WO2008040685A1 - Electric machine - Google Patents

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WO2008040685A1
WO2008040685A1 PCT/EP2007/060317 EP2007060317W WO2008040685A1 WO 2008040685 A1 WO2008040685 A1 WO 2008040685A1 EP 2007060317 W EP2007060317 W EP 2007060317W WO 2008040685 A1 WO2008040685 A1 WO 2008040685A1
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WO
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electrical machine
brush
contact
machine according
commutator
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/060317
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German (de)
French (fr)
Inventor
Wilhelm Latz
Ina Constantinides
Roland Seidel
Frank Kraft
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05DHINGES OR SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS
    • E05D7/00Hinges or pivots of special construction
    • E05D7/10Hinges or pivots of special construction to allow easy separation or connection of the parts at the hinge axis
    • E05D7/1005Hinges or pivots of special construction to allow easy separation or connection of the parts at the hinge axis by axially moving free pins, balls or sockets
    • E05D7/1011Hinges or pivots of special construction to allow easy separation or connection of the parts at the hinge axis by axially moving free pins, balls or sockets biased by free springs
    • 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
    • H01R39/00Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02Details for dynamo electric machines
    • H01R39/56Devices for lubricating or polishing slip-rings or commutators during operation of the collector
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05DHINGES OR SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS
    • E05D11/00Additional features or accessories of hinges
    • E05D11/0018Anti-tamper devices
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05DHINGES OR SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS
    • E05D15/00Suspension arrangements for wings
    • E05D15/48Suspension arrangements for wings allowing alternative movements
    • E05D15/52Suspension arrangements for wings allowing alternative movements for opening about a vertical as well as a horizontal axis
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/10Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof
    • E05Y2900/13Type of wing
    • E05Y2900/148Windows

Definitions

  • the invention relates to an electrical machine according to the preamble of claim 1.
  • an electric machine with a planar commutator is known, on the front side of which a plurality of contact segments are arranged, which are contacted by brushes acted upon by roller springs.
  • EMC electromagnetic compatibility
  • efforts are constantly being made to optimize the contact between the brushes and the contact segments.
  • good contact conditions occur only after a running-in phase of the electric machine, in which the contact geometries of the brushes and contact segments adapt to one another.
  • Such a break-in phase can last up to several thousand operating hours, in which the efficiency and the EMC of the electric machine are not optimal. This in turn has a negative effect on the power consumption or output and the disturbance behavior of the electrical machine.
  • the long break-in period can have a negative effect on a large number of other vehicle components (EMC).
  • the invention is therefore based on the object, an electric machine, in particular to propose an electrically driven pump, in which the mileage, in particular the flow rate, remains as constant as possible over the life of the machine.
  • the electric machine has a commutator, in particular a planar commutator, with contact segments and at least one brush contacting the contact segments. Because at least one of the contact segments and / or the brush contains friction means, the formation of boundary layers on the carbon brushes and / or the commutator can be prevented or at least reduced.
  • Voltages in the range of, for example, only 4V can be present.
  • Such machines are controlled in an advantageous manner pulse width modulated.
  • boundary layers Due to the relative movement of the components of the electric machine equipped with friction means, the formation of boundary layers is counteracted.
  • the addition of "mild” friction components ie For example, small concentrations of the friction agent in the range of 0.1 to 1%, the boundary layer structure, but does not attack the actual base material.
  • the main component of the brushes and / or the contact segments is a carbon-graphite mixture into which the friction agents are introduced as additives.
  • the friction means can be integrated in an advantageous manner as abrasive particles in the friction partner carbon brush and commutator.
  • the abrasive particles are distributed uniformly over the contact segment or the brush.
  • Other distributions, in particular to accelerate the running-in phase of the machine are also possible.
  • Such abrasive particles may for example consist of Fe 3 O 4 or feldspar or SiO 2 or silicon carbide and / or a combination of these. It has proven to be advantageous if feldspar and / or silicon carbide and / or silicon oxide are used as the abrasive particles. In this case, mixtures of these particles are possible. It may be advantageous if the abrasive particles have at least one hardness which is greater than that of the main constituents of the brushes or the contact segments, in particular of the graphite-carbon mixture and / or have an electrical conductivity and / or a thermal expansion quotient, the as equal to the main component of the contact segments or the brush, in particular the graphite-carbon mixture is.
  • the abrasive particles have a particle size of 0.1 to 100 micrometers, particularly advantageous is a particle size of 1 to 10 micrometers.
  • the contact area preferably increases during the break-in phase.
  • this effect counteracts the formation of a boundary layer of the two friction partners.
  • the abrasive particles are arranged in or concentrated in at least one limited layer.
  • the abrasive particles are evenly distributed within this at least one layer.
  • abrasive layer parallel to a contact plane between the brushes and the contact segments.
  • a parallel layer is arranged on the end of the brush and / or contact segments in order to achieve a abrassiven effect already at the first commutator rotation.
  • abrasive particles either only at least one contact segment, or only at least one brush or both at least one contact segment and at least one brush.
  • At least one abrasive layer can be arranged perpendicular to the contact plane or at an oblique angle to the latter.
  • these need not necessarily be spaced apart, but preferably equally.
  • Abrasive effect can be accelerated in certain areas of the geometry and delayed in others to realize an optimal - fast - adjustment of the contact geometry.
  • Fig. 1 a schematic representation of an electric machine in
  • FIGS. 2A to 2C show the brush and commutator unit during time-spaced stages during the break-in phase
  • Fig. 4 the unit of brushes and commutator, wherein exclusively in the
  • FIG. 5 shows the unit of brushes and commutator, wherein abrasive particles are provided both in the brushes and in the contact elements
  • Fig. 6 the unit of brushes and commutator, wherein the abrasive particles arranged only in a direction perpendicular to the contact plane
  • Figure 7 the unit of brushes and commutator, wherein a plurality of parallel, perpendicular to the contact plane extending Abrassive layers are provided, and
  • Fig. 8 the unit of brushes and commutator, wherein a plane parallel to the contact plane, frontal Abrassive layer is provided exclusively on the brush.
  • an electric machine 1 is shown simplified in a longitudinal section.
  • it is a brush-type DC motor (commutator), which is for example part of a fuel pump of a motor vehicle.
  • the electric machine 1 may also be a generator.
  • the electric machine 1 comprises a housing, in particular a pole tube 2 and an armature 3 arranged therein.
  • the armature 3 has an armature shaft 4 which is mounted in two end-side bearings 5, which in turn are fastened in two opposite bearing caps 6.
  • On the inner circumference of the pole tube 12 are arranged around a fixed to the armature shaft 4 plate pack 7 around magnets 8, which cooperate with an armature winding 9 of the plate pack 7.
  • the armature winding 9 is connected in a manner not shown with hoes 10 (see Fig. 2A) of a commutator 11.
  • the brushes 12 are arranged on a brush holder 13 produced as a plastic injection molded part.
  • the brush holder 13 has two quivers 14 for the brushes 12, wherein the two quivers 14 are arranged parallel to each other.
  • each brush is spring-loaded on the one hand in the direction of the end face 16 of the commutator 11 and on the other hand in the direction of a quiver wall 17.
  • the roller springs 15 each engage on an inclined surface 22 and load the brush 12 in the direction of arrow with a force F.
  • Each scroll spring 15 is fixed with a chopper 18 on a commutator 11 facing edge of each quiver 14.
  • the commutator has proven to be advantageous to form the commutator as a plan commutator with frontally arranged contact elements, so that a flat
  • the brushes are preferred Federkraftbeierschlagt by means of rolling springs in the direction of the contact segments.
  • the spring constant of the rolling springs used is close to zero, so that regardless of the residual length of the brush over the life of the brush almost the same spring force is exerted on the brush and the plan commutator and the higher damping constant of the scroll spring the vibration behavior of the at least one brush at least two contact segments of the plan commutator in always the same way over the life improved.
  • the brushes have a curved profile on the end faces facing the contact segments or are bevelled or chamfered laterally in the circumferential direction. This ensures that the brush does not yet have the maximum contact surface in the running-in phase, as a result of which the brush can be removed faster in the running-in phase and adapted to the surface of the commutator, in particular of the planar commutator.
  • a higher local contact pressure is achieved, which increases the material removal in the run-in phase.
  • the brushes 12 project beyond the respective quiver 15 in the axial direction and are spring-loaded on contact elements 19 on the end face 16 of the commutator 11 in an electrically conductive manner.
  • the commutator 11 fixed on the armature shaft 14 moves with brushes 12 relative to the brush holder 13.
  • FIGS. 2A to 2C show different phases of the running-in phase of the electric machine 1. At the beginning of operation, ie at the beginning of the start-up phase, the
  • FIGS. 2A to 2C consist entirely of a graphite-carbon mixture.
  • the brushes 12 in the embodiment of FIGS. 2A to 2C consist entirely of a graphite-carbon mixture.
  • the brushes 12 in the embodiment of FIGS. 2A to 2C consist entirely of a graphite-carbon mixture.
  • the brushes 12 in the embodiment of FIGS. 2A to 2C consist entirely of a graphite-carbon mixture.
  • Contact segments which also have a graphite-carbon mixture as the main component, introduced abrasive particles 21.
  • the abrasive particles 21 are not only located on the surface of the contact segments 21, but enforce them Completely.
  • the abrasive particles 21, in the present exemplary embodiment feldspar particles, are distributed homogeneously over the entire volume of the contact segments 19.
  • the brushes 12 are ground flat over their entire cross-section, so that a maximum contact surface is realized.
  • the contact elements 19 are designed to be abrasive-free, whereas abrasive particles 21 are distributed uniformly over the entire brushes 12.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 5 unites the exemplary embodiments according to FIGS. 3 and 4, since abrasive particles 21 are distributed uniformly both in the brushes 12 and in the contact segments 19.
  • the brushes 12 have abrasive particles. However, these are not uniformly distributed over the entire volume of the brush 12, but only in a limited layer 23 summarized with the thickness d, wherein the thickness d about one-fifth of the total thickness of the brush
  • the layer 23 is arranged perpendicular to a plane of contact formed by the flat surface of the end face 16 and extends in the circumferential direction centrally through the respective brush 12th
  • two further layers 23 are provided with uniformly distributed abrasive particles, wherein all layers 23 in this embodiment, an identical
  • the middle layer 23 with abrasive particles is spaced from surround two parallel circumferential layers 23 in the circumferential direction, which can come after some time with the end face 16 of the contact segments 19 in contact, namely, when the central region of the arcuate end face 20 of the brush 12 is removed.
  • a single layer 24 with abrasive particles with a thickness d is provided.
  • the layer 24 is not perpendicular, but parallel to the end face 16 of the commutator 11. Stated another way, the entire arcuate, frontal region of the brush 12 is provided with abrasive particles 21, whereas in a remote from the contact plane area no abrasive particles 21 are provided ,
  • the friction means according to the invention also an improved capacity of the pump over its life characterized in that at least one of the contact segments and / or the brush contains friction, the formation of boundary layers on the carbon brushes and / or prevents the commutator, or at least reduced.
  • the nature and concentration of the friction means both an improvement, ie, for example, achieve a shortening of the running-in phase, as opposed to the formation of boundary layers between the friction partners become.
  • different friction means or different Reibstoff- concentrations can be introduced staggered in the friction partners.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Abstract

The invention relates to an electric machine (1) having a commutator (11) with contact segments (19) and at least one brush (12) contacting the contact segments (19). According to the invention, it is provided that at least one contact segment (19) and/or the brush (12) comprises friction means (21).

Description

Beschreibung description
Titeltitle
Elektrische MaschineElectric machine
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an electrical machine according to the preamble of claim 1.
Aus der DE 10 2004 051 461 Al ist eine elektrische Maschine mit einem Plankommutator bekannt, an dessen Stirnseite mehrere Kontaktsegmente angeordnet sind, die von mit Rollfedern beaufschlagten Bürsten kontaktiert werden. Um einen guten Wirkungsgrad der elektrischen Maschine zu erzielen und die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)zu verbessern, werden ständig Anstrengungen unternommen, den Kontakt zwischen den Bürsten und den Kontaktsegmenten zu optimieren. Üblicherweise stellen sich gute Kontaktbedingungen erst nach einer Einlaufphase der elektrischen Maschine ein, in der sich die Kontaktgeometrien der Bürsten und Kontaktsegmente aneinander anpassen. Eine derartige Einlaufphase kann bis zu mehreren tausend Betriebsstunden andauern, in denen der Wirkungsgrad und die EMV der elektrischen Maschine nicht optimal sind. Dies wiederum hat negative Auswirkungen auf die Leistungsaufnahme bzw. Abgabe und das Störverhalten der elektrischen Maschine. Insbesondere bei dem Einsatz von elektrischen Maschinen in Automobilen kann sich die lange Einlaufphase negativ auf eine Vielzahl anderer Fahrzeugbau- elemente auswirken (EMV).From DE 10 2004 051 461 Al an electric machine with a planar commutator is known, on the front side of which a plurality of contact segments are arranged, which are contacted by brushes acted upon by roller springs. In order to achieve a good efficiency of the electric machine and to improve the electromagnetic compatibility (EMC), efforts are constantly being made to optimize the contact between the brushes and the contact segments. Usually, good contact conditions occur only after a running-in phase of the electric machine, in which the contact geometries of the brushes and contact segments adapt to one another. Such a break-in phase can last up to several thousand operating hours, in which the efficiency and the EMC of the electric machine are not optimal. This in turn has a negative effect on the power consumption or output and the disturbance behavior of the electrical machine. Particularly when using electric machines in automobiles, the long break-in period can have a negative effect on a large number of other vehicle components (EMC).
Aus der EP 0 984 546 A2 ist es daher bekannt, die Einlaufphase durch periodische Startströme mit einstellbarer Frequenz und Amplitude zu verkürzen. Durch die Ströme wird der Materialabtrag beschleunigt. Zur Realisierung der bekannten Verfahrensweise wird jedoch ein zusätzliches Steuergerät benötigt, was mit hohen Kosten sowie einem zusätzlichen Gewicht verbunden ist.From EP 0 984 546 A2 it is therefore known to shorten the break-in phase by periodic starting currents with adjustable frequency and amplitude. The streams accelerate material removal. To implement the known procedure, however, an additional control unit is needed, which is associated with high costs and an additional weight.
Aus der US 2002/0130579A1 ist eine Kraftstoffpumpe bekannt, die von einem DC Motor angetrieben wird, der wiederum pulsweitenmoduliert angesteuert wird. Offenbarung der Erfindung Technisch AufgabeFrom US 2002 / 0130579A1 a fuel pump is known, which is driven by a DC motor, which in turn is controlled pulse width modulated. Disclosure of Invention Technical Problem
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Maschine, insbesondere eine elektrisch angetriebene Pumpe vorzuschlagen, bei der die Laufleistung, insbesondere die Förderleistung, über der Laufzeit der Maschine möglichst konstant bleibt.The invention is therefore based on the object, an electric machine, in particular to propose an electrically driven pump, in which the mileage, in particular the flow rate, remains as constant as possible over the life of the machine.
Technische LösungTechnical solution
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved with the features of claim 1.
Die elektrische Maschine besitzt einem Kommutator, insbesondere einem Plan- Kommutator, mit Kontaktsegmenten sowie mindestens eine die Kontaktsegmente kontaktierende Bürste. Dadurch, dass mindestens eines der Kontaktsegmente und/oder die Bürste Reibmittel enthält, kann die Bildung von Grenzschichten auf den Kohlebürsten und/oder dem Kommutator verhindert, oder zumindest reduziert werden.The electric machine has a commutator, in particular a planar commutator, with contact segments and at least one brush contacting the contact segments. Because at least one of the contact segments and / or the brush contains friction means, the formation of boundary layers on the carbon brushes and / or the commutator can be prevented or at least reduced.
Insbesondere als Fluidpumpe ausgestaltete elektrische Maschinen, wie beispielsweise Kraftstoffpumpen für Automobile, sollen heutzutage im geregelten Förderbetrieb laufen.In particular, configured as a fluid pump electric machines, such as fuel pumps for automobiles, should now run in regular production mode.
Dies bedingt einen elektrischen Spannungszustand der antreibenden elektrischenThis causes an electrical voltage state of the driving electrical
Maschine, der nicht mehr konstant bei beispielsweise 12-13,7 V liegt. Die Spannung wird vielmehr zur Regelung der Förderleistung der Pumpe abgeregelt, so dass auchMachine that is no longer constant at, for example, 12-13.7V. The voltage is rather regulated to control the flow rate of the pump, so that too
Spannungen im Bereich von beispielsweise nur 4V vorliegen können. So werden derartige Maschinen in vorteilhafter weise pulsweitenmoduliert angesteuert.Voltages in the range of, for example, only 4V can be present. Thus, such machines are controlled in an advantageous manner pulse width modulated.
Im Spannungsbereich von 4-6 V stellt sich jedoch in der Regel ein Rückgang der Förderleistung der Pumpe über deren Laufzeit ein. Dies ist u. a. bedingt durch die Bildung von Grenzschichten zwischen den Kohlebürsten und der Kommutatorfläche die zu einer schlechteren elektrischen Kontaktierung der Reibpartner der Kommutierung führt..In the voltage range of 4-6 V, however, there is usually a drop in the delivery rate of the pump over its running time. This is u. a. due to the formation of boundary layers between the carbon brushes and the commutator surface which leads to a poorer electrical contacting of the friction partners of the commutation.
Durch die Relativbewegung der mit Reibmitteln ausgestatteten Bauteile der elektrischen Maschine zueinander wird der Bildung von Grenzschichten entgegen- gewirkt. Insbesondere beseitigt die Zugabe von „milden" Reibstoffkomponenten, also beispielsweise kleinen Konzentrationen der Reibmittel im Bereich von 0,1 bis 1 %, den Grenzschichtaufbau, greift aber nicht den eigentlichen Basiswerkstoff an.Due to the relative movement of the components of the electric machine equipped with friction means, the formation of boundary layers is counteracted. In particular, the addition of "mild" friction components, ie For example, small concentrations of the friction agent in the range of 0.1 to 1%, the boundary layer structure, but does not attack the actual base material.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale.Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims. In addition, all combinations of at least two of the features disclosed in the description, the drawings and / or the claims fall within the scope of the invention.
Bevorzugt ist der Hauptbestandteil der Bürsten und/oder der Kontaktsegmente eine Karbon-Graphitmischung, in die die Reibmittel als Additive eingebracht werden. Die Reibmittel lassen sich dabei in vorteilhafter Weise als abrassive Partikel in die Reibpartner Kohlebürste und Kommutator integrieren.Preferably, the main component of the brushes and / or the contact segments is a carbon-graphite mixture into which the friction agents are introduced as additives. The friction means can be integrated in an advantageous manner as abrasive particles in the friction partner carbon brush and commutator.
