DC-Motor (brushed)

Was ist ein DC-Motor?

Ein DC-Motor (brushed) ist ein Gleichstrommotor, bei dem der Strom über Bürsten und einen Kollektor in die Rotorwicklung übertragen wird. Diese Bauart ist seit vielen Jahren verbreitet, weil sie vergleichsweise einfach aufgebaut ist und sich unkompliziert ansteuern lässt.

Anschaulich lässt sich der Kollektor als „mechanischer Umschalter“ verstehen: Während sich der Rotor dreht, sorgt der Kontakt über Bürsten dafür, dass die Stromrichtung in den Wicklungen passend umgeschaltet wird – so bleibt das Drehmoment in die gewünschte Richtung erhalten.

Wofür werden DC-Motoren eingesetzt?

Bürstenbehaftete DC-Motoren werden häufig eingesetzt, wenn eine robuste, kosteneffiziente und technisch gut beherrschbare Lösung gefragt ist – vor allem bei kleinen bis mittleren Leistungen.

• Aktoren in Geräten und Maschinen, z. B. für lineare Bewegungen über Getriebe/Spindeln
• Hilfsantriebe in Industrieanwendungen, z. B. Klappen, Ventile, Zuführungen
• Mobilitäts- und Serviceanwendungen, bei denen einfache Drehzahlregelung ausreicht
• Prototypen und Vorserien, wenn schnell ein funktionierender Antrieb benötigt wird und die Lebensdaueranforderung noch nicht final feststeht

In vielen Produkten ist der DC-Motor (brushed) Teil eines größeren Systems, bestehend aus Motor, Getriebe, Sensorik (z. B. Hall/Encoder optional) und Leistungselektronik auf einer Leiterplatte.

Wie funktioniert ein DC-Motor in der Praxis?

In der Praxis besteht ein brushed DC-Motor im Kern aus Stator (Permanentmagnet oder Feldwicklung), Rotorwicklung, Kollektor und Bürsten. Beim Anlegen einer Gleichspannung fließt Strom durch die Rotorwicklung. Das Magnetfeld der Wicklung interagiert mit dem Statorfeld – der Rotor beginnt zu drehen.

Mit der Drehung wechselt der Kontaktpunkt am Kollektor. Dadurch wird die bestromte Wicklung fortlaufend so umgeschaltet, dass die Drehbewegung erhalten bleibt. Die Drehzahl hängt im Wesentlichen von der angelegten Spannung und der Last ab.

Typisch in Elektronikprodukten ist eine PWM-Ansteuerung (Pulsweitenmodulation) über eine Treiberstufe (z. B. Transistor/MOSFET). Damit lässt sich die Drehzahl effizient regeln. Ergänzend werden häufig Schutzfunktionen umgesetzt, zum Beispiel gegen Überstrom, Verpolung oder Spannungsspitzen, die beim Abschalten induktiver Lasten entstehen können.

Wichtig ist der Verschleißmechanismus: Bürsten sind ein Reibkontakt. Je nach Betriebsprofil (Drehzahl, Strom, Umgebung, Schaltfrequenz, Staub) beeinflusst das die Lebensdauer, Geräuschentwicklung und Wartungsintervalle.

Warum ist DC-Motor für Unternehmen relevant?

Für Unternehmen ist der DC-Motor vor allem eine Abwägung aus Kosten, Lebensdauer und Systemanforderungen. Die Bauart kann in vielen Fällen eine wirtschaftliche Lösung sein – gleichzeitig müssen die Randbedingungen klar definiert werden.

• Kosten & Verfügbarkeit: Bürstenmotoren sind oft preislich attraktiv und in vielen Varianten verfügbar. Das kann Stückkosten senken und die Beschaffung vereinfachen.
• Time-to-Market: Die Ansteuerung ist vergleichsweise einfach, wodurch sich erste Funktionsmuster und Prototypen häufig schnell realisieren lassen.
• Zuverlässigkeit: Der Bürstenverschleiß ist ein planbarer Faktor. Für Produkte mit hohen Laufzeiten oder schwer zugänglichen Einbauorten kann das ein Risiko darstellen, das früh bewertet werden sollte.
• EMV & Produktqualität: Bürstenfeuer und Schaltvorgänge können Störungen verursachen. Das beeinflusst die Auslegung der Elektronik (Filter, Layout, Schutzbeschaltungen) und damit Prüfaufwand und Robustheit.
• Wartung & Lebenszykluskosten: Neben den reinen Komponentenpreisen zählen Servicefälle, Austauschintervalle und Feldausfälle – besonders in Serienprodukten.

In Entwicklungs- und Fertigungsprojekten ist daher wichtig, Motor, Elektronik (Treiber, Schutz, EMV), Mechanik (Befestigung, Wärme, Getriebe) und Prüfkonzept gemeinsam zu betrachten, um spätere Qualitäts- und Kostenrisiken zu reduzieren.

Wenn ein brushed DC-Motor Teil eines Geräts oder einer Baugruppe ist, lohnt sich die frühe Abstimmung zwischen Mechanik, Ansteuerung und Prüfstrategie – im Kontext unserer Full Service EMS-Leistungen.