Schleifringanordnung für eine elektrische Maschine Die Erfindung betrifft eine Schleifringanordnung für eine elektrische Maschine mit einer metallischen Nabe, auf der, durch isolierendes Giessharz gehalten, die Schleifringe und zwischen diesen befindliche Isolierringe angeordnet sind, wobei die Anschlussleiter für die Schleifringe in das Giessharz eingebettet sind.
Das hierzu brauchbare und notwendige Giessharz ist üblicherweise mit Quarzsand als Füllmaterial durchsetzt und erhält somit neben den isolierenden Eigenschaften auch eine ausreichend gute Wärmeleitfähigkeit, die bei den zeitweise auftretenden höheren Betriebstemperaturen von bei spielsweise 120 C eine übermässige Erwärmung und ein dadurch bedingtes Zerstören verhindert.
Diese Eigenschaft wird jedoch durch einen erhebli chen Nachteil erkauft, der darin besteht, dass das Giessharz einen wesentlich anderen Ausdehnungskoeffi zienten als die Metallnabe selbst hat. Er beträgt für das üblicherweise verwendete Giessharz etwa 25-30 X 10-e im Vergleich zu nur 11 X 10-e für Stahl. Dieser beträcht liche Unterschied bringt bei den genannten höheren Betriebstemperaturen für das einwandfreie Arbeiten der Maschine gefährliche Rundlauffehler mit sich.
Bei einer Verringerung des Giessharzanteiles durch weiteres Ein bringen von Quarzsand lässt sich jedoch eine brauchbare Giessharz-Schleifringanordnung nicht schaffen, da bei zuviel Quarzsand die Vergussmasse eine zu geringe mechanische Festigkeit aufweist und somit das ein wandfreie Zusammenhalten der Schleifringe und der Anschlüsse auf der Nabe nicht mehr gewährleisten kann. Man war deshalb bisher gezwungen, die erheblichen Rundlauffehler mit all ihren Nachteilen in Kauf zu nehmen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile auf einfache Weise sicher zu vermeiden. Die Lösung nach der Erfindung besteht darin, dass der von den Anschlussleitern nicht belegte Zwischenraum zwi schen Nabe und den Isolier- und Schleifringen über die Nabenlänge und praktisch den gesamten Umfang durch distanzhaltende feste Isolierkörper mit geringerem Aus drehungskoeffizienten als die Nabe gefüllt ist und die übrigbleibenden Hohlräume mit Giessharz gefüllt sind.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Giessharz-Schleifringanordnung nach der Erfindung im Längsschnitt und in Draufsicht gezeigt.
Fig. 1 zeigt dabei einen Längsschnitt nach der Linie 1-I der Fig. 2. Auf der nicht dargestellten Maschinen welle ist in an sich bekannter Weise eine Nabe 1, beispielsweise aus Stahl, fest aufgebracht, um die konzen trisch und mit der Nabe fest verbunden die Schleifringe 4 liegen. In axialer Richtung gesehen sind zwischen be nachbarten Schleifringen und an den beiden äusseren Stirnseiten Isolierringe 3 in an sich bekannter Weise vorgesehen. Zur Nabe hin ragen diese Isolierringe etwas über den Innenumfang der Schleifringe 4 hinaus.
Zwi schen der Nabe 1 und den Schleif- und Isolierringen 3, 4 sind diesen Zwischenraum möglichst vollfüllende stabför- mige Isolierkörper 7 angeordnet, deren Durchmesser den Abstand zwischen den Isolierringen und der Nabe ent spricht. Die Anschlussleiter 5, 5', 5" zu den einzelnen Schleifringen sind achsparallel bis zu den jeweilig zuge ordneten Schleifringen in den Zwischenraum zwischen Nabe und Schleif- und Isolierringen angeordnet.
Für die in Fig. 1 verbleibenden axialen Räume hinter den An- schlussleitern für den linken und mittleren Schleifring sind entsprechend kürzer gehaltene, stabförmige Isolier- körper 6 als Füllmittel vorgesehen. Die von den An- schlussleitern und den Isolierkörpern nicht ausgefüllten Zwischenräume, die ja nur noch einen sehr geringen Anteil des Zwischenraumes zwischen Nabe und Schleif und Isolierringen ausmachen, sind in üblicher Weise mit Giessharz 2 ausgefüllt.