In Ausgestaltung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die abrassiven Partikel gleichmäßig über das Kontaktsegment bzw. die Bürste verteilt sind. Andere Verteilungen, insbesondere zur Beschleunigung der Einlaufphase der Maschine sind aber ebenso möglich.In an embodiment of the invention is advantageously provided that the abrasive particles are distributed uniformly over the contact segment or the brush. Other distributions, in particular to accelerate the running-in phase of the machine are also possible.
Derartige abrassive Partikel können beispielsweise aus Fe3O4 oder Feldspat oder SiO2 oder Siliziumcarbid und/oder eine Kombination von diesen bestehen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn als abrassive Partikel Feldspat und/oder Siliziumkarbid und/oder Siliziumoxid zur Anwendung kommen. Dabei sind auch Mischungen dieser Partikel möglich. Vorteilhaft kann es sein, wenn die abrassiven Partikel mindestens eine Härte aufweisen, die größer ist als die der Hauptbestandteile der Bürsten bzw. der Kontaktsegmente, insbesondere des Graphit-Carbon-Gemisches und/oder eine elektrische Leitfähigkeit und/oder einen thermalen Expansionsquotienten aufweisen, der möglichst gleich dem des Hauptbestandteils der Kontaktsegmente bzw. der Bürsten, insbesondere des Graphit-Carbon-Gemisches ist.Such abrasive particles may for example consist of Fe 3 O 4 or feldspar or SiO 2 or silicon carbide and / or a combination of these. It has proven to be advantageous if feldspar and / or silicon carbide and / or silicon oxide are used as the abrasive particles. In this case, mixtures of these particles are possible. It may be advantageous if the abrasive particles have at least one hardness which is greater than that of the main constituents of the brushes or the contact segments, in particular of the graphite-carbon mixture and / or have an electrical conductivity and / or a thermal expansion quotient, the as equal to the main component of the contact segments or the brush, in particular the graphite-carbon mixture is.
Als Vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die die abrassiven Partikel eine Korngröße von 0,1 bis 100 Mikrometer besitzen, besonders vorteilhaft ist insbesondere eine Korngröße von 1 bis 10 Mikrometer.It has proven to be advantageous if the abrasive particles have a particle size of 0.1 to 100 micrometers, particularly advantageous is a particle size of 1 to 10 micrometers.
Durch die Relativbewegung der mit höheren Reibmittelkonzentrationen ausgestattetenDue to the relative movement of those equipped with higher Reibmittelkonzentrationen
Bauteile der elektrischen Maschine zueinander, kann zudem auch ein beschleunigter Materialabtrag realisiert werden, wodurch die Kontaktgeometrien zwischen Bürste undComponents of the electric machine to each other, also an accelerated removal of material can also be realized, whereby the contact geometries between brush and
Kontaktsegment beschleunigt aneinander angeglichen werden können. Vorteilhaft vergrößert sich die Kontaktfläche bevorzugt während der Einlaufphase. Darüber hinaus wird durch diesen Effekt, wie bereits beschrieben der Bildung einer Grenzschicht der beiden Reibungspartner entgegengewirkt.Contact segment accelerated to be able to be aligned. Advantageous the contact area preferably increases during the break-in phase. In addition, this effect, as already described, counteracts the formation of a boundary layer of the two friction partners.
Insbesondere ist es dazu denkbar, um die Einlaufphase zu beschleunigen und ansonsten die Abnutzung der Bürsten und der Kontaktsegmente während des Betriebes zu reduzieren, im Bereich der Kontaktebene eine höhere Konzentration an abrassiven Partikeln vorzusehen, als in einem weiter davon entfernten Bereich. Beispielsweise ist eine lineare oder logarithmische Partikelkonzentrationsabnahme in dieser Richtung realisierbar.In particular, it is conceivable in order to accelerate the break-in phase and otherwise to reduce the wear of the brushes and the contact segments during operation, to provide a higher concentration of abrasive particles in the area of the contact plane, than in an area further away. For example, a linear or logarithmic particle concentration decrease in this direction is feasible.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die abrassiven Partikel in mindestens einer begrenzten Schicht angeordnet oder in dieser konzentriert sind. Bevorzugt sind die abrassiven Partikel innerhalb dieser mindestens einen Schicht gleichmäßig verteilt.In a development of the invention, it is advantageously provided that the abrasive particles are arranged in or concentrated in at least one limited layer. Preferably, the abrasive particles are evenly distributed within this at least one layer.
Es ist denkbar, die abrassive Schicht parallel zu einer Kontaktebene zwischen den Bürsten und den Kontaktsegmenten anzuordnen. Bevorzugt ist eine Parallelschicht endseitig an den Bürsten und/oder Kontaktsegmenten angeordnet, um bereits bei der ersten Kommutatorumdrehung einen abrassiven Effekt zu erzielen.It is conceivable to arrange the abrasive layer parallel to a contact plane between the brushes and the contact segments. Preferably, a parallel layer is arranged on the end of the brush and / or contact segments in order to achieve a abrassiven effect already at the first commutator rotation.
Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, die abrassiven Partikel entweder nur mindestens einem Kontaktsegment, oder nur mindestens einer Bürste oder sowohl mindestens einem Kontaktsegment und mindestens einer Bürste zuzuordnen.It is within the scope of the invention to associate the abrasive particles either only at least one contact segment, or only at least one brush or both at least one contact segment and at least one brush.
Alternativ oder zusätzlich zu einer parallelen Anordnung mindestens einer abrassiven Schicht kann mindestens eine abrassive Schicht senkrecht zur Kontaktebene oder unter einem Schrägwinkel zu dieser angeordnet werden. Dabei müssen bei dem Vorsehen mehrerer abrassiver Schichten diese nicht zwangsläufig, jedoch bevorzugt gleich zueinander beabstandet sein. Über die Anordnung der abrassiven Partikel in senkrecht oder unter einem Schrägwinkel zur Kontaktebene verlaufenden Schichten kann die abrassive Wirkung in bestimmten Geometriebereichen beschleunigt und in anderen verzögert werden, um eine optimale - schnelle - Anpassung der Kontaktgeometrie zu realisieren. Kurze Beschreibung der ZeichnungenAs an alternative or in addition to a parallel arrangement of at least one abrasive layer, at least one abrasive layer can be arranged perpendicular to the contact plane or at an oblique angle to the latter. In this case, when providing a plurality of abrasive layers, these need not necessarily be spaced apart, but preferably equally. About the arrangement of the abrasive particles in perpendicular or at an oblique angle to the contact plane extending layers Abrasive effect can be accelerated in certain areas of the geometry and delayed in others to realize an optimal - fast - adjustment of the contact geometry. Brief description of the drawings
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing; this shows in:
Fig. 1: eine schematische Darstellung einer elektrischen Maschine imFig. 1: a schematic representation of an electric machine in
Längsschnitt,Longitudinal section
Fig. 2A bis Fig.2C: die Einheit aus Bürsten und Kommutator während zeitlich beabstandeter Stadien während der Einlaufphase,FIGS. 2A to 2C show the brush and commutator unit during time-spaced stages during the break-in phase;
Fig. 3: die Einheit aus Bürsten und Kommutator, wobei abrassive Partikel ausschließlich in den Kontaktsegmenten des Kommutators vorgesehen sind,3: the unit of brushes and commutator, wherein abrasive particles are provided exclusively in the contact segments of the commutator,
Fig. 4: die Einheit aus Bürsten und Kommutator, wobei ausschließlich in denFig. 4: the unit of brushes and commutator, wherein exclusively in the
Bürsten abrassive Partikel vorgesehen sind,Brushing abrasive particles are provided
Fig. 5: die Einheit aus Bürsten und Kommutator, wobei sowohl in den Bürsten als auch in den Kontaktelementen abrassive Partikel vorgesehen sind,5 shows the unit of brushes and commutator, wherein abrasive particles are provided both in the brushes and in the contact elements,
Fig. 6: die Einheit aus Bürsten und Kommutator, wobei die abrassiven Partikel ausschließlich in einer senkrecht zur Kontaktebene angeordnetenFig. 6: the unit of brushes and commutator, wherein the abrasive particles arranged only in a direction perpendicular to the contact plane
Schicht in die Bürsten eingebracht sind,Layer are introduced into the brushes,
Fig. 7: die Einheit aus Bürsten und Kommutator, wobei mehrere parallele, senkrecht zur Kontaktebene verlaufende abrassive Schichten vorgesehen sind, undFigure 7: the unit of brushes and commutator, wherein a plurality of parallel, perpendicular to the contact plane extending Abrassive layers are provided, and
Fig. 8: die Einheit aus Bürsten und Kommutator, wobei eine zur Kontaktebene parallele, stirnseitige abrassive Schicht ausschließlich an den Bürsten vorgesehen ist. Ausführungsformen der ErfindungFig. 8: the unit of brushes and commutator, wherein a plane parallel to the contact plane, frontal Abrassive layer is provided exclusively on the brush. Embodiments of the invention
In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit gleicher Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the figures, the same components and components with the same function with the same reference numerals.
In Fig. 1 ist ein Teil einer elektrischen Maschine 1 in einem Längsschnitt vereinfacht dargestellt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen bürstenbehafteten Gleichstrommotor (Kommutatormotor), der beispielsweise Teil einer Kraftstoffpumpe eines Kraftfahrzeuges ist. Es sind jedoch andere Anwendungen, beispielsweise in einem Lüfter, Fensterheber, Wischerantrieb, Sitzversteller etc. in einem Kraftfahrzeug denkbar. Anstelle eines Motors kann es sich bei der elektrischen Maschine 1 auch um einen Generator handeln.In Fig. 1, a part of an electric machine 1 is shown simplified in a longitudinal section. In the present embodiment, it is a brush-type DC motor (commutator), which is for example part of a fuel pump of a motor vehicle. However, there are other applications, for example in a fan, windows, wiper drive, seat adjuster, etc. conceivable in a motor vehicle. Instead of an engine, the electric machine 1 may also be a generator.
Die elektrische Maschine 1 umfasst ein Gehäuse, insbesondere ein Polrohr 2 und einen darin angeordneten Anker 3. Der Anker 3 weist eine Ankerwelle 4 auf, die in zwei stirnseitigen Lagern 5 gelagert ist, welche ihrerseits in zwei gegenüberliegenden Lagerdeckeln 6 befestigt sind. Am Innenumfang des Polrohres 12 sind um ein an der Ankerwelle 4 befestigtes Lamellenpaket 7 herum Magnete 8 angeordnet, die mit einer Ankerwicklung 9 des Lamellenpaketes 7 zusammenwirken.The electric machine 1 comprises a housing, in particular a pole tube 2 and an armature 3 arranged therein. The armature 3 has an armature shaft 4 which is mounted in two end-side bearings 5, which in turn are fastened in two opposite bearing caps 6. On the inner circumference of the pole tube 12 are arranged around a fixed to the armature shaft 4 plate pack 7 around magnets 8, which cooperate with an armature winding 9 of the plate pack 7.
