WO2022018005A1 - Bürstensystem und verfahren zur beschichtung einer bürste - Google Patents

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    • H02K5/148—Slidably supported brushes

Definitions

  • the invention relates to a brush system of an electric motor with a commutator, having at least one brush, which is guided in a brush holder and has a connecting line, to rest on the commutator. It also relates to a method for coating such a brush and an electric motor with such a brush system.
  • An electric motor is understood to mean, in particular, a DC or direct current commutator motor.
  • a commutator which transfers the electrical current to the windings of a rotor that is rotatably mounted relative to a stator, which is usually equipped with permanent magnets .
  • the commutator is formed on the rotor shaft, which also represents the motor shaft of the electric motor, in the form of axially aligned commutator bars (lamellae) spaced apart from one another on the circumferential side.
  • the slats are of, in particular by means of a Federele Mentes spring-loaded, coated brushes that carry the current to the slats.
  • the lamellae generate a commutation from winding to winding, which generates a torque on the rotor shaft in relation to the (fixed) magnetic poles of the stator.
  • the brushes are conventionally made from compressed carbon powder which is, for example, a mixture or composition of natural and/or electrographite and copper for conduction improvement and other (rare) metals. Due to the sliding contact with the slats, the brushes experience abrasion. In order to ensure contact between the brush and the commutator despite the abrasion, the brushes are often in a so-called Brush quiver (brush shaft) by means of spring elements (mechanical springs) slidably mounted under the effect of their restoring force, so that the brushes are automatically readjusted.
  • spring elements mechanical springs
  • the brush holders can be arranged on a carrier (brush holder or brush plate) which, together with the or each brush holder and with the brushes and with the necessary electrical contact means and interference suppression elements (coils or chokes and/or capacitors) also partly arranged on the carrier. forms a brush system for the electric motor (DC commutator motor).
  • the respective brush quiver or brush shaft is usually made of a thermoplastic material.
  • the power loss also remains at least approximately the same.
  • the volume of the typically rod- or cuboid-shaped brushes or their brush bodies is becoming increasingly smaller as a result of their operational abrasion, so that the heat load on the brush system increases accordingly. This in turn can cause the temperature of the brush to rise above the softening point of the thermoplastic quiver material.
  • the brush is pressed against the wall of the brush holder that guides it and can adhere there, particularly when the softening temperature of the thermoplastic holder material is reached. This in turn often leads to the failure of the brush system if the contact between the brush and the commutator is interrupted due to the brush sticking in the brush holder.
  • the invention is based on the object of specifying a particularly suitable brush system for an electric motor, in particular a DC commutator motor, in which sticking of the brushes in the brush holder or on the holder wall (wall) guiding the brush is to be avoided.
  • the invention is also based on the object of specifying an electric motor, in particular a DC commutator motor, with such a brush system and a suitable method for coating a brush of such a brush system.
  • the above object is achieved according to the invention by the features of claim 1 and with regard to the electric motor with the features of claim 9 and with regard to the method with the features of claim 10 .
  • the brush system provided and configured for an electric motor with a commutator has at least one brush guided in a brush holder, preferably radially displaceable, and having a connecting line, as well as a spring element that exerts a spring force on the brush so that it rests on the commutator.
  • the brush has a powder coating.
  • the brush is coated with a powder, in particular with a graphite powder. This reliably prevents the brush from sticking in the brush holder or on its holder wall (holster wall) even when the material of the brush holder has reached a softening temperature due to operational reasons.
  • this has a brush carrier holding the brush holder, which is arranged concentrically to the commutator of the electric motor, which is coupled fixedly to a motor shaft.
  • the brush holder can, for example, be designed in the form of a plate as a brush plate.
  • the brush holder is made from a thermoplastic material, in particular from polyamide (e.g. PA6 or PA6.6). Furthermore, it is advantageous for the brush holder to have a holder wall which at least partially encloses the brush and has a longitudinal slot through which the connecting line is led out.
  • the spring element suitably has a fixed spring leg and a movable contact leg which can be adjusted from a rest position into a contact position on the brush which produces the operative connection.
  • An expedient configuration of the brush provides that this or its brush body is cuboid.
  • the brush or its brush body particularly preferably consists of a compressed powder mixture.
  • the grain or particle size of the coating powder should be no more than a quarter of the tolerance gap between the brush or its brush body and the brush holder or its holder wall (inner wall of the holder).
  • the layer thickness of the powder coating should be at least twice the typical particle size of the powder.
  • the brush is guided past a spray of the vaporized or atomized liquid so that the surface of the brush is wetted.
  • the wetted brush is then guided past a spray of powder, preferably fine graphite powder, which then adheres to the wetted brush (brush surface).
  • the powder is in the desired place on the brush surface.
  • the molecular forces are already sufficient to keep the powder at the desired point on the brush surface.
  • the powder-coated brush can then be placed in the brush holder.
  • An electric motor in particular a DC commutator motor, particularly preferably has such a brush system with at least one powder-coated brush.
  • Fig. 1 shows a schematic plan view of a brush system of an electric motor with coated brushes arranged opposite one another, each of which is resiliently mounted in a brush holder against a commutator
  • Fig. 2 a perspective view of the coated brush in the brush holder with an adjacent spring leg of a spring element
  • Fig. 3 shows a schematic of a device for carrying out a method for coating the brush with a graphite powder before it is inserted into the brush holder
  • Fig. 4 shows a schematic representation of a window lifter as an adjustment drive for a vehicle window pane, with a drive mechanism having an actuating mechanism coupled electric motor with the brush system.
  • the brush system 1 shown schematically in FIG. 1 and in a perspective detail in FIG.
  • the brush system 1 comprises an approximately circular ring-like brush holder 4, for example a brush plate, which is arranged concentrically around a commutator 6 of the electric motor 2 coupled fixedly to a motor shaft 5 (FIG. 5).
  • the brush system 1 comprises two brushes 7 which are in electrically conductive contact with the commutator 6 during operation in the manner of sliding contacts.
  • the motor rotate shaft (rotor shaft) 5 and thus the commutator 6 about the common axis of rotation R, which is illustrated in Fig. 2 as a cross.
  • the brush system 1 comprises two in the exemplary embodiment arranged opposite one another, based on the axis of rotation R of the motor shaft 5 ra dial offset by 180 ° brush holders or brush shafts 8, in which the Brushes 7 are guided for radial displacement.
  • the brush system 1 has an associated spring element 9 for each brush 7 .
  • the brushes 7 serve to supply current to the commutator 6, which rotates during operation, and thus to the windings of a rotor of the electric motor 2, which are not shown in detail .
  • the connecting line 10 is electrically connected to a control unit 11 (FIG. 5) of the electric motor 2 via a plug-in contact, not shown in detail.
  • the brush holders 8 are formed on the brush carrier 4 and are designed in particular in the manner of radially extending flea cylinders with a rectangular cross section for essentially positively fitting accommodation of the brushes 7 guided in the brush shaft 8 so that they can be slid.
  • the approximately cuboid brush 7 is arranged.
  • a radially inner contact surface 12 of the brush 7 is com plementary to an outer contour of the commutator 6 rounded.
  • connection line 10 of the brush 7 is led out via a longitudinal slot 13 of the brush holder 8 on the side of the holder opposite (facing away) from the brush holder 4 .
  • a constriction 14 can be introduced into the longitudinal slot 13, through which the connecting line 10 passes when the operative connection of the spring element 9 to the brush 7 is established.
  • the end face of the brush 7 opposite the contact surface 12 forms a contact surface 15 against which, in an operatively connected state, a contact leg 16 rests as the free end of the spring element 9 designed as a leg spring in the exemplary embodiment.
  • the contact leg 16 is formed approximately L-shaped on a spring leg 17 which is at least partially within a radially extending guide slot 18 of the brush holder 8 is arranged.
  • a helical turn part 19 of the spring element 9 comprises a number of turns which are arranged around a cylindrical support pin 20 as a bearing point, which is positioned outside of half of the brush holder 8 on the brush holder 4 and is preferably formed thereon.
  • the windings of the winding part 20 merge into a spring free end, not designated in any more detail, which is fixed or supported on the brush plate 4 or on an outer area of the quiver wall (wall) 21 of the brush quiver 8 .
  • the brush 7 is, for example, a pressed mixture or composition made of natural and/or electrographite, as well as copper to improve the conduction, and optionally other metals.
  • the brush 7 is provided with a layer or powder coating 22 of powder.
  • the grain size of the powder coating 22 should correspond to a maximum of a quarter of the gap width of the tolerance gap between the brush 7 and the quiver wall (wall) 21 of the brush quiver 8 .
  • FIG. 3 shows a device 23 for coating the brush 7 or its brush surface 24 with a powder.
  • the device 1 has a first device 25 for evaporating or atomizing a stored liquid. Water or an alcohol can be provided as the liquid.
  • the first device 25 generates a spray 26 of vaporized or Zer atomized liquid.
  • the device 1 also has a second device 27 for blowing out powder or for generating a powder mist 28 .
  • the brush 7 or its brush surface 24 is wetted with the vaporized or atomized liquid 27 .
  • the Brush 7 passed in a transport direction T at the spray 26 of the vaporized or atomized liquid, so that the surface 24 of the brush 7 is wetted.
  • the wetted brush 7 is then guided past the powder mist 28, preferably made of fine graphite powder, with the powder adhering to the wetted brush 7 or its brush surface 24. After the liquid has evaporated, the powder is at the desired point on the brush surface 24.
  • the powder-coated brush 7 can then be inserted into the brush holder 8.
  • the adjusting drive 3 shown in FIG. 4 is an electrical window regulator for a window pane 29 of a motor vehicle.
  • the adjusting drive 3 is integrated, for example, in a vehicle door of the motor vehicle, which is not shown in detail.
  • the adjusting drive 3 includes the control unit 11 for the signaling control of the electric motor 2, which is coupled via an actuating mechanism 30 to the window pane 29, here via a worm gear 30a.
  • the window pane 29 can be reversibly moved between a closed position S and an open position O within an adjustment path x.
  • a ring magnet 31 is arranged on the motor shaft 5, with which a position sensor 32, for example a fall sensor, interacts.
  • the position transmitter 32 detects the fluctuating magnetic field of the ring magnet 31 and generates a pulsating Hall signal H, which is sent to the control unit 11 .
  • this determines a position measure that is proportional to the actual position x of the window pane 29 .
  • a positioning process in which the window pane 29 is to be moved from its closed position S in the direction of the open position O, is triggered by a vehicle user by actuating an operating element (button, switch) 33 arranged, for example, on a door panel.
  • an actuation signal is sent to the control unit 11, on the basis of which the control unit 11 outputs a motor voltage U driving the electric motor 2 to the electric motor 2 and this is thus energized.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bürstensystem (1) eines Elektromotors (2) mit einem Kommutator (6), aufweisend mindestens eine in einem Bürstenköcher (8) geführten und eine Anschlussleitung (10) aufweisende Bürste (7), die mit einer Pulverschicht (22) versehen, insbesondere mit einem Graphitpulver beschichtet, ist, und ein Federelement (9), das in dessen Wirkverbindung mit der Bürste (7) eine Federkraft auf diese zu deren Anlage am Kommutator (6) ausübt.

Description

Beschreibung
Bürstensystem und Verfahren zur Beschichtung einer Bürste
Die Erfindung betrifft ein Bürstensystem eines Elektromotors mit einem Kommuta tor, aufweisend mindestens eine in einem Bürstenköcher geführte und eine An schlussleitung aufweisende Bürste zur Anlage am Kommutator. Sie betrifft weiter ein Verfahren zur Beschichtung einer solchen Bürste und einen Elektromotor mit einem derartigen Bürstensystem. Unter Elektromotor wird insbesondere ein DC- oder Gleichstrom-Kommutatormotor verstanden.
Bei einer elektrischen Maschine, insbesondere bei einem Elektromotor, der als DC- oder Gleichstrommotor ausgebildet ist, ist ein als Kommutator bezeichneter Stromwender vorgesehen, der den elektrischen Strom auf die Wicklungen eines gegenüber einem Stator, der üblicherweise mit Permanentmagneten bestückt ist, drehbar gelagerten Rotors überträgt. Dazu ist der Kommutator auf der Rotorwelle, die zugleich die Motorwelle des Elektromotors darstellt, in Form von axial ausge richteten und umfangsseitig zueinander beabstandeten Kommutatorlamellen (La mellen) gebildet. Die Lamellen werden von, insbesondere mittels eines Federele mentes federbelasteten, Bürsten bestrichen, die den Strom auf die Lamellen über tragen. Durch die Lamellen wird von Wicklung zu Wicklung eine Stromwendung erzeugt, die gegenüber den (feststehenden) Magnetpolen des Stators ein Dreh moment auf die Rotorwelle erzeugt.
