur Herstellung einer Kohlebürste verwendete Material bezogen auf die Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials :  - 5% aluminum powder. According to a second embodiment, the material used for producing a carbon brush, based on the total mass of the carbon composite material, comprises:
- 7 % duroplastisches Bindemittel, 7% thermosetting binder,
- 80 % Graphit, - 80% graphite,
- 5 % Festschmierstoff, - 5% solid lubricant,
- 1 % Putzmittel,  - 1% detergent,
- 7 % Aluminiumpulver. Gemäß einer dritten Ausführungsform enthält das zur Herstellung einer Kohlebürste verwendete Material bezogen auf die Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials : - 7% aluminum powder. According to a third embodiment, the material used for producing a carbon brush, based on the total mass of the carbon composite material, comprises:
- 10 % thermoplastisches Bindemittel,10% thermoplastic binder,
- 67 % Graphit, - 67% graphite,
- 5 % Festschmierstoff,  - 5% solid lubricant,
- 1 % Putzmittel,  - 1% detergent,
- 17 % Zinkpulver.  - 17% zinc powder.
Gemäß einer vierten Ausführungsform enthält das zur Herstellung einer Kohlebürste verwendete Material bezogen auf die Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials : According to a fourth embodiment, the material used for producing a carbon brush, relative to the total mass of the carbon composite material, comprises:
- 7 % duroplastisches Bindemittel, 7% thermosetting binder,
- 80 % Graphit,  - 80% graphite,
- 5 % Festschmierstoff,  - 5% solid lubricant,
- 1 % Putzmittel, - 1% detergent,
- 7 % Silberpulver.  - 7% silver powder.
Gemäß einer fünften Ausführungsform enthält das zur Herstellung eines Kommutatorsegments verwendete Material bezo gen auf die Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials : - 10 % thermoplastisches Bindemittel, According to a fifth embodiment, the material used for producing a commutator segment contains, based on the total mass of the carbon composite material: 10% thermoplastic binder,
- 80 % Graphit,  - 80% graphite,
- 4 % Kohlefaser,  - 4% carbon fiber,
- 6 % Aluminiumpulver.  - 6% aluminum powder.
Gemäß einer sechsten Ausführungsform enthält das zur Herstellung eines Kommutatorsegments verwendete Material bezogen auf die Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials : According to a sixth embodiment, the material used to make a commutator segment based on the total mass of the carbon composite material includes:
- 10 % duroplastisches Bindemittel, - 10% thermosetting binder,
- 75 % Graphit, - 15 % Zinkpulver. - 75% graphite, - 15% zinc powder.
Gemäß einer siebten Ausführungsform enthält das zur Herstellung eines Kommutatorsegments verwendete Material bezogen auf die Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials : - 10 % thermoplastisches Bindemittel, According to a seventh embodiment, the material used to make a commutator segment based on the total mass of the carbon composite material comprises: 10% thermoplastic binder,
- 76 % Graphit,  - 76% graphite,
- 2 % Kohlefaser,  - 2% carbon fiber,
- 12 % Aluminiumpulver.  - 12% aluminum powder.
Gemäß einer achten Ausführungsform enthält das zur Herstellung eines Kommutatorsegments verwendete Material bezogen auf die Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials : According to an eighth embodiment, the material used to make a commutator segment based on the total mass of the carbon composite material includes:
- 1 1 % duroplastisches Bindemittel, - 1 1% thermosetting binder,
- 80 % Graphit,  - 80% graphite,
- 4 % Kohlefaser, - 4% carbon fiber,
- 5 % Silberpulver. - 5% silver powder.