Die Ankerwicklung 9 ist auf nicht dargestellte Weise mit Hacken 10 (vgl. Fig. 2A) eines Kommutators 11 verbunden. Der Kommutator 11, der im gezeigten Ausführungsbeispiel als Plankommutator ausgebildet ist, wird von zwei gestrichelt angedeuteten Kohlebürsten bzw. Bürsten 12 beaufschlagt. Die Bürsten 12 sind auf einem als Kunststoffspritzteil hergestellten Bürstenhalter 13 angeordnet. Der Bürstenhalter 13 weist zwei Köcher 14 für die Bürsten 12 auf, wobei die beiden Köcher 14 parallel zueinander angeordnet sind. Mittels jeweils einer Rollfeder 15 wird jede Bürste federkraftbeaufschlagt und zwar einerseits in Richtung der Stirnseite 16 des Kommutators 11 und andererseits in Richtung auf eine Köcherwand 17. Hierzu greifen die Rollfedern 15 jeweils auf einer Schrägfläche 22 an und belasten die Bürsten 12 in Pfeilrichtung mit einer Kraft F. Jede Rollfeder 15 ist mit einem Hacken 18 an einem dem Kommutator 11 zugewandten Rand jedes Köchers 14 fixiert.The armature winding 9 is connected in a manner not shown with hoes 10 (see Fig. 2A) of a commutator 11. The commutator 11, which is formed in the embodiment shown as a plan commutator, is acted upon by two brushes 12 indicated by dashed lines. The brushes 12 are arranged on a brush holder 13 produced as a plastic injection molded part. The brush holder 13 has two quivers 14 for the brushes 12, wherein the two quivers 14 are arranged parallel to each other. By means of a respective roll spring 15, each brush is spring-loaded on the one hand in the direction of the end face 16 of the commutator 11 and on the other hand in the direction of a quiver wall 17. For this purpose, the roller springs 15 each engage on an inclined surface 22 and load the brush 12 in the direction of arrow with a force F. Each scroll spring 15 is fixed with a chopper 18 on a commutator 11 facing edge of each quiver 14.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, den Kommutator als Plankommutator mit stirnseitig angeordneten Kontaktelementen auszubilden, so dass eine ebeneIt has proven to be advantageous to form the commutator as a plan commutator with frontally arranged contact elements, so that a flat
Kontaktfläche gebildet ist, an der die Bürsten anliegen. Bevorzugt sind die Bürsten mittels Rollfedern in Richtung der Kontaktsegmente federkraftbeaufschlagt. Bevorzugt ist die Federkonstante der zur Anwendung kommenden Rollfedern nahe null, so dass unabhängig von der Restlänge der Bürste über die Lebensdauer der Bürste nahezu die gleiche Federkraft auf die Bürste und den Plankommutator ausgeübt wird und die höhere Dämpfungskonstante der Rollfeder das Schwingungsverhalten der mindestens einen Bürste auf mindestens zwei Kontaktsegmente des Plankommutators in immer gleicher Weise über die Lebensdauer verbessert.Contact surface is formed, against which the brushes. The brushes are preferred Federkraftbeaufschlagt by means of rolling springs in the direction of the contact segments. Preferably, the spring constant of the rolling springs used is close to zero, so that regardless of the residual length of the brush over the life of the brush almost the same spring force is exerted on the brush and the plan commutator and the higher damping constant of the scroll spring the vibration behavior of the at least one brush at least two contact segments of the plan commutator in always the same way over the life improved.
Um eine möglichst schnelle Anpassung der Kontaktgeometrien zwischen Bürste und Kontaktsegmenten zu realisieren, ist in Ausgestaltung der Erfindung mit Vorteil vorgesehen, dass die Bürsten auf der den Kontaktsegmenten zugewandten Stirnseite ein gebogenes Profil aufweisen oder seitlich in Umfangsrichtung angefast bzw. abgeschrägt ausgebildet sind. Hierdurch wird erreicht, dass die Bürste in der Einlaufphase noch nicht die maximale Kontaktfläche aufweist, wodurch die Bürste in der Einlaufphase schneller abtragbar und an die Oberfläche des Kommutators, insbesondere des Plankommutators, anpassbar ist.In order to realize the fastest possible adaptation of the contact geometries between the brush and contact segments, it is advantageously provided in an embodiment of the invention that the brushes have a curved profile on the end faces facing the contact segments or are bevelled or chamfered laterally in the circumferential direction. This ensures that the brush does not yet have the maximum contact surface in the running-in phase, as a result of which the brush can be removed faster in the running-in phase and adapted to the surface of the commutator, in particular of the planar commutator.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Bürsten auf der den Kontaktsegmenten zugewandten Stirnseite, d.h. Kontaktseite, profiliert, insbesondere sägezahnartig geriffelt sind. Hierdurch wird ein höherer lokaler Anpressdruck erreicht, was den Materialabtrag in der Einlaufphase erhöht.According to an advantageous embodiment of the invention is advantageously provided that the brushes on the contact segments facing the end face, i. Contact side, profiled, in particular serrated. As a result, a higher local contact pressure is achieved, which increases the material removal in the run-in phase.
Die Bürsten 12 überragen den jeweiligen Köcher 15 in axialer Richtung und liegen federkraftbeaufschlagt auf Kontaktelementen 19 auf der Stirnseite 16 des Kommutators 11 stromleitend an. Während des Betriebes der elektrischen Maschine 1 bewegt sich der auf der Ankerwelle 14 fixierte Kommutator 11 relativ zu dem Bürstenhalter 13 mit Bürsten 12.The brushes 12 project beyond the respective quiver 15 in the axial direction and are spring-loaded on contact elements 19 on the end face 16 of the commutator 11 in an electrically conductive manner. During operation of the electric machine 1, the commutator 11 fixed on the armature shaft 14 moves with brushes 12 relative to the brush holder 13.
In den Fig. 2A bis 2C sind unterschiedliche Phasen der Einlaufphase der elektrischen Maschine 1 dargestellt. Zu Betriebsbeginn, also zu Beginn der Einlaufphase weisen dieFIGS. 2A to 2C show different phases of the running-in phase of the electric machine 1. At the beginning of operation, ie at the beginning of the start-up phase, the
Bürsten 12 eine abgerundete, dem Kommutator 11 zugewandte Stirnseite 20 auf (vgl.Brushes 12 a rounded, the commutator 11 facing end face 20 (see.
Fig. 2A). Die Bürsten 12 in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2A bis 2C bestehen dabei vollständig aus einem Graphit- Karbon-Gemisch. Im Gegensatz dazu sind in denFig. 2A). The brushes 12 in the embodiment of FIGS. 2A to 2C consist entirely of a graphite-carbon mixture. In contrast, in the
Kontaktsegmenten, die als Hauptbestandteil ebenfalls ein Graphit- Karbon-Gemisch aufweisen, abrassive Partikel 21 eingebracht. Die abrassiven Partikel 21 befinden sich nicht nur auf der Oberfläche der Kontaktsegmente 21, sondern durchsetzen diese vollständig. Die abrassiven Partikel 21, im vorliegenden Ausführungsbeispiel Feldspatpartikel, sind homogen über das gesamte Volumen der Kontaktsegmente 19 verteilt.Contact segments, which also have a graphite-carbon mixture as the main component, introduced abrasive particles 21. The abrasive particles 21 are not only located on the surface of the contact segments 21, but enforce them Completely. The abrasive particles 21, in the present exemplary embodiment feldspar particles, are distributed homogeneously over the entire volume of the contact segments 19.
Wie aus Fig. 2B zu erkennen ist, sind die Stirnseiten 20 der Bürsten nach relativ kurzer Zeit in einem mittleren Abschnitt aufgrund der Einwirkung der abrassiven Partikel 21 planeben geschliffen, wodurch sich die Kontaktfläche vergrößert.As can be seen from Fig. 2B, the end faces 20 of the brush after a relatively short time in a central portion due to the action of Abrassiven particles 21 ground evenly, whereby the contact area increases.
Am in Fig. 2C dargestellten Ende der Einlaufphase sind die Bürsten 12 über ihren gesamten Querschnitt plangeschliffen, so dass eine maximale Kontaktfläche realisiert ist.At the end of the break-in phase shown in FIG. 2C, the brushes 12 are ground flat over their entire cross-section, so that a maximum contact surface is realized.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind in den Bürsten 12 keine abrassiven Partikel vorgesehen, wohingegen die Kontaktsegmente 19 des Kommutators 11 vollständig mit abrassiven Partikel gleichmäßig verteilt durchsetzt sind.In the embodiment according to FIG. 3, no abrassive particles are provided in the brushes 12, whereas the contact segments 19 of the commutator 11 are completely interspersed uniformly with abrasive particles.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 sind die Kontaktelemente 19 abrassivpartikelfrei ausgebildet, wohingegen abrassive Partikel 21 gleichmäßig über die gesamten Bürsten 12 verteilt angeordnet sind.In the exemplary embodiment according to FIG. 4, the contact elements 19 are designed to be abrasive-free, whereas abrasive particles 21 are distributed uniformly over the entire brushes 12.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 vereinigt die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 3 und 4, da sowohl in den Bürsten 12 als auch in den Kontaktsegmenten 19 abrassive Partikel 21 gleichmäßig verteilt angeordnet sind.The exemplary embodiment according to FIG. 5 unites the exemplary embodiments according to FIGS. 3 and 4, since abrasive particles 21 are distributed uniformly both in the brushes 12 and in the contact segments 19.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 sind in den Kontaktsegmenten 19 keine abrassiven Partikel vorgesehen. Dagegen weisen die Bürsten 12 abrassive Partikel auf. Diese sind jedoch nicht gleichmäßig über das gesamte Volumen der Bürsten 12 verteilt, sondern ausschließlich in einer begrenzten Schicht 23 mit der Dicke d zusammengefasst, wobei die Dicke d etwa einem Fünftel der Gesamtdicke der BürstenIn the embodiment according to FIG. 6, no abrasive particles are provided in the contact segments 19. In contrast, the brushes 12 have abrasive particles. However, these are not uniformly distributed over the entire volume of the brush 12, but only in a limited layer 23 summarized with the thickness d, wherein the thickness d about one-fifth of the total thickness of the brush
12 entspricht. Die Schicht 23 ist senkrecht zu einer von der ebenen Oberfläche der Stirnseite 16 gebildeten Kontaktebene angeordnet und verläuft in Umfangsrichtung gesehen mittig durch die jeweilige Bürste 12.12 corresponds. The layer 23 is arranged perpendicular to a plane of contact formed by the flat surface of the end face 16 and extends in the circumferential direction centrally through the respective brush 12th
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 sind zusätzlich zu der senkrechten SchichtIn the embodiment according to FIG. 7, in addition to the vertical layer
23 aus Fig. 6 zwei weitere Schichten 23 mit gleichmäßig verteilten abrassiven Partikeln vorgesehen, wobei sämtliche Schichten 23 in diesem Ausführungsbeispiel eine gleiche23 of FIG. 6, two further layers 23 are provided with uniformly distributed abrasive particles, wherein all layers 23 in this embodiment, an identical
Dicke d aufweisen. Die mittlere Schicht 23 mit abrassiven Partikeln ist mit Abstand von zwei in Umfangsrichtung endseitigen parallelen Schichten 23 umgeben, die erst nach einiger Zeit mit der Stirnseite 16 der Kontaktsegmente 19 in Kontakt treten können, nämlich dann, wenn der mittlere Bereich der bogenförmigen Stirnseite 20 der Bürsten 12 abgetragen ist.Have thickness d. The middle layer 23 with abrasive particles is spaced from surround two parallel circumferential layers 23 in the circumferential direction, which can come after some time with the end face 16 of the contact segments 19 in contact, namely, when the central region of the arcuate end face 20 of the brush 12 is removed.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 ist lediglich eine einzige Schicht 24 mit abrassiven Partikeln mit einer Dicke d vorgesehen. Die Schicht 24 verläuft nicht senkrecht, sondern parallel zur Stirnseite 16 des Kommutators 11. Anders ausgedrückt, ist der gesamte bogenförmige, stirnseitige Bereich der Bürsten 12 mit abrassiven Partikeln 21 versehen, wohingegen in einem weiter von der Kontaktebene entfernten Bereich keine abrassiven Partikel 21 vorgesehen sind.In the embodiment according to FIG. 8, only a single layer 24 with abrasive particles with a thickness d is provided. The layer 24 is not perpendicular, but parallel to the end face 16 of the commutator 11. Stated another way, the entire arcuate, frontal region of the brush 12 is provided with abrasive particles 21, whereas in a remote from the contact plane area no abrasive particles 21 are provided ,
Neben den beschrieben Vorteilen einer beschleunigten Einlaufphase der elektrischen Maschine lässt sich durch die erfindungsgemäßen Reibmittel auch eine verbesserte Förderleistung der Pumpe über deren Lebensdauer erreichen Dadurch, dass mindestens eines der Kontaktsegmente und/oder die Bürste Reibmittel enthält, kann die Bildung von Grenzschichten auf den Kohlebürsten und/oder dem Kommutator verhindert, oder zumindest reduziert werden.In addition to the described advantages of an accelerated running-in phase of the electric machine can be achieved by the friction means according to the invention also an improved capacity of the pump over its life characterized in that at least one of the contact segments and / or the brush contains friction, the formation of boundary layers on the carbon brushes and / or prevents the commutator, or at least reduced.
