AT289242B

AT289242B - Schleifringkörper für elektrische Maschinen

Info

Publication number: AT289242B
Application number: AT1207369A
Authority: AT
Original assignee: Ver Volkseigener Betr E Elektr
Priority date: 1969-12-29
Filing date: 1969-12-29
Publication date: 1971-04-13

Description

Schleifringkörper für elektrische Maschinen
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empfindlicher gegenüber mechanischen Belastungen sind. Zur Vermeidung dieses Nachteiles sind die
Tragarme grösserer Schleifringkörper mit mit der Rundung der Schleifringbohrung folgenden profilartigen Streben untereinander verbunden.

Die einzelnen Teiltragkörper sind erfindungsgemäss durch sich ergänzende Stirnprofile der zylindrischen Nabenteile und bzw. oder gegenseitig eingreifende Zapfen verbindbar. Dem
Schleifringkörper selbst wird durch Festkeilen der Stromleitungs-bzw. Spannbolzen in den sie umhüllenden Buchsen der Tragarme mittels separater konisch ausgebildeter Arretierungsbuchsen oder durch bekannte, an den jeweils aus den Tragarmen der äusseren Teiltragkörper hinausragenden Stromleitungs-bzw. Spannbolzen eingreifende Arretierungsmittel, beispielsweise Sprengringe, der innere Zusammenhalt gegeben.

Eine dauerhafte, leicht lösbare Verbindung zwischen Welle und
Schleifringkörper wird dadurch erzielt, dass der zylindrische Nabenteil eines äusseren Teiltragkörpers an seiner Stirnfläche am Umfang verteilt angeordnete Nuten enthält, in die Zapfen einer an der Stirnfläche der Achse befestigten Scheibe formschlüssig eingreifen. Eine weitere Befestigungsart besteht darin, die Tragkörpernabe konisch und bzw. oder mit einer aufgerauhten Oberfläche auszugestalten und eine mit der Ergänzungsform ausgerüstete Gegenscheibe an der Achse anzuschrauben, die den Schleifringkörper gegen die auf der andern Seite befindliche Anlage drückt und die Rotationskräfte der Achse vollkommen auf den Schleifringkörper überträgt.

Schleifringkörper dieses konstruktiven Aufbaues zeichnen sich durch eine wirtschaftlich günstige und technisch unkomplizierte Herstellung aus, die sich darin ausdrückt, dass die Teiltragkörper in einem Stück vorzugsweise gepresst werden, wobei die erfindungsgemässe konstruktive Gestaltung eine günstige Presstechnologie ermöglicht. Besonders vorteilhaft ist, dass durch diese Teilttagkörper die Schleifringe gegenseitig und gleichzeitig auch gegenüber den sie durchdringenden Stromleitungs-und Spannbolzen isoliert sind. Eine Nacharbeit ist nicht erforderlich, da eventuelle Massungenauigkeiten durch das eindringende Harz aufgehoben werden.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die Anzahl der Bauteile des Schleifringkörpers auf ein Minimum beschränkt ist. Das erfindungsgemässe Einbetten des gesamten Schleifringkörpers in ein aushärtbares Harz verleiht diesem eine allen Anforderungen gerecht werdende Festigkeit. Vorteilhaft ist ausserdem die gute Kühlluftstromführung im gesamten Schleifringkörper, die eine Erwärmung im Betrieb der elektrischen Maschine auf ein Minimum beschränkt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand ein Ausführungsbeispiel eines dreifachen Schleifringes darstellenden Zeichnungen näher erläutert :
Es zeigen : Fig. l eine Perspektivansicht des gesamten Schleifringkörpers vor dem Zusammenbau, Fig. 2 einen Ausschnitt zweier Tragarme mit hakenförmigem Bund und Schleifring mit entsprechenden Aussparungen ;

