DE102009040106A1 - Slip ring device - Google Patents

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Gerhard Mietz
Hans Lippert
Hans-Jörg Schleenbecker
Uwe Mair
Werner Weber
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Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
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Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
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    • HELECTRICITY
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    • HELECTRICITY
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    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/64Devices for uninterrupted current collection

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schleifringvorrichtung (26) für eine elektromechanische Maschine, insbesondere Elektromotor, Generator oder dergleichen, wobei die Schleifringvorrichtung auf einer Welle der Maschine anordbar und mit einer Graphitbürste kontaktierbar ist, wobei die Schleifringvorrichtung aus einem Schleifringelement (27) aus einem Graphitwerkstoff zur Kontaktierung der Graphitbürste und einer Kontakteinrichtung (28) gebildet ist, wobei die Kontakteinrichtung mit dem Schleifringelement und einem Leiter (31, 32) kontaktiert ist, derart, dass eine elektrisch leitende Verbindung über die Kontakteinrichtung zwischen dem Schleifringelement und dem Leiter ausgebildet ist.The invention relates to a slip ring device (26) for an electromechanical machine, in particular an electric motor, generator or the like, the slip ring device being able to be arranged on a shaft of the machine and contactable with a graphite brush, the slip ring device comprising a slip ring element (27) made of a graphite material for contacting the graphite brush and a contact device (28) is formed, wherein the contact device is in contact with the slip ring element and a conductor (31, 32) such that an electrically conductive connection is formed via the contact device between the slip ring element and the conductor.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schleifringvorrichtung für eine elektromechanische Maschine, insbesondere Elektromotor, Generator oder dergleichen, wobei die Schleifringvorrichtung auf einer Welle der Maschine anordbar und mit einer Bürste kontaktierbar ist.The invention relates to a slip ring device for an electromechanical machine, in particular electric motor, generator or the like, wherein the slip ring device can be arranged on a shaft of the machine and can be contacted with a brush.
  • Derartige Schleifringvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt und dienen regelmäßig zur Übertragung elektrischer Energie von einem Leiter auf eine relativ zum Leiter drehbar angeordnete Welle oder Achse. Die bekannten Schleifringe bestehen regelmäßig aus einem Kupfermaterial und die mit dem Schleifring kontaktierten Bürsten aus einem Graphitwerkstoff, beispielsweise aus so genannter Elektrokohle.Such slip ring devices are well known in the art and regularly serve to transfer electrical energy from a conductor to a shaft or shaft rotatably mounted relative to the conductor. The known slip rings are usually made of a copper material and contacted with the slip ring brushes made of a graphite material, for example, so-called electric charcoal.
  • Insbesondere bei Elektromotoren oder Generatoren, wie zum Beispiel Lichtmaschinen in Fahrzeugen, erweist sich die Materialpaarung Kupfer/Graphit für eine Schleifringvorrichtung als ausreichend. Es gibt jedoch Anwendungen, zum Beispiel bei Nutzfahrzeugen, wie Omnibusse und Lastkraftwagen, wo wesentlich höhere Standzeitanforderungen erfüllt werden müssen. Dort werden teilweise bürstenlose Motore bzw. Generatoren eingesetzt. Diese Maschinen sind in der Regel nicht so kostengünstig herzustellen wie Maschinen mit einem Schleifringsystem. Außerdem verursachen solche Systeme mit doppelten Luftspalt eine vergleichsweise Verschlechterung des Wirkungsgrads. Ebenso für Fahrmotoren für neue Elektrofahrzeuge bestehen sehr hohe Standzeitanforderungen. Auch dort werden zum Teil Synchronmotoren mit Schleifringsystemen eingesetzt.In particular, in electric motors or generators, such as alternators in vehicles, the material pairing copper / graphite proves to be sufficient for a slip ring device. However, there are applications, for example in commercial vehicles, such as buses and trucks, where much longer service life requirements must be met. There, partially brushless motors or generators are used. These machines are generally not as cost effective to manufacture as machines with a slip ring system. In addition, such double air gap systems cause a relatively poor efficiency. Likewise for traction motors for new electric vehicles are very long service life requirements. Here, too, synchronous motors with slip ring systems are sometimes used.