Insbesondere als Fluidpumpe ausgestaltete elektrische Maschinen, wie beispielsweise Kraftstoffpumpen für Automobile, sollen heutzutage im geregelten Förderbetrieb laufen. Dies bedingt einen elektrischen Spannungszustand der antreibenden elektrischen Maschine, der nicht mehr konstant bei beispielsweise 12 - 13,7 V liegt. Die Spannung wird vielmehr zur Regelung der Förderleistung der Pumpe abgeregelt, so dass auch Spannungen im Bereich von beispielsweise nur 4 V vorliegen können. So werden derartige Maschinen in vorteilhafter Weise pulsweitenmoduliert angesteuert. Im Spannungsbereich von 4-6 V stellt sich jedoch in der Regel ein Rückgang der Förderleistung der Pumpe über deren Laufzeit ein. Insbesondere wird bei einer plötzlichen Hochregelung auf den Nennspannungszustand von beispielsweise 12 - 13 V nicht mehr die ursprüngliche Förderleistung erreicht. Hierfür hat sich der Begriff einer „müden Pumpe" eingebürgert. Dies ist u.a. bedingt durch die Bildung von Grenzschichten zwischen den Kohlebürsten und der Kommutatorfläche.In particular, configured as a fluid pump electric machines, such as fuel pumps for automobiles, should now run in regular production mode. This causes an electrical voltage state of the driving electric machine, which is no longer constant at, for example, 12 - 13.7 V. The voltage is rather regulated to control the flow rate of the pump, so that voltages in the range of, for example, only 4 V can be present. Thus, such machines are controlled in an advantageous manner pulse width modulated. In the voltage range of 4-6 V, however, there is usually a drop in the delivery rate of the pump over its running time. In particular, in a sudden high regulation on the nominal voltage state of, for example, 12-13 V no longer reaches the original capacity. For this purpose, the concept of a "tired pump" has become established, which is due in part to the formation of boundary layers between the carbon brushes and the commutator surface.
Insbesondere kann durch die Art und die Konzentration der Reibmittel sowohl eine Verbesserung, d.h. beispielsweise eine Verkürzung der Einlaufphase erreichen, als auch der Bildung von Grenzschichten zwischen den Reibpartnern entgegengewirkt werden. Hierzu können verschiedene Reibmittel oder verschiedene Reibmittel- konzentrationen in den Reibpartnern gestaffelt eingebracht werden.In particular, by the nature and concentration of the friction means both an improvement, ie, for example, achieve a shortening of the running-in phase, as opposed to the formation of boundary layers between the friction partners become. For this purpose, different friction means or different Reibmittel- concentrations can be introduced staggered in the friction partners.
Die erfindungsgemäße Zugabe von Reibmittel zu dem Material der Bürsten bzw. des Kommutators einer pulsweitenmoduliert angesteuerten elektrischen Maschine und insbesondere einer derartigen Kraftstoffpumpe kann daher in vorteilhafter Weise die Förderleistung der Pumpe über deren Lebensdauer nahezu konstant halten, so dass der Effekt der „müden Pumpe" wenn nicht gänzlich vermieden, so doch deutlich reduziert werden kann The addition according to the invention of friction agent to the material of the brushes or of the commutator of a pulse-width-modulated controlled electric machine and in particular of such a fuel pump can therefore advantageously keep the delivery rate of the pump virtually constant over its service life, so that the effect of the "tired pump" not completely avoided, but can be significantly reduced

Claims

Ansprüche claims
1. Elektrische Maschine mit einem Kommutator, insbesondere einem Plan- Kommutator (11), mit Kontaktsegmenten (19) und mit mindestens einer die Kontaktsegmente (19) kontaktierenden Bürste (12), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Kontaktsegmente (19) und/oder die Bürste (12) Reibmittel (21) enthält.1. Electrical machine with a commutator, in particular a plan commutator (11), with contact segments (19) and with at least one contact segments (19) contacting brush (12), characterized in that at least one of the contact segments (19) and / or the brush (12) contains friction means (21).
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die2. Electrical machine according to claim 1, characterized in that the
Reibmittel als abrassive Partikel (21) ausgebildet sind.Friction means are formed as abrasive particles (21).
3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibmittel (21) Fe3O4 oder Feldspat oder SiO2 oder Siliziumcarbid und/oder eine Kombination von diesen enthalten.3. Electrical machine according to claim 1 or 2, characterized in that the friction means (21) Fe 3 O 4 or feldspar or SiO 2 or silicon carbide and / or a combination of these.
4. Elektrische Maschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die abrassiven Partikel eine Korngröße von 0,1 bis 1004. Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the abrasive particles have a particle size of 0.1 to 100
Mikrometer, insbesondere eine Korngröße von 1 bis 10 Mikrometer besitzen.Micrometer, in particular have a particle size of 1 to 10 microns.
5. Elektrische Maschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibmittel (21) homogen über das gesamte5. Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the friction means (21) homogeneously over the entire
Kontaktsegment (19) und/oder die gesamte Bürste (12) verteilt angeordnet sind.Contact segment (19) and / or the entire brush (12) are arranged distributed.
6. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibmittel (21) in mindestens einer begrenzten Schicht (21, 23, 24) angeordnet sind. 6. Electrical machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the friction means (21) in at least one limited layer (21, 23, 24) are arranged.
7. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Reibmittelkonzentration in dem Kontaktsegment (19) und/oder der kontaktierenden Bürste (12) (21) ändert.7. Electrical machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Reibmittelkonzentration in the contact segment (19) and / or the contacting brush (12) (21) changes.
8. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 6, dadurch gekennzeichnet, dass die abrassive Schicht (21, 23, 24) parallel zu einer Kontaktebene zwischen der Bürste (12) und den Konatktsegmenten (19) angeordnet ist.8. Electrical machine according to one of claims 1 to 4, 6, characterized in that the abrassive layer (21, 23, 24) is arranged parallel to a contact plane between the brush (12) and the Konatktsegmenten (19).
9. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 6, dadurch gekennzeichnet, dass die abrassive Schicht (21, 23, 24) senkrecht oder schräg zu einer Kontaktebene zwischen der Bürste (12) und den Kontaktsegmenten (19) angeordnet ist.9. Electrical machine according to one of claims 1 to 4, 6, characterized in that the abrassive layer (21, 23, 24) is arranged perpendicular or obliquely to a contact plane between the brush (12) and the contact segments (19).
10. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere parallele abrassive Schichten (21, 23, 24) vorgesehen sind.10. Electrical machine according to one of claims 6 to 9, characterized in that a plurality of parallel Abrassive layers (21, 23, 24) are provided.
11. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine pulsweitenmoduliert angesteuert wird.11. Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the machine is controlled pulse width modulated.
12. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine eine Fluidpumpe ist.12. Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the machine is a fluid pump.
13. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine eine Kraftstoffpumpe ist. 13. Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the machine is a fuel pump.
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