Fig. 3 die Seitenansicht eines Tragarmes mit separaten Buchsen, Fig. 4 die Perspektivansicht eines Tragarmendes, Fig. 5 einen Teiltragkörper mit profilartigen Streben, Fig. 6 einen Schnitt durch Fig. 5, Fig. 7 eine Seitenansicht eines Schleifringes mit Aussparungen bogenförmigen Verlaufes, Fig. 8 eine Seitenansicht der Zapfenverbindung der Nabenteile, Fig. 9 eine Stirnansicht eines Nabenteiles, Fig. 10 eine Seitenansicht der Zapfenverbindung zwischen Schleifringkörper und Achse, Fig. ll eine Stirnansicht des Nabenteiles, Fig. 12 einen Ausschnitt des Nabenteiles mit konischer Scheibe, Fig. 13 einen Ausschnitt einer Tragarmbuchse mit Bolzen und Arretierungsbuchse und Fig. 14 einen Ausschnitt einer Tragarmbuchse mit Bolzen und Sprengring.

Der erfindungsgemäss dreifache Schleifringkörper setzt sich aus zwei Teiltragkörpern und drei Schleifringen zusammen. Diese zwei Teiltragkörper bestehen aus je einem zylindrischen Nabenteil dessen Durchmesser geringer als der Innendurchmesser der Schleifringe ist. Die Länge der
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Spannbolzen- erstrecken und an denen axial ausgerichtete Buchsen --5-- zur Aufnahme der Stromleitungs-bzw. Spannbolzen-2-angeordnet sind. Diese Buchsen --5-- schliessen beiderseits der Anlageflächen-6-der Tragarme-4-mit den Stirnseiten des zylindrischen Nabenteiles-l-ab, wobei ihr Aussendurchmesser dem Durchmesser der Bohrungen --7-- in den Schleifringen für die Stromleitungs-bzw.

Spannbolzen--2--entspricht. Diese Buchsen--5können in einer andern Ausführung auch als separater Bauteil der Tragarme--4--der einzelnen Teiltragkörper eingesetzt werden, indem die Bohrungen--8--der planverlaufenden Tragarme --4-- für die Aufnahme der Stromleitungs-bzw. Spannbolzen--2--beiderseits auf das Mass der in der jeweils anliegenden Fläche des Kohleschleifringes eingebrachten Bohrung --7-- erweitert sind.

Dabei entspricht die axiale Länge der Erweiterungen der Bohrungen --8-- in den Tragarmen-4der Teiltragkörper jeweils dem Mehrbetrag, den die Länge der separaten Buchsen --5-- über das halbe Mass der Schleifringlänge hinaus ausmacht.

Um eventuell Zentrifugalkräfte, die zu einer Störung des an sich nicht so festen Gefüges der Kohleschleifringe, wie es bei Metallschleifringen vorhanden ist, führen könnte, abzufangen, ist jeweils die am Schleifring anliegende Anlagefläche-6-der Tragarme - an ihrem freien Ende mit einem hakenförmigen Bund --9-- versehen, welcher in einer
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Schleifringe. Bei Schleifringkörpern grösseren Durchmessers besteht auf Grund der Drei-Punktauflage die Gefahr einer Zerstörung durch plötzlich auftretende mechanische Belastungen von aussen, sei es bei der Montage, im Stillstand oder Betrieb der elektrischen Maschine.

Dies wird dadurch verhindert, dass die Tragarme --4-- der Teiltragkörper mit mit der Rundung der Schleifringbohrung folgenden profilartigen Streben--11--untereinander verbunden sind und die Schleifringe abstützen. Zur Schaffung einer Angriffsfläche für ein Abziehwerkzeug sowie zur Unterstützung einer günstigen Stromverteilung innerhalb der Kohleschleifringe und Erreichung einer maximalen Stabilität derselben infolge annähernd gleichen Querschnitts sind die Bohrungsflächen der Kohleschleifringe zwischen den Schleifringauflagen --3-- mit vorzugsweise einen bogenförmigen Verlauf aufweisenden, sich von Schleifringauflage--3--zu Schleifringauflage--3--erstreckenden Aussparungen--12-- versehen.