  • Bei einem längeren Stillstand einer derartigen Maschine kann eine Oxidation einer Schleifringoberfläche erfolgen, die bei einer Inbetriebnahme der Maschine eine verschlechterte elektrische Kontaktierung der Schleifringe zur Folge hat. Eine verschlechterte Kontaktierung kann weiter auch durch Umwelteinflüsse bedingt sein, die eine Korrosion bzw. Veränderung einer Schleifringoberfläche bewirken. Der durch die Materialpaarung bedingte Verschleiß führt daher neben einer verkürzten Lebensdauer der bekannten Schleifringvorrichtungen auch zu einer unzuverlässigen Kontaktierung des Systems Schleifring/Bürste.During a longer standstill of such a machine, an oxidation of a slip ring surface can take place, which results in a commissioning of the machine, a deteriorated electrical contact of the slip rings result. A deteriorated contact can also be caused by environmental influences that cause corrosion or change a slip ring surface. The conditional by the material pairing wear therefore leads not only to a shortened life of the known slip ring devices but also to an unreliable contacting the system slip ring / brush.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schleifringvorrichtung bzw. eine Schleifringanordnung mit einer verbesserten Lebensdauer vorzuschlagen.The present invention is therefore based on the object to propose a slip ring device or a slip ring assembly with an improved life.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Schleifringvorrichtung mit den Merkmalen das Anspruchs 1 und eine Schleifringanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.This object is achieved by a slip ring device having the features of claim 1 and a slip ring assembly having the features of claim 13.
  • Die erfindungsgemäße Schleifringvorrichtung für eine elektromechanische Maschine, insbesondere Elektromotor, Generator oder dergleichen, ist auf einer Welle der Maschine anordbar und mit einer Graphitbürste kontaktierbar, wobei die Schleifringvorrichtung aus einem Schleifringelement aus einem Graphitwerkstoff zur Kontaktierung der Graphitbürste und einer Kontakteinrichtung gebildet ist, wobei die Kontakteinrichtung mit dem Schleifringelement und einem Leiter kontaktiert ist, derart, dass eine elektrisch leitende Verbindung über die Kontakteinrichtung zwischen dem Schleifringelement und dem Leiter ausgebildet ist.The slip ring device according to the invention for an electromechanical machine, in particular electric motor, generator or the like, can be arranged on a shaft of the machine and contacted with a graphite brush, wherein the slip ring device is formed from a slip ring element made of a graphite material for contacting the graphite brush and a contact device, wherein the contact device is contacted with the slip ring member and a conductor, such that an electrically conductive connection via the contact means between the slip ring member and the conductor is formed.
  • Durch die Materialpaarung Graphit/Graphit ergibt sich eine zuverlässige Kontaktierung der Schleifringvorrichtung mit der Graphitbürste. Graphit ist weitaus unempfindlicher gegenüber Umwelteinflüssen, da im Wesentlichen keine Korrosion bzw. Oxidation von Kontaktoberflächen erfolgen kann. Auch ein mechanischer Verschleiß ist wesentlich geringer, so dass eine Lebensdauer der erfindungsgemäßen Schleifringvorrichtung gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Schleifringvorrichtungen erhöht ist. Dadurch können Wartungsintervalle von elektromechanischen Maschinen verlängert und folglich Kosten eingespart werden. Die Verwendung eines Schleifringelements aus einem Graphitwerkstoff bedarf allerdings einer besonderen Kontaktierung des Schleifringelements mit dem in der Regel aus Kupfer bestehenden Leiter. Gegenüber einem Schleifringelement aus Kupfer, welches mit einem Leiter aus Kupfer oder einem anderen Metallwerkstoff beispielsweise über eine Lötverbindung verbunden ist, ist eine stoffschlüssige Kontaktierung des Schleifringelements aus Graphitwerkstoff mit einem Leiter aus einem Metallwerkstoff aufgrund der Materialeigenschaften von Graphit nur schwierig möglich. Erfindungsgemäß ist daher eine Kontakteinrichtung vorgesehen, die eine zuverlässige elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Schleifringelement und dem Leiter ausbildet.The combination of materials graphite / graphite results in reliable contacting of the slip ring device with the graphite brush. Graphite is much less sensitive to environmental influences, since essentially no corrosion or oxidation of contact surfaces can take place. Also, a mechanical wear is much lower, so that a lifetime of the slip ring device according to the invention over the known from the prior art slip ring devices is increased. As a result, maintenance intervals of electromechanical machines can be extended and consequently costs can be saved. The use of a slip ring element made of a graphite material, however, requires a special contacting of the slip ring element with the usually made of copper conductor. Compared to a slip ring element made of copper, which is connected to a conductor made of copper or other metal material, for example via a solder joint, a cohesive contacting of the slip ring element made of graphite material with a conductor of a metal material due to the material properties of graphite is difficult. According to the invention, therefore, a contact device is provided which forms a reliable electrically conductive connection between the slip ring element and the conductor.