Claims

Patentansprüche claims
Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials zur Herstellung von als Kohlenstoffformkörpern ausgebildeten elektrischen Kontaktkörpern einer in einer Kraftstoffumgebung betriebenen Kraftstoffpumpe, wobei das Kohlenstoffverbundmaterial neben dem Kohlenstoff ein duroplastisches oder thermoplastisches Bindemittel und einen Metallanteil aufweist, der größer als 0,5 % und kleiner als 25 % der Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials ist. Use of a carbon composite material for producing electrical contact bodies of a fuel pump operated in a fuel environment, wherein the carbon composite material comprises, in addition to the carbon, a thermosetting or thermoplastic binder and a metal content greater than 0.5% and less than 25% of the total mass of the carbon composite material is.
Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials nach Anspruch 1, dadurch g e k e nn z e i c hn e t, Use of a carbon composite according to claim 1, characterized in that:
dass die Kraftstoffpumpe an ein automobiles Bordnetz mit einer Netzspannung von 12 V angeschlossen ist. that the fuel pump is connected to an automotive electrical system with a mains voltage of 12V.
Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials nach Anspruch 1 oder 2, Use of a carbon composite according to claim 1 or 2,
dadurch g e k e nn z e i c hn e t, characterized,
dass der Metallanteil maximal 20 % der Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials beträgt. the metal content is at most 20% of the total mass of the carbon composite material.
4. Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials nach einem der vorangehenden Ansprüche, 4. Use of a carbon composite material according to one of the preceding claims,
dadurch g e k e nn z e i c hn e t,  characterized,
dass der Metallanteil dem Kohlenstoffverbundmaterial in Pulverform hinzugefügt ist.  that the metal content is added to the carbon composite material in powder form.
5. Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials nach Anspruch 4, dadurch g e k e nn z e i c hn e t, 5. Use of a carbon composite material according to claim 4, characterized in that:
dass der Metallanteil überwiegend Metallpartikel mit einem Partikeldurchmesser von bis zu 1 mm aufweist.  that the metal content predominantly has metal particles with a particle diameter of up to 1 mm.
Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials nach Anspruch 5, dadurch g e k e nn z e i c hn e t, Use of a carbon composite material according to claim 5, characterized in that:
dass mehr als 80 % der Metallpartikel einen Partikeldurchmesser -< bis zu 1 mm aufweisen.  that more than 80% of the metal particles have a particle diameter - <up to 1 mm.
Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials nach Anspruch 5, dadurch g e k e nn z e i c hn e t, Use of a carbon composite material according to claim 5, characterized in that:
dass mehr als 95 % der Metallpartikel einen Partikeldurchmesser -< bis zu 1 mm aufweisen  that more than 95% of the metal particles have a particle diameter - <up to 1 mm
Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials nach einem der vorangehenden Ansprüche, Use of a carbon composite according to any one of the preceding claims,
dadurch g e k e nn z e i c hn e t,  characterized,
dass der Metallanteil zumindest ein Metall der die Metalle Aluminium, Zink und Silber umfassenden Gruppe von Metallen aufweist.  the metal component comprises at least one metal of the group of metals comprising the metals aluminum, zinc and silver.
9. Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials nach Anspruch 8, dadurch g e k e nn z e i c hn e t, 9. Use of a carbon composite material according to claim 8, characterized in that:
dass im Fall der Ausbildung des Metallanteils aus Alumium oder ei- ner Aluminium-Legierung der Metallanteil größer als 0,5 % und kleiner als 20 % der Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials ist. that in the case of the formation of the metal portion of aluminum or a aluminum alloy, the metal content is greater than 0.5% and less than 20% of the total mass of the carbon composite material.
10. Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials nach Anspruch 9, dadurch g e k e nn z e i c hn e t, 10. Use of a carbon composite material according to claim 9, characterized in that:
dass der Metallanteil maximal 10 % der Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials beträgt.  the metal content is at most 10% of the total mass of the carbon composite material.
11. Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials nach Anspruch 8, dadurch g e k e nn z e i c hn e t, 11. Use of a carbon composite material according to claim 8, characterized in that:
dass im Fall der Ausbildung des Metallanteils aus Zink oder einer Zink-Legierung der Metallanteil größer als 0,5 % und kleiner als 20 % der Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials ist.  in the case of forming the metal content of zinc or a zinc alloy, the metal content is greater than 0.5% and less than 20% of the total mass of the carbon composite material.
12. Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials nach Anspruch 11, dadurch g e k e nn z e i c hn e t, 12. Use of a carbon composite material according to claim 11, characterized in that:
dass der Metallanteil maximal 10 % der Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials beträgt.  the metal content is at most 10% of the total mass of the carbon composite material.
13. Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials nach Anspruch 8, dadurch g e k e nn z e i c hn e t, 13. Use of a carbon composite material according to claim 8, characterized
dass im Fall der Ausbildung des Metallanteils aus Silber oder einer Silber-Legierung der Metallanteil größer als 0,5 % und kleiner als 15 % der Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials ist.  in the case of forming the metal content of silver or a silver alloy, the metal content is greater than 0.5% and less than 15% of the total mass of the carbon composite material.
14. Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials nach Anspruch 13, dadurch g e k e nn z e i c hn e t, 14. Use of a carbon composite material according to claim 13, characterized in that:
dass der Metallanteil maximal 10 % der Gesamtmasse des Kohlenstoffverbundmaterials beträgt. Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials nach einem derthe metal content is at most 10% of the total mass of the carbon composite material. Use of a carbon composite according to one of
Ansprüche 8 bis 14, Claims 8 to 14,
dadurch g e k e nn z e i c hn e t,  characterized,
dass ein mehrere Metalle umfassender Metallanteil dem Kohlenstoffverbundmaterial als Legierung hinzugefügt ist.  a metal component comprising a plurality of metals is added as an alloy to the carbon composite material.
Verwendung eines Kohlenstoffverbundmaterials nach einem derUse of a carbon composite according to one of
Ansprüche 8 bis 14, Claims 8 to 14,
dadurch g e k e nn z e i c hn e t,  characterized,
dass ein mehrere Metalle umfassender Metallanteil dem Kohlenstoffverbundmaterial als Gemisch hinzugefügt ist.  a metal component comprising a plurality of metals is added as a mixture to the carbon composite material.
17. Verwendung eines Kontaktkörpers zur Ausbildung eines elektrischen Kontakts an einer Kraftstoffpumpe, wobei der Kontaktkörper hergestellt ist als Kohlenstoffformkörper aus einem Kohlenstoffverbundmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16. 18. Verwendung eines Kontaktkörpers nach Anspruch 17, 17. Use of a contact body for forming an electrical contact on a fuel pump, wherein the contact body is produced as a carbon molded body of a carbon composite material according to one or more of claims 1 to 16. 18. Use of a contact body according to claim 17,
dadurch g e k e nn z e i c hn e t,  characterized,
dass der Kontaktkörper als Kohlebürste ausgebildet ist.  that the contact body is formed as a carbon brush.
Verwendung eines Kontaktkörpers nach Anspruch 17, Use of a contact body according to claim 17,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Kontaktkörper als Kommutatorsegment eines Kommutator ausgebildet ist.  the contact body is designed as a commutator segment of a commutator.
20. Kraftstoffpumpe mit zumindest einer Kohlebürste nach Anspruch 18 oder einem Kommutatorsegment nach Anspruch 19. 20. Fuel pump with at least one carbon brush according to claim 18 or a commutator segment according to claim 19.
EP16716169.4A 2015-03-30 2016-03-22 Use of a carbon composite for manufacturing electrical contact elements for a fuel pump, and contact element Withdrawn EP3278406A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015205735.6A DE102015205735A1 (en) 2015-03-30 2015-03-30 Use of a carbon composite material for producing electrical contact bodies for a fuel pump and contact body
PCT/EP2016/056271 WO2016156112A1 (en) 2015-03-30 2016-03-22 Use of a carbon composite for manufacturing electrical contact elements for a fuel pump, and contact element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3278406A1 true EP3278406A1 (en) 2018-02-07