Nach der Herstellung der Kohleschleifringe und der Teiltragkörper, vorzugsweise durch Pressen, erfolgt die Montage des Schleifringkörpers in der zeichnerisch dargestellten Reihenfolge. Anschliessend werden alle Bauteile des Schleifringkörpers durch bekannte Spannmittel arretiert und in ein aushärtbares, elektrisch isolierendes Harz getaucht. Hiebei dringt das Harz an allen Flächen der
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vollständige Umhüllung des gesamten Schleifringkörpers mit dem aushärtbaren Harz verleiht ihm eine ausserordentliche Festigkeit. Eventuell auf der Lauffläche der Schleifringe befindliches Harz wird durch überdrehen oder Schleifen entfernt. Von ausserordentlicher Wichtigkeit ist eine wirksame Kühlung des Schleifringkörpers im Betrieb der elektrischen Maschine.

Eine gute Kühlluftströmung wird sowohl durch die zwischen Schleifringen und zylindrischen Nabenteilen-l-vorgesehenen Räume als auch durch die grossen Räume zwischen den Schleifringen erzeugt. Die stromlinienförmige Ausbildung der freien Enden der Tragarme--4--bezweckt eine günstige Wirbelbildung des Kühllufstromes und eine Verkleinerung des Kriechweges. Die Stirnseiten der zylindrischen Nabenteile--l--sind zu jeweils sich ergänzenden bundartigen Profilen--13--ausgestaltet, die eine gute Verbindung der einzelnen Teiltragkörper miteinander ermöglichen. Dem Schleifringkörper selbst wird durch Festkeilen der Stromleitungs-bzw.

Spannbolzen--2--in den sie umhüllenden Buchsen --5-- der Tragarme
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komplettierte Schleifringkörper wird anschliessend auf die Achse aufgezogen, während in die Nuten --16-- der äusseren Stirnflächen des zylindrischen Nabenteiles--l--des zweiten Teiltragkörpers Zapfen--17--einer an der Stirnfläche der Achse angeschraubten Scheibe --19-- formschlüssig eingreifen und eine dauerhafte, aber auch leicht lösbare Verbindung zwischen Schleifringkörper und Achse erzeugen.

Ein anderes Ausführungsbeispiel einer Befestigung des Schleifringkörpers auf der Achse besteht darin, den Nabenteil--l--konisch und bzw. oder mit einer aufgerauhten Oberfläche zu versehen, an der eine die entsprechende Ergänzungsform darstellende, an der Achse angeschraubte Gegenscheibe --20-- kraftschlüssig angreift und das Drehmoment der Achse vollkommen auf den Schleifringkörper überträgt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Schleifringkörper für elektrische Maschinen, insbesondere für die Verwendung von aus Kohlewerkstoff bestehenden Schleifringen, der eine Kombination aus einem aus Kunststoffpressmassen hergestellten Tragkörper, Schleifringen und Stromleitungs-bzw. Spannbolzen darstellt, wobei der EMI5.1 Teiltragkörper geringeren Durchmesser als der Innendurchmesser der Schleifringe aber grössere Länge als die der Schleifringe aufweisen und rotationssymmetrisch am Umfang verteilt angeordnete, in der Anzahl der Zahl der Stromleitungs-bzw. Spannbolzen (2) entsprechende, wulstartige Erhebungen vorgesehen sind, deren äussere Flächen die Schleifringauflagen (3) bilden und sich in radialer Verlängerung der Schleifringauflagen (3) erstreckende, planverlaufende Tragarme (4) besitzen, an denen axial ausgerichtete Buchsen (5)

zur Aufnahme der Stromleitungs-bzw. Spannbolzen (2), beiderseits der Anlageflächen (6) mit den Stirnseiten der Nabenteile (1) abschliessend, angeordnet sind, deren Aussendurchmesser dem Durchmesser der Bohrungen (7) in den Schleifringen für die Stromleitung- bzw. Spannbolzen (2) entspricht.

2. Schleifringkörper für elektrische Maschinen nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass die Schleifringauflagen (3) in axialer Richtung konisch verlaufend ausgestaltet und bzw. oder mit einer geriffelten Oberfläche und bzw. oder mit gebrochenen Kanten versehen sind.

3. Schleifringkörper für elektrische Maschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchsen (5) der Tragarme (4) an ihren inneren und äusseren Mantelflächen konisch auagebildet und bzw. oder mit-einer geriffelten Oberfläche versehen sind.

4. Schleifringkörper für elektrische Maschinen nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass die Buchsen (5) als separater Bauteil in die Tragarme (4) einsetzbar sind, indem die Bohrungen (8) in den Tragarmen (4) beiderseits auf das Mass der in der jeweils anliegenden Fläche des Kohleschleifringes eingebrachten Bohrungen (7) erweitert sind und die axiale Länge der Erweiterungen jeweils dem Mehrbetrag der Länge der Buchsen (5) über das halbe Mass der Schleifringlänge hinaus entspricht.

5. Schleifringkörper für elektrische Maschinen nach den Ansprüchen 1 bis 3 EMI5.2 Oberfläche ausgerüstet sind und die jeweils am Schleifring anliegenden Anlageflächen (6) der Tragarme (4) an ihrem freien Ende mit einem hakenförmigen Bund (9) ausgestaltet sind, welcher in eine entsprechende, umlaufende oder örtlich angeordnete Aussparung (10) im Schleifring eingreift.

6. Schleifringkörper für elektrische Maschinen nach den Ansprüchen 1 bis 3 und 5, EMI5.3 beispielsweise in einem stumpfen Winkel auslaufend, ausgebildet sind.

7. Schleifringkörper für elektrische Maschinen nach den Ansprüchen 1 bis 3,5 und 6, EMI5.4 folgenden profilartigen Streben (11) untereinanr verbunden sind.

8. Schleifringkörper für elektrische Maschinen nach den Ansprüchen 1 bis 3 und 5 bis 7, EMI5.5 Schleifringauflagen mit vorzugsweise einen bogenförmigen Verlauf aufweisenden, sich von Schleifringauflage (3) zu Schleifringauflage (3) erstreckenden Aussparungen (12) versehen sind.

9. Schleifringkörper für elektrische Maschinen nach den Ansprüchen 1 bis 3 und 5 bis 8, EMI5.6 an seiner Stirnfläche am Umfang verteilt angeordnete Nuten (12) enthält, in die Zapfen (17) einer an der Stirnfläche der Achse befestigten Scheibe (19) formschlüssig eingreifen. EMI5.7 aufgerauhten Oberfläche ausgestaltet ist, die mit einer mit der Ergänzungsform ausgerüsteten, an der Achse befestigten Gegenscheibe (20) im Eingriff steht. EMI5.8 <Desc/Clms Page number 6> Stromleitungs-bzw. Spannbolzen (2) in den sie umhüllenden Buchsen (5) der Tragarme (4) mittels separater konisch ausgebildeter Arretierungsbuchsen (14) oder durch bekannte, an den jeweils aus den Tragarmen (4) der äusseren Teiltragkörper hinausragenden Stromleitungs-bzw.

Spannbolzen (2) angreifende Arretierungsmittel, beispielsweise Sprengringe (15) vorgesehen ist.

Druckschriften, die das Patentamt zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik in Betracht gezogen hat : EMI6.1 <tb> <tb> CH-PS <SEP> 74 <SEP> 890 <SEP> US-PS <SEP> 2 <SEP> 718 <SEP> 604 <SEP> <tb>