Kohlebürsten

Effiziente Stromübertragung dank Kohlebürsten aus Kohlenstoff-Werkstoffen

Hochwertige Kohlebürsten lassen Industrieanlagen und Haushaltsgeräte reibungslos funktionieren. Als Gleitkontakte sind sie essentiell für die sichere Übertragung elektrischer Ströme zwischen festen und beweglichen Teilen – und das in zahlreichen Anwendungen vom Elektrowerkzeug über Wäschetrockner und Stahlwalzwerken zu Generatoren in Windturbinen und Wasserkraftwerken. Entdecken Sie die individuell konfigurierbaren Kohlebürsten der Schunk Group! Diese kleinen, aber leistungsstarken Komponenten spielen eine Schlüsselrolle für eine hohe Zuverlässigkeit von Elektromotoren.

Kohlebürsten-Konfigurator

Kohlebürsten

Kleine Komponenten, große Aufgaben

So vielfältig die Anwendungen, so vielfältig sind die Kohlebürsten. Im Folgenden möchten wir Ihnen einige Themen vorstellen, die bei der Auslegung von Kohlebürsten relevant sind.

Einfluss auf die Abmessungen & Geometrie der Bürsten haben zum Beispiel:

der verfügbare Bauraum,
die elektrische Auslegung (Stromstärke, Leistung),
die mechanische Auslegung (einwirkende Kräfte: Anpresskraft auf den Kommutator, Vibrationen und Schwingungen, Unrundheit des Kommutators)
historische Gründe (frühere Anlagen waren ebenfalls so aufgebaut)
günstigere Herstellkosten (falls der Hersteller in der Designphase eingebunden war)

Der Werkstoff

Die Werkstoffauswahl erfolgt typischerweise als mehrstufiger Prozess mit abschließenden Lebensdauertests. Ein Laie würde das Material ausschließlich basierend auf den physikalischen Werten für Härte und Widerstand auswählen. Tatsächlich spielen aber eine Vielzahl weiterer Faktoren eine Rolle. Mit Erfahrung und Informationen über die Anwendung kann man die große Auswahl auf die vielversprechendsten Kandidaten eingrenzen. Neben Widerstand und Härte können weitere Faktoren bei der Werkstoffauswahl sein:

die elektrischen Kenndaten des Motors
die Motordrehzahl
die Umgebungsbedingungen (Staub, Luftfeuchtigkeit, umgebende Medien, Temperatur)
das Kommutatormaterial
die Einsatztemperatur,
die Stärke der Vibrationen
die Funkstörung
die Kosten
die geplante Stückzahl

Die Kohlebürsten Lauffläche – in Kontakt mit dem Kommutator

Durch passende Gestaltung der Kohlebürstenlauffläche mit angepasstem Einlaufradius, Einlaufriefen und ggf. verschiedener Einlaufimprägnierungen kann ein schneller und sicherer Motoreinlauf gewährleistet werden. Damit können Vorschädigungen, vorzeitiger Verschleiß und langwierige Motor-Einlauf-Zyklen vermieden werden.

Die Kontaktierung der Kohlebürsten

Im einfachsten Fall wird die Kontaktierung über die Feder im Bürstenhalter hergestellt. Dies kann den Nachteil haben, dass die Feder unter Stromlast weicher werden und die Anpresskraft nachlassen könnte. Am weitesten Verbreitet ist die Ausführung über eingestampfte Litzen eine separate Kontaktierung herzustellen. Diese können auch deutlich größere Stromstärken aufnehmen, als eine Feder. Je nach benötigter Stromstärke und spezieller Kohlebürste können auch mehr als eine Litze verbaut werden. Die Litzen können ohne oder mit Steckern geliefert werden. Die Stecker sind in der Regel gecrimpt. Gelötete oder geschweißte Verbindungen sind je nach Materialkombination möglich.

Optionale Zusatzfunktionen von Kohlebürsten

Meldevorrichtung: Wenn der Verschleiß der Bürste den Meldepunkt erreicht hat, dann wird durch eine separate elektrische Leitung ein Signal erzeugt. Durch dieses Meldesignal wird der Anwender über die Notwenigkeit zum baldigen Bürstenwechsel informiert.
Abschaltvorrichtung: Durch den Einbau dieser Vorrichtung, wird mit Erreichen einer Verschleißgrenze die Bürste vom Kommutator abgehoben und der Stromfluss unterbrochen. Dieses Abschalten schützt den Kommutator vor Beschädigungen, die bei weiterem Motorbetrieb entstehen würden. Diese Beschädigungen könnten entstehen, wenn die Litze den Kommutator erreicht, oder die Anpresskraft nicht ausreicht den elektrischen Kontakt sicher herzustellen und es zu verstärktem Bürstenfeuer kommt.
Dämpfungsvorrichtung: Eine Silikonmasse am Kopfende der Bürste wirkt dämpfend auf Vibrationen zwischen Bürste und Kommutator. Dies kann Bürstenfeuer und damit einhergehenden höheren Bürstenverschleiß sowie Kommutatorbeschädigungen deutlich reduzieren.