Diese geringe Menge des einzu bringenden Giessharzes genügt aber, um die festen Iso- lierkörper untereinander und mit Nabe und den Schleif und Isolierringen zu einer auch im Betriebszustand festbleibenden Einheit zusammenzufügen, wobei der Rundlauffehler auf einen ungefährlichen Wert herabge drückt werden kann, insbesondere dann, wenn als Isolier- körper Keramik, vorzugsweise aus geschmolzenen Silika ten benutzt sind, die einen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 7 bis 9 X 10-E haben.
In Fig. 2 ist die Möglichkeit angedeutet, an Stelle von stabförmigen Isolierkörpern oder in Verbindung mit diesen Kuugeln 8 unterschiedlicher, aufeinander abge stimmter Durchmesser zu verwenden.
Slip ring arrangement for an electrical machine The invention relates to a slip ring arrangement for an electrical machine with a metallic hub on which the slip rings and insulating rings located between them are arranged, held by insulating cast resin, the connection conductors for the slip rings being embedded in the cast resin.
The casting resin that can be used and required for this purpose is usually interspersed with quartz sand as a filler material and thus, in addition to its insulating properties, also has a sufficiently good thermal conductivity that prevents excessive heating and the resulting destruction at the higher operating temperatures that occur at times, for example 120 C.
However, this property is bought at the cost of a considerable disadvantage, which is that the casting resin has a significantly different coefficient of expansion than the metal hub itself. It is about 25-30 X 10-e for the commonly used casting resin compared to only 11 X 10-e for steel. At the higher operating temperatures mentioned, this considerable difference results in dangerous concentricity errors for the machine to work properly.
If the proportion of cast resin is reduced by further introducing quartz sand, however, a usable cast resin slip ring arrangement cannot be created, since if there is too much quartz sand the casting compound has too little mechanical strength and thus the slip rings and the connections on the hub can no longer be held together properly can guarantee. So up to now, you have been forced to accept the considerable runout errors with all their disadvantages.
The invention is now based on the object of safely avoiding these disadvantages in a simple manner. The solution according to the invention is that the space between the hub and the insulating and slip rings that is not occupied by the connecting conductors is filled over the length of the hub and practically the entire circumference by distance-maintaining solid insulating bodies with a lower coefficient of rotation than the hub and the remaining cavities are filled with casting resin.
In the drawing, an embodiment of a cast resin slip ring arrangement according to the invention is shown in longitudinal section and in plan view.
Fig. 1 shows a longitudinal section along the line 1-I of FIG. 2. On the machine shaft, not shown, a hub 1, for example made of steel, is firmly applied in a manner known per se to the concentric and fixed to the hub connected the slip rings 4 are. Seen in the axial direction, insulating rings 3 are provided in a manner known per se between adjacent slip rings and on the two outer end faces. Towards the hub, these insulating rings protrude somewhat beyond the inner circumference of the slip rings 4.
Between the hub 1 and the slip and insulating rings 3, 4, rod-shaped insulating bodies 7 which fill this space as fully as possible are arranged, the diameter of which corresponds to the distance between the insulating rings and the hub. The connecting conductors 5, 5 ', 5 "to the individual slip rings are arranged axially parallel to the respective assigned slip rings in the space between the hub and slip and insulating rings.
For the remaining axial spaces in FIG. 1 behind the connecting conductors for the left and middle slip rings, rod-shaped insulating bodies 6 that are kept shorter are provided as fillers. The spaces not filled by the connecting conductors and the insulating bodies, which make up only a very small proportion of the space between the hub and the grinding and insulating rings, are filled with casting resin 2 in the usual way.
However, this small amount of the casting resin to be introduced is sufficient to join the solid insulating bodies with one another and with the hub and the grinding and insulating rings to form a unit that remains fixed even in the operating state, whereby the concentricity error can be reduced to a safe value, especially if ceramic, preferably made of fused silica, are used as the insulating body, which have a coefficient of expansion of about 7 to 9 × 10-E.
In Fig. 2 the possibility is indicated to use instead of rod-shaped insulating bodies or in connection with these balls 8 different, mutually agreed abge diameter.