Die Erfindung bezieht sich auf eine Kohlebürste für eine elektrische Maschine, die eine Stirnfläche aufweist, die zur Anlage an einen Kollektor gebracht werden kann, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Bürsten sind schon vielfach beschrieben worden. Ein Beispiel kann der DE 31 48 996 entnommen werden.

Das Problem, daß bei der Konstruktion derartiger Bürsten beachtet werden muß, besteht darin, daß die Einheit aus Bürste und Kollektor während des Betriebs Geräusche verursacht. Die Kontaktfläche der Bürste gleitet an der Oberfläche des Kollektors entlang, wodurch insbesondere durch die lamellenartige Struktur der Oberfläche des Kollektors Schwingungen induziert werden, die letztlich als Luftschall abgegeben und als Geräusch wahrgenommen werden. Es sind schon vielfach Vorschläge gemacht worden, um diese Geräuschbelastung zu reduzieren. Bei jedem neuen Vorschlag ist als Randbedingung zu beachten, daß der Übergangswiderstand zwischen Bürste und Kollektor nicht zu klein werden darf. Außerdem soll die Bürste eine ausreichende Abriebfestigkeit aufweisen, darf also nicht zu weich gestaltet werden.

So wurde zum Beispiel schon vorgeschlagen, die Kontaktfläche gegenüber der Achse des Kollektors bzw. gegenüber der Man telfläche des Kollektors zu neigen. Die Kontaktfläche wird dazu entsprechend angeschrägt. Dabei entsteht aber ein scharfkantiger Übergang zwischen der Kontaktfläche und der unteren Seitenkante der Bürste, so daß zumindest in der Anfangsphase des Betriebs des Motors die Bürste lediglich mit einer Kante an dem Kollektor anliegt. Bei diesen Bürsten wird im allgemeinen darauf verzichtet, die beim Pressen der Graphitmischung entstehende harte Oberfläche zu entfernen. In diesem Fall ist die erzielbare Geräuschreduzierung nur gering. Wird die Oberflächenhaut der Bürste nach dem Pressen entfernt, besteht die Gefahr, daß die Kante abbricht.

Es ist aus der DE-U 680 2635 weiterhin bekannt, die Kontaktflächen der Bürste über die gesamte Fläche mit Längsrillen zu versehen, die sich in Querrichtung, d.h. in Umfangsrichtung des Kollektors erstrecken. Diese Maßnahme führt aber nur zu einer geringen Abnahme des Geräuschpegels.

Die DE-A-1 538 982 offenbart eine Kohlenbürste für eine elektrische Maschine mit einer gekrümmten Stirnfläche zur Anlage an einen Kollektor der elektrischen Maschine, wobei die Stirnfläche in bezug auf die Axialrichtung des Kollektors geneigt ist. Hinsichtlich der gewünschten Geräuschminderung stellt dieser Aufbau keine befriedigende Lösung dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verminderung der Geräuschentwicklung während des Betriebs zu erzielen.

Ausgehend von einer Kohlebürste, wie sie aus der DE-A1-15 38 982 bekannt ist, wird diese Aufgabe mit einer Kohlebürste gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Es wird daher gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Kontaktfläche in Bezug auf die Axialrichtung des Kollektors zu neigen. Sie brancht lediglich im unteren Bereich mit einer oder mehreren Rillen in Querrichtung versehen zu sein.

Diese Rillen können in die Oberfläche eingefräst werden, so daß dabei gleichzeitig die harte Oberflächenhaut entfernt wird.

Es hat sich herausgestellt, daß zwei oder drei Rillen ausreichend sind, wobei die unterste Rille nach unten hin offen sein kann. Die Kontaktfläche selbst ist gemäß der zylindrischen Oberfläche des Kollektors gekrümmt. Die Neigung der Kontaktfläche gegenüber der Mantelfläche des Kollektors liegt in der Größenordnung von 6 bis 10 Grad, vorzugsweise bei ca. 8 Grad. Die einzustellende Neigung hängt u.a. auch davon ab, welche elektrischen Ströme durch die Bürste übertragen werden sollen.