Elektromotoren: Individuelle Lösungen für unterschiedlichste Anforderungen

Kohlebürsten in Elektromotoren müssen je nach Einsatzfeld viele spezifische Anforderungen erfüllen – von hohen Drehzahlen über wechselnde Belastungen bis hin zu extremen Umgebungsbedingungen. Entscheidend ist die präzise Abstimmung von Werkstoff, Geometrie und Imprägnierung auf die jeweiligen Bedingungen, um Effizienz, Lebensdauer und Betriebssicherheit in Industrie, Haushalt oder Nischenmärkten dauerhaft zu gewährleisten.

Kohlebürsten für Elektromotoren

Schleifringanwendungen: Zuverlässigkeit unter anspruchsvollsten Bedingungen

Bestimmte Schleifringanwendungen erfordern besonders angepasste Kohlebürstenlösungen – etwa bei der sicheren Übertragung von Signalen oder Energie unter extremen Bedingungen. Je nach Einsatzgebiet, ob medizinische Hightech-Systeme, industrielle Großanlagen oder maritime Anwendungen, sind präzise Werkstoffkombinationen, spezielle Imprägnierungen und durchdachte Konstruktionen entscheidend für störungsfreien Dauerbetrieb.

Kohlebürsten für Schleifringanwendungen

Generatoren: Kohlebürstenlösungen für anspruchsvolle Rotationssysteme

Generatoren stellen eigene Anforderungen an Kohlebürsten – nicht durch Dynamik, sondern durch kontinuierliche Energieeinspeisung, lange Laufzeiten und hohe thermische sowie mechanische Stabilität. Je nach Bauart und Umfeld – etwa in Kraftwerken, Windanlagen oder kompakten Turbogeneratoren – müssen Bürstensysteme exakt auf die Betriebsbedingungen abgestimmt werden, um zuverlässig zu funktionieren.

Kohlebürsten für Generatoren

Spezialanwendungen: Kohlebürsten für besondere Einsatzszenarien

Auch in technischen Nischenfeldern sind Kohlebürsten unverzichtbar – obwohl ihre Funktion dort oft im Verborgenen bleibt. Besonders bei Anforderungen an Präzision, Beständigkeit oder Materialverträglichkeit ist die gezielte Werkstoffwahl entscheidend. Nur so lässt sich der dauerhafte, zuverlässige Betrieb auch unter speziellen technischen Bedingungen sicherstellen.

Kohlebürsten für Spezialanwendungen

Millionenfach bewährt

Lösungen für DC-Antriebe, Signalübertragung, Schleifring-Anwendungen, Haushaltsgeräte, Elektrowerkzeuge und Windkraftanlagen

vom Haushaltsgerät bis zur Windkraftanlage

Die langjährige Erfahrung unserer Experten und unsere international ausgerichtete Unternehmensstruktur machen uns zum kompetenten Partner vieler Hersteller von Elektromotoren für Elektrowerkzeuge und Haushaltsgeräte sowie für die Bahn-, Automobil- und Windkraftindustrie. Ob Kohlebürsten, Bürstenhalter, Kohlebürstenüberwachung, Kontakte, Wellenerdung oder kohlefaserbasierte Komponenten zur Wellenerdung – unser Ansatz zur Lösungsfindung überzeugt durch hohe Innovationskraft und intensive Entwicklungsberatung. Dafür stehen uns eine große Vielfalt an Werkstoff- und Lösungs-Varianten hinsichtlich Zusatzbehandlungen und -ausstattungen, Geometrien und elektrischer Kontaktierung zur Verfügung. Ein eigenes, professionelles Testlabor ist ein weiterer Baustein, der unsere durchgehend hohe Fertigungsqualität ermöglicht. Nehmen Sie als Beispiel unsere Mikrokohlebürsten: Selbst diese Winzlinge mit einem Volumen von wenigen Kubikmillimetern stecken voller überzeugender Eigenschaften – eine perfekte Balance aus Übergangsspannung, Reibungskoeffizient, Rockwellhärte, Biegefestigkeit, Rohdichte, Metallgehalt und anderen Parametern.

Broschüre: Wellenerdung für Schiffe

Wellenerdung für maritime Anwendungen von Schunk

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Broschüre: Minenindustrie

Optimale Leistung von Bergbaumaschinen mit Kohlenstoff

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