Family

ID=55752250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP16716169.4A Withdrawn EP3278406A1 (en) 2015-03-30 2016-03-22 Use of a carbon composite for manufacturing electrical contact elements for a fuel pump, and contact element

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20180062338A1 (en)
EP (1) EP3278406A1 (en)
JP (1) JP2018518009A (en)
CN (1) CN107431323A (en)
BR (1) BR112017020766A2 (en)
DE (1) DE102015205735A1 (en)
MX (1) MX2017012169A (en)
WO (1) WO2016156112A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109119855B (en) * 2018-09-05 2020-10-30 浙江长城换向器有限公司 Commutator and production method thereof
US11670901B2 (en) * 2018-10-22 2023-06-06 Denso Corporation Electrical contact device and rotating electric machine including the electrical contact device

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB567579A (en) * 1942-04-04 1945-02-21 Carter Carburetor Corp Improvements in or relating to brushes for electric motors
DE2510874A1 (en) * 1975-03-13 1976-09-30 Rau Swf Autozubehoer Carbon brushes for electric motors running in fluids - contg solid lubricant in the compsn
US4220884A (en) * 1978-05-01 1980-09-02 Trw Inc. Carbon brush for motors and method of making the same
ATE120585T1 (en) * 1985-08-27 1995-04-15 Intercal Co ELECTRICAL CONTACT WITH GRAPHITE CONTAINING DEPOSITS.
JPH05190249A (en) * 1992-01-17 1993-07-30 Hitachi Chem Co Ltd Manufacture of carbon brush
US5912523A (en) * 1997-10-03 1999-06-15 Mccord Winn Textron Inc. Carbon commutator
CN1141763C (en) * 2000-11-28 2004-03-10 上海交通大学 Slide contact electric element having adhesive agent and making technology thereof
JP4596404B2 (en) * 2001-06-05 2010-12-08 株式会社デンソー Current-carrying member of direct current motor for fuel pump, manufacturing method thereof, and fuel pump
JP3872383B2 (en) * 2002-06-06 2007-01-24 東炭化工株式会社 Carbon brush
GB2389358B (en) * 2002-06-06 2007-01-17 Totankako Co Ltd Carbon brush
JP2004124224A (en) * 2002-10-07 2004-04-22 Totan Kako Kk Carbon brush
DE10317594A1 (en) * 2003-04-16 2004-10-28 Siemens Ag Fuel pump with electric motor, e.g. for motor vehicle, has several segments of commutator covered by one carbon brush in each rotary position of commutator
KR101011999B1 (en) * 2003-09-04 2011-01-31 도탄카코 가부시키가이샤 Carbon brush for electrical machine
DE502005001969D1 (en) 2005-04-12 2007-12-27 Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh Process for the production of carbon brushes and carbon brushes produced by this process
CN101297462B (en) * 2005-11-10 2012-07-25 株式会社美姿把 Carbon brush of motor and method for producing the same
US7799430B2 (en) * 2006-03-06 2010-09-21 Mitsuba Corporation Carbon commutator and process for producing the same
JP2007300748A (en) * 2006-05-01 2007-11-15 Toraisu Kk Carbon brush, carbon commutator and fuel injection pump
JP5118380B2 (en) * 2007-04-06 2013-01-16 東炭化工株式会社 Carbon commutator and carbon brush for fuel pump, and fuel pump incorporating these carbon commutator and carbon brush
JP2009027791A (en) * 2007-07-18 2009-02-05 Mitsuba Corp Carbon commutator
DE102008059478B4 (en) * 2008-11-28 2015-07-30 Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh Carbon brush for the transmission of high currents
ES2362707T3 (en) * 2009-06-25 2011-07-12 Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh CARBON BRUSH.
FR2972082B1 (en) * 2011-02-28 2013-03-29 Mersen France Amiens Sas CONTACT BROOM
EP2863523B1 (en) * 2012-06-18 2018-12-12 Toyo Tanso Co., Ltd. Metal-carbonaceous brush and method for producing same

Also Published As

Publication number Publication date
MX2017012169A (en) 2018-02-09
US20180062338A1 (en) 2018-03-01
CN107431323A (en) 2017-12-01
BR112017020766A2 (en) 2018-06-26
JP2018518009A (en) 2018-07-05
DE102015205735A1 (en) 2016-10-06
WO2016156112A1 (en) 2016-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0313036B1 (en) Use of a copper-zinc alloy
EP3551774A1 (en) Aluminium alloy, wire, and connection element made from said aluminium alloy
DE102014210339A1 (en) Squirrel cage of an asynchronous machine
DE102008020216B4 (en) Method for protecting a metal from corrosion and use of the method
DE102014014239B4 (en) Electrical connecting element
DE602004001599T2 (en) Multilayer brush
EP3278406A1 (en) Use of a carbon composite for manufacturing electrical contact elements for a fuel pump, and contact element
WO2014173498A1 (en) Cast copper alloy for asynchronous machines
EP3529389A1 (en) Copper-zinc alloy
WO2005108632A1 (en) Titanium/aluminium alloy
DE102012106022A1 (en) Aluminum alloy and method for producing the same
DE60221491T2 (en) Brush made of metal graphite
DE102020002740A1 (en) Connection terminal, electrical wire with terminal and terminal pair
DE102005055742A1 (en) Electrochemical process to coat electrical connector metal component with tin or silver
DE102004052026B4 (en) collector
DE2443769C2 (en) Slip rings for electrical machines
DE102013201720A1 (en) Metallic sliding bearing composite material with a metallic support layer
EP0638456B1 (en) Sliding bow for current collector
EP1446814B1 (en) Resin bonded graphite material, method for the production of a resin bonded graphite material and use thereof
DE102011101602A1 (en) Press-in pin and method for its production
WO2020244865A1 (en) Electrical contact element
DE2135537A1 (en) PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF METAL CARBON BRUSHES FOR ELECTRIC MACHINERY
EP3732754A1 (en) Carbon brush and production method
DE2120260A1 (en) Friction material based on sintered bronze
DE102017131340A1 (en) Carbon brush and method of manufacture

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20171020

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SCHUNK CARBON TECHNOLOGY GMBH

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20190806

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Effective date: 20191023