Die Bürsten sind herkömmlicherweise aus verpresstem Kohlepulver hergestellt, das beispielsweise eine Mischung oder Zusammensetzung aus Natur- und/oder Elektrographit und Kupfer zur Leitungsverbesserung sowie anderen (seltenen) Metallen ist. Aufgrund des Schleifkontakts mit den Lamellen erfahren die Bürsten einen Abrieb. Um trotz des Abriebs den Kontakt zwischen der Bürste und dem Kommutator zu gewährleisten, sind die Bürsten häufig in einem sogenannten Bürstenköcher (Bürstenschacht) mittels Federelementen (mechanischen Federn) unter Wirkung deren Rückstellkraft verschiebbar gelagert, so dass eine automati sche Nachstellung der Bürsten erfolgt. Die Bürstenköcher können auf einem Trä ger (Bürstenträger oder Bürstenplatte) angeordnet sein, der zusammen mit dem oder jedem Bürstenköcher und mit den Bürsten sowie mit den erforderlichen elektrischen Kontaktmitteln und teilweise ebenfalls auf dem Träger angeordneten Entstörelementen (Spulen bzw. Drosseln und/oder Kondensatoren) ein Bürsten system für den Elektromotor (DC-Kommutatormotor) bildet. Der jeweilige Bürsten köcher oder Bürstenschacht besteht üblicherweise aus einem thermoplastischen Kunststoff.
Da die geforderte Leistung des Bürstensystems im Zuge des motorischen Betriebs zumindest nahezu konstant ist, bleibt auch die Verlustleistung zumindest annä hern gleich. Allerdings wird das Volumen der typischerweise stab- oder quaderför migen Bürsten bzw. deren Bürstenkörper in Folge deren betriebsbedingten Ab riebs zunehmend kleiner, so dass die Wärmebelastung des Bürstensystems ent sprechend ansteigt. Dies wiederum kann dazu führen, dass die Temperatur der Bürste die Erweichungstemperatur des thermoplastischen Köchermaterials über steigt. In Folge der Reibungskräfte zwischen der im Bürstenköcher federbelastet geführten Bürste und dem Kommutator bzw. dessen Lamellen wird die Bürste ge gen die diese führende Köcherwandung des Bürstenköchers gepresst und kann dort, insbesondere bei Erreichen der Erweichungstemperatur des thermoplasti schen Köchermaterials, anhaften. Dies wiederum führt häufig zum Ausfall des Bürstensystems, wenn aufgrund des Anhaftens der Bürste im Bürstenköcher der Kontakt der Bürste zum Kommutator unterbrochen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Bürstensys tem eines Elektromotors, insbesondere eines DC-Kommutatormotors, anzugeben, bei dem ein Anhaften der Bürsten im Bürstenköcher bzw. an dessen die Bürste führenden Köcherwand (-wandung) vermeiden ist. Der Erfindung liegt des Weite ren die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor, insbesondere einen DC-Kommu tatormotors mit einem derartigen Bürstensystem und ein geeignetes Verfahren zur Beschichtung einer Bürste eines solchen Bürstensystems anzugeben. Bezüglich des Bürstensystems wird die genannte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Elektromotors mit den Merkmalen des An spruchs 9 sowie bezüglich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Das für einen Elektromotors mit einem Kommutator vorgesehene und eingerich tete Bürstensystem weist mindestens eine in einem Bürstenköcher, vorzugsweise radial verschiebbar, geführte und eine Anschlussleitung aufweisende Bürste sowie ein Federelement auf, das eine Federkraft auf Bürste zu deren Anlage am Kom mutator ausübt. Die Bürste ist mit einer Pulverschicht versehen. Mit anderen Wor ten ist die Bürste mit einem Pulver, insbesondere mit einem Graphitpulver, be schichtet. Flierdurch ist ein Anhaften der Bürste im Bürstenköcher bzw. an dessen Köcherwand (Köcherwandung) auch bei betriebsbedingtem Erreichen einer Erwei chungstemperatur des Materials des Bürstenköchers zuverlässig vermieden.
In einer geeigneten Ausgestaltung des Bürstensystems weist dieses einen den Bürstenköcher haltenden Bürstenträger auf, der konzentrisch zum wellenfest mit einer Motorwelle gekoppelten Kommutator des Elektromotors angeordnet ist. Der Bürstenträger kann beispielsweise plattenförmig als Bürstenplatte ausgebildet sein.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist der Bürstenköcher aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus Polyamid (z. B. PA6 oder PA6.6), hergestellt. Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass der Bürstenköcher eine die Bürste zumindest teil weise umschließende Köcherwand mit einem Längsschlitz aufweist, über welchen die Anschlussleitung herausgeführt ist. Das Federelement weist geeigneter Weise einen festgelegten Federschenkel und einen beweglichen Anlageschenkel auf weist, der aus einer Ruheposition in eine die Wirkverbindung herstellende Anlage position an die Bürste verstellbar ist. Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Bürste sieht vor, dass diese bzw. deren Bürstenkörper quaderförmig ist. Besonders bevorzugt besteht die Bürste bzw. de ren Bürstenkörper aus einerverpressten Pulvermischung. Die Korn- oder Partikel größe des Beschichtungspulvers oder -puders sollte maximal ein Viertel des Tole- ranzspaltes zwischen der Bürste bzw. deren Bürstenkörper und dem Bürstenkö cher bzw. dessen Köcherwand (Köcherinnenwand) sein. Die Schichtdicke der Pul verbeschichtung sollte eine Mindeststärke von zweimal der typischen Partikel größe des Pulvers bzw. Puders aufweisen. Hinsichtlich des Verfahrens zur Beschichtung einer Bürste eines solchen Bürsten systems ist vorgesehen, dass die Bürste bzw. deren Oberfläche zunächst mit ei ner verdampfbaren und/oder zerstäubbaren Flüssigkeit benetzt und anschließend auf die benetzte Bürste ein Pulver, insbesondere ein Graphitpulver, aufgebracht wird. Als Flüssigkeit kann Wasser oder ein Alkohol verwendet werden.
Vorzugsweise wird die Bürste an einem Sprühnebel der verdampften oder zer stäubten Flüssigkeit vorbeigeführt, so dass die Oberfläche der Bürste benetzt wird. Anschließend wird die benetze Bürste an einem Sprühnebel aus Pulver, vorzugs weise aus feinem Graphitpulver, vorbeigeführt, das dann an der benetzten Bürste (Bürstenoberfläche) anhaftet. Nach der Verdunstung der Flüssigkeit befindet sich das Pulver an der gewünschten Stelle der Bürstenoberfläche. Hierbei sind bereits die Molekularkräfte ausreichend, um das Pulver an der gewünschten Stelle der Bürstenoberfläche zu halten. Die pulverbeschichtete Bürste kann anschließend in den Bürstenköcher eingesetzt werden.
Besonders bevorzugt weist ein Elektromotor, insbesondere ein DC-Kommutator- motor, ein solches Bürstensystem mit mindestens einer pulverbeschichteten Bürste auf. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand einer Zeichnung näher erläu tert. Darin zeigen: Fig. 1 in schematischer Draufsicht eine Darstellung eines Bürstensystems ei nes Elektromotors mit zueinander gegenüberliegend angeordneten, be schichteten Bürsten, die jeweils in einem Bürstenköcher federnd gegen einen Kommutator gelagert sind, Fig. 2 in perspektivischer Darstellung die beschichtete Bürste im Bürstenkö cher mit einem anliegenden Federschenkel eines Federelements, Fig. 3 schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Beschichtung der Bürste mit einem Graphitpulver vor deren Einsetzten in den Bürstenköcher, und Fig. 4 in schematischer Darstellung einen Fensterheber als Verstellantrieb ei ner Fahrzeug-Fensterscheibe, mit einem antriebstechnisch mit einer Stellmechanik gekoppelten Elektromotor mit dem Bürstensystems.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Das in Fig. 1 schematisch und in Fig. 2 ausschnittsweise perspektivisch darge stellte Bürstensystem 1 ist Teil eines als DC-Kommutatormotor ausgeführten Elektromotors 2, der beispielsweise wiederum Teil eines in Fig. 5 dargestellten Verstellantriebs 3 eines elektrischen Fensterhebers eines Kraftfahrzeugs ist.
Das Bürstensystem 1 umfasst einen hier etwa kreisringartigen Bürstenträger 4, beispielsweise eine Bürstenplatte, der bzw. die konzentrisch um einen wellenfest mit einer Motorwelle 5 (Fig. 5) gekoppelten Kommutator 6 des Elektromotors 2 an- geordnet ist. Das Bürstensystem 1 umfasst im Ausführungsbeispiel zwei Bürsten 7, die mit dem Kommutator 6 während des Betriebs nach Art von Gleitkontakten elektrisch leitfähig kontaktiert sind. Während des Betriebs drehen sich die Motor welle (Rotorwelle) 5 und damit der Kommutator 6 um die gemeinsame Rotations achse R, die in Fig. 2 als Kreuz veranschaulicht ist.
Des Weiteren umfasst das Bürstensystem 1 zwei im Ausführungsbeispiel gegen überliegend angeordnete, bezogen auf die Rotationsachse R der Motorwelle 5 ra dial um 180° versetzte Bürstenköcher oder Bürstenschächte 8, in denen die Bürsten 7 radial verschiebebeweglich geführt sind. Um eine Anpresskraft entlang einer radial gerichteten Bürstenandruckrichtung B zwischen den Bürsten 7 und dem Kommutator 6 zu erzeugen, weist das Bürstensystem 1 für jede Bürste 7 ein zugeordnetes Federelement 9 auf.
Die Bürsten 7 dienen zur Bestromung auf den im Betrieb rotierenden Kommutator 6 und damit auf die nicht näher dargestellten Wicklungen eines Rotors des Elekt romotors 2. Die Bürsten 7 weisen hierzu an einer dem Bürstenträger 4 abgewand ten Oberseite jeweils eine integrierte Anschlussleitung 10 zur Strom Übertragung auf. Die Anschlussleitung 10 ist über einen nicht näher dargestellten Steckkontakt mit einer Steuereinheit 11 (Fig. 5) des Elektromotors 2 elektrisch verbunden.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Bürstenköcher 8 an den Bürstenträger 4 an geformt und insbesondere nach Art von radial verlaufenden Flohlzylindern mit ei nem rechteckigen Querschnitt zur im Wesentlichen formschlüssigen Aufnahme der im Bürstenschacht 8 schiebebeweglich geführten Bürsten 7 ausgestaltet. In nerhalb des jeweiligen Bürstenschachts 8 ist die etwa quaderförmige Bürste 7 an geordnet. Dabei ist eine radial innenliegende Kontaktfläche 12 der Bürste 7 kom plementär zu einer Außenkontur des Kommutators 6 abgerundet.
Über einen Längsschlitz 13 des Bürstenköchers 8 an dessen dem Bürstenträger 4 gegenüberliegenden (abgewandten) Köcherseite ist die Anschlussleitung 10 der Bürste 7 herausgeführt. In den Längsschlitz 13 kann eine Engstelle 14 eingebracht sein, welche die Anschlussleitung 10 durchschreitet, wenn die Wirkverbindung des Federelementes 9 mit der Bürste 7 hergestellt ist.
Die der Kontaktfläche 12 gegenüberliegenden Stirnseite der Bürste 7 bildet eine Anlagefläche 15, an der in einem wirkverbundenen Zustand ein Anlageschenkel 16 als Freiende des im Ausführungsbeispiel als Schenkelfeder ausgeführten Fe derelements 9 anliegt. Der Anlageschenkel 16 ist etwa L-förmig an einen Feder schenkel 17 angeformt, der zumindest teilweise innerhalb eines radial verlaufen den Führungsschlitzes 18 des Bürstenköchers 8 angeordnet ist. Ein wendelartiger Windungsteil 19 des Federelementes 9 umfasst eine Anzahl an Windungen, die um einen zylindrischen Tragzapfen 20 als Lagerstelle angeordnet sind, der außer halb des Bürstenköchers 8 auf dem Bürstenträger 4 positioniert und vorzugsweise an diesen angeformt ist. Die Windungen des Windungsteils 20 gehen in ein nicht näher bezeichnetes Federfreiende über, das an der Bürstenplatte 4 oder an einem Außenbereich der Köcherwand (-wandung) 21 des Bürstenköchers 8 festgelegt beziehungsweise daran abgestützt ist.
Die Bürste 7 ist beispielsweise eine gepresste Mischung oder Zusammensetzung aus Natur- und/oder Elektrographit sowie Kupfer zur Leitungsverbesserung und gegebenenfalls anderen Metallen. Die zweckmäßigerweise quaderförmige Bürste
7 besteht aus einer verpressten Pulvermischung.
Die Bürste 7 ist mit einer Pulverschicht oder Pulverbeschichtung 22 versehen. Die Korngröße der Pulverbeschichtung 22 sollte maximal einem Viertel der Spaltbreite des Toleranzspaltes zwischen der Bürste 7 und der Köcherwand (-wandung) 21 des Bürstenköchers 8 entsprechen.
Mittels der Pulverbeschichtung 22 ist ein Anhaften der Bürste 7 im Bürstenköcher
8 bzw. an dessen Köcherwand (Köcherwandung) 21 zuverlässig verhindert, auch wenn in Folge einer betriebsbedingten Wärmeentwicklung die Erweichungstempe ratur des Materials des vorzugsweise aus einem thermoplatischen Kunststoff be stehenden Bürstenköchers 8 erreicht ist.
In Fig. 3 ist schematisch eine Vorrichtung 23 zur Beschichtung der Bürste 7 bzw. deren Bürstenoberfläche 24 mit einem Pulver veranschaulicht. Die Vorrichtung 1 weist eine erste Einrichtung 25 zum Verdampfen oder Zerstäuben einer bevorrate ten Flüssigkeit auf. Als Flüssigkeit kann Wasser oder ein Alkohol vorgesehen sein. Die erste Einrichtung 25 erzeugt einen Sprühnebel 26 aus verdampfter bzw. zer stäubter Flüssigkeit. Die Vorrichtung 1 weist zudem eine zweite Einrichtung 27 zum Ausblasen von Pulver bzw. zur Erzeugung eines Pulvernebels 28 auf.
In einem ersten Verfahrensschritt wird die Bürste 7 bzw. deren Bürstenoberfläche 24 mit der verdampften oder zerstäubten Flüssigkeit 27 benetzt. Hierzu wird die Bürste 7 in einer Transportrichtung T am Sprühnebel 26 der verdampften oder zer stäubten Flüssigkeit vorbeigeführt, so dass die Oberfläche 24 der Bürste 7 benetzt wird. Anschließend wird die benetze Bürste 7 am Pulvernebel 28, vorzugsweise aus feinem Graphitpulver, vorbeigeführt, wobei das Pulver an der benetzten Bürste 7 bzw. deren Bürstenoberfläche 24 anhaftet. Nach Verdunstung der Flüs sigkeit befindet sich das Pulver an der gewünschten Stelle der Bürstenoberfläche 24. Die pulverbeschichtete Bürste 7 kann anschließend in den Bürstenköcher 8 eingesetzt werden. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Verstellantrieb 3 handelt es sich um einen elektri schen Fensterheber für eine Fensterscheibe 29 eines Kraftfahrzeugs. Der Verstell antrieb 3 ist hierzu beispielsweise in einer nicht näher dargestellten Fahrzeugtür des Kraftfahrzeugs integriert. Der Verstellantrieb 3 umfasst die Steuereinheit 11 zur signaltechnischen Ansteuerung des Elektromotors 2, der über eine Stellme- chanik 30 mit der Fensterscheibe 29, hier über ein Schneckengetriebe 30a, ge koppelt ist. Die Fensterscheibe 29 kann innerhalb eines Verstellweges x reversibel zwischen einer Schließstellung S und einer Offenstellung O verfahren werden.
Zur Ermittlung der jeweils aktuellen Position x der Fensterscheibe 29 ist an der Motorwelle 5 ein Ringmagnet 31 angeordnet, mit dem ein Positionsgeber 32, bei spielsweise ein Flall-Sensor, zusammenwirkt. Der Positionsgeber 32 detektiert bei einer Drehung der Motorwelle 5 das fluktuierende Magnetfeld des Ringmagneten 31 und generiert ein pulsierendes Hall-Signal H, das an die Steuereinheit 11 aus gegeben wird. Diese ermittelt durch Zählung und Aufsummierung der Pulse des Hall-Signals Fl ein Positionsmaß, das proportional zur tatsächlichen Position x der Fensterscheibe 29 ist.
Ein Stellvorgang, bei dem die Fensterscheibe 29 aus ihrer Schließstellung S in Richtung auf die Offenstellung O verfahren werden soll, wird von einem Fahrzeug nutzer durch Betätigung eines zum Beispiel an einer Türverkleidung angeordneten Bedienelementes (Tasters, Schalters) 33 ausgelöst. Dadurch wird ein Betäti gungssignal an die Steuereinheit 11 gesendet, aufgrund dessen die Steuereinheit 11 eine den Elektromotor 2 antreibende Motorspannung U an den Elektromotor 2 ausgibt und dieser somit bestromt wird.
Die beanspruchte Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausfüh- rungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus im Rahmen der offenbarten Ansprüche abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen. Insbe sondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den verschiedenen Ausführungs beispielen beschriebenen Einzelmerkmale im Rahmen der offenbarten Ansprüche auch auf andere Weise kombinierbar, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen.
Zudem kann die beschriebene Lösung nicht nur in dem speziell dargestellten An wendungsfall zum Einsatz kommen, sondern auch in ähnlicher Ausführung bei an deren Kraftfahrzeug-Anwendungen, wie zum Beispiel bei Tür- und Heckklappen systemen, bei Fahrzeugschlössern sowie bei verstellbaren Sitz- und Innen raumsystemen im Fahrzeug.
Bezugszeichenliste
1 Bürstensystem
2 Elektromotor 3 Verstellantrieb
4 Bürstenträger/-platte
5 Motor-/Rotorwelle
6 Kommutator
7 Bürste 8 Bürstenköcher/-schacht
9 Federelement
10 Anschlussleitung
11 Steuereinheit
12 Kontaktfläche 13 Längsschlitz
14 Engstelle
15 Anlagefläche
16 Anlageschenkel
17 Federschenkel 18 Führungsschlitz
19 Windungsteil
20 Tragzapfen
21 Köcherwand
22 Pulverschicht/-beschichtung 23 Vorrichtung
24 Bürstenoberfläche
25 erste Einrichtung
26 Sprühnebel
27 zweite Einrichtung 28 Pulvernebel
29 Fensterscheibe
30 Stellmechanik
30a Schneckengetriebe 31 Ringmagnet
32 Positionsgeber
33 Bedienelement B Bürstenandruckrichtung
H Hall-Signal
0 Offenstellung
R Rotationsachse
S Schließstellung T Transport-/Bewegungsrichtung x Position

Claims

Ansprüche
1. Bürstensystem (1) eines Elektromotors (2) mit einem Kommutator (6), auf weisend - mindestens eine in einem Bürstenköcher (8) geführte und eine Anschluss leitung (10) aufweisende Bürste (7), die mit einer Pulverschicht (22) verse hen, insbesondere mit einem Graphitpulver beschichtet, ist, und - ein Federelement (9), das in dessen Wirkverbindung mit der Bürste (7) eine Federkraft auf diese zu deren Anlage am Kommutator (6) ausübt.
2. Bürstensystem (1 ) nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch einen den Bürstenköcher (8) haltenden Bürstenträger (4) aufweist, der kon zentrisch zum wellenfest mit einer Motorwelle (5) gekoppelten Kommutator (6) des Elektromotors (2) angeordnet ist.
3. Bürstensystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Bürste (7) in dem Bürstenköcher (8) radial verschiebbar geführt ist, und/oder
- dass der Bürstenköcher (8) aus einem thermoplastischen Kunststoff ge bildet ist.
4. Bürstensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bürstenköcher (8) eine die Bürste (7) zumindest teilweise umschlie ßende Köcherwand (21) mit einem Längsschlitz (13) aufweist, über welchen die Anschlussleitung (10) herausgeführt ist.
5. Bürstensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (9) einen festgelegten Federschenkel (17) und einen Anlageschenkel (16) aufweist, der an der Bürste (7) anliegt und/oder in eine die Wirkverbindung herstellende Anlageposition an der Bürste (7) verstellbar ist.
6. Bürstensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste (7) einen quaderförmigen Bürstenkörper (24) aufweist.
7. Bürstensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste (7) bzw. deren Bürstenkörper (24) aus einer verpressten Pul vermischung mit den Bestandteilen hergestellt ist.
8. Bürstensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Pulverschicht (22) kleiner oder gleich der halben Breite des Toleranzspaltes zwischen der Bürste (7) und dem Bürstenköcher (8) ist.
9. Elektromotor (2), insbesondere DC-Kommutatormotor, mit einem Bürstensys tem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Verfahren zur Beschichtung einer Bürste (7) eines Bürstensystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8. wobei die Bürste (7) mit einer verdampfbaren und/oder zerstäubbaren Flüs sigkeit (26) benetzt wird, und wobei auf die benetzte Bürste (7) ein Pulver (28), insbesondere Graphitpul ver, aufgebracht wird.
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