Die Neigung kann umso kleiner gewählt werden, je höher die elektrischen Ströme sind, die zu übertragen sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von 4 Figuren näher erläutert.

Die Figuren 1a,1b,1c zeigen eine Kohlebürste in verschiedenen Ansichten,
die Figur 2 einen Ausschnitt aus der Figur 1a.

Die dargestellt Kohlebürste 1 besteht aus einem länglichen Quader, der im Querschnitt (Figur 1b) in etwa quadratisch und im Längsschnitt (Figur 1a) in etwa rechteckig ist.

Eine derartige Kohlebürste ist mit eine Litze 2 versehen, über die die Stromzuführung erfolgt. Die Bürsten werden in Köchern geführt, die auf eine Bürstentrageplatte angeordnet sind.

Eine Stirnfläche der Bürste, die Kontaktfläche 3, gelangt nach dem Zusammenbau eines Motors an die Mantelfläche eines Kollektors 4.

Im Ausführungsbeispiel ist ein zylinderförmiger Kollektor vorgesehen, wobei die Kontaktfläche des Kollektors auf seiner Mantelfläche angeordnet ist. Die Kontaktfläche 3 der Bürste 1 gelangt zur Anlage an die Mantelfläche/Kontaktfläche des Kollektors 4.

Die Kontaktfläche 3 der Bürste 1 ist nun wie folgt gestaltet: In Querrichtung, das heißt in Umfangsrichtung des Kollektors ist die Kontaktfläche 3, wie in Figur 1c zu erkennen, gekrümmt. Die Krümmung entspricht dabei im wesentlichen dem Radius des Kollektors 4.

In Axialrichtung ist die Kontaktfläche 3 zur Mantelfläche des Kollektors 4 geneigt. Zwischen der Mantelfläche des Kollektors 4 und der Kontaktfläche 3 der Bürste 1 ist damit ein keilförmiger Spalt 5 ausgebildet. Die untere Kante 6, das ist die Kante, die an der Mantelfläche des Kollektors 4 anliegt, ist mit ein oder mehreren Rillen 10,11,12 versehen, die sich in Querrichtung über die gesamte Breite der Kontaktfläche 3 erstrecken.

Die Bürste wird vorzugsweise so im Köcher positioniert, daß die untere Kante 6 nahe der Bürstentrageplatte ist. Es ist allerdings auch möglich die Bürste so zu positioneren, daß die untere Kante einen Abstand zur Bürstentrageplatte aufweist.

Wie aus der Figur 2 zu erkennen ist, sind die Rillen 10, 11, 12 spitzwinklig, das heißt sie weisen im Querschnitt ein dreieckförmiges Profil auf. Dabei ist die unterste Rille 10, nach unten offen, das heißt es erfolgte lediglich eine Abschrägung gegenüber der Unterseite 13 der Bürste 1.

Die Bürsten werden wie folgt hergestellt.

Aus einer Mischung, die im wesentlichen Graphit enthält, werden Rohlinge gepreßt und gesintert. Dabei steht an der Oberfläche der Bürsten eine harte Schicht, die zumindest im Bereich der Stirnfläche 3 abgeschmirgelt bzw. abgefräst werden muß. Auch die Schicht an den Längsseiten der Bürste kann auf diese Weise entfernt werden.

Sodann wird die Stirnfläche 3, wie oben beschrieben, angeschrägt, wobei durch die Wahl des Werkzeuges eine entsprechende Krümmung in Umfangsrichtung erzielt wird. Sodann werden an der unteren Kante eine oder mehrere Rillen in Querrichtung eingefräst.

Mit einer derartigen Kohlenbürste kann der Motor sehr geräuscharm betrieben werden. Die vorstehenden Kanten 14,15 werden häufig schon bei Probeläufen des Motors abgeschliffen. Das heißt die Bürste enthält von der unteren Kante beginnend nach und nach eine der Außenflächen des Kollektors angepaßte Form.

Es hat sich herausgestellt, daß auf diese Weise der Motor sehr geräuscharm arbeitet.

Ergänzend sei ausgeführt, daß die Kontaktfläche 3 etwa einen Winkel von 6 bis 10 Grad zur Mantelfläche des Kollektors einschließen soll.