  • Vorteilhaft kann die Schleifringvorrichtung eine Halteeinrichtung aus einem Isolationsmaterial umfassen, welche auf der Welle anordbar ist und das Schleifringelement relativ zu der Welle koaxial haltert und gegenüber der Welle elektrisch isoliert. So kann eine elektrische Trennung der Welle von der Schleifringvorrichtung erreicht werden, was eine Verwendung von mehreren Schleifringvorrichtungen an einer Welle ermöglicht. Auch kann die Schleifringvorrichtung dann in Art einer zusammenhängenden Baugruppe ausgebildet sein, die einfach auf der Welle montierbar ist. Vorzugsweise kann der Leiter dann auch von der Halteeinrichtung gehaltert werden bzw. auf oder in der Halteeinrichtung befestigt sein. Die Halteeinrichtung kann beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial bestehen und in einem Spritzgießverfahren hergestellt sein.Advantageously, the slip ring device comprise a holding device made of an insulating material which can be arranged on the shaft and the slip ring element coaxially supports relative to the shaft and electrically insulated from the shaft. Thus, electrical isolation of the shaft from the slip ring device can be achieved, allowing use of multiple slip ring devices on a shaft. Also, the slip ring device may then be configured in the manner of a cohesive assembly that is easily mountable on the shaft. Preferably, the conductor can then be held by the holding device or be attached to or in the holding device. The holding device may for example consist of a plastic material and be manufactured in an injection molding process.
  • In einer Ausführungsform kann die Schleifringvorrichtung so ausgebildet sein, dass das Schleifringelement relativ zur Welle mit der Graphitbürste radial kontaktierbar ist. Das heißt eine Bürstenkontaktoberfläche des Schleifringelements kann dann so angeordnet sein, dass die Graphitbürste eine in radialer Richtung wirkende Kontaktkraft auf die Bürstenkontaktoberfläche ausübt. Die Kontakteinrichtung kann dabei relativ zur Welle bzw. der Bürstenkontaktoberfläche radial oder axial angeordnet sein. Das heißt auf einem Wellendurchmesser oder an einer an der Welle ausgebildeten Stirnfläche jeweils zwischenliegend dem Schleifringelement und der Welle. In one embodiment, the slip ring device may be configured such that the slip ring element is radially contactable with the graphite brush relative to the shaft. That is, a brush contact surface of the slip ring member may then be arranged so that the graphite brush exerts a radially acting contact force on the brush contact surface. The contact device can be arranged radially or axially relative to the shaft or the brush contact surface. That is, on a shaft diameter or on an end face formed on the shaft in each case between the slip ring element and the shaft.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die Schleifringvorrichtung so ausgebildet sein, dass das Schleifringelement relativ zur Welle mit einer Graphitbürste axial kontaktierbar ist. Im Unterschied zu einer radialen Kontaktierung wirkt eine Kontaktkraft dann relativ zur Welle in axialer Richtung. Die Kontakteinrichtung kann auch hier wiederum axial als auch radial angeordnet sein. So kann die Schleifringvorrichtung an Wellen unterschiedlicher Gestalt angepasst sein.In a further embodiment, the slip ring device may be configured such that the slip ring element is axially contactable with a graphite brush relative to the shaft. In contrast to a radial contact, a contact force then acts relative to the shaft in the axial direction. The contact device can also be arranged here in turn axially and radially. Thus, the slip ring device can be adapted to waves of different shapes.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kontakteinrichtung als ein Federring oder eine Federscheibe ausgebildet ist. Ein Federring oder eine Federscheibe kann einen sicheren, mechanischen Kontakt zwischen dem Schleifringelement und einem Leiter ausbilden, da diese Federelemente mechanische Veränderungen, wie beispielsweise eine Wärmeausdehnung des Schleifringelements kompensieren können. Dieses kann insbesondere der Fall sein, wenn zwischen der Welle bzw. der Halteeinrichtung und dem Schleifringelement unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten eine relative Längenänderung bewirken. Diese Längenänderung kann bei einem Verlöten des Schleifringelements mit aus anderen Materialen bestehenden Bauteilen ein Brechen des sprödes Schleifelement bewirken. Weiter kann ein Federring eine besonders gute Zentrierung des Schleifringelements auf der Welle bzw. der Halteeinrichtung und somit einen verbesserten Rundlauf gewährleisten.It when the contact device is designed as a spring ring or a spring washer is particularly advantageous. A spring washer or a spring washer can form a secure, mechanical contact between the slip ring element and a conductor, since these spring elements can compensate for mechanical changes, such as a thermal expansion of the slip ring element. This may be the case in particular if different thermal expansion coefficients cause a relative change in length between the shaft or the holding device and the slip ring element. This change in length can cause a breakage of the brittle grinding element in a soldering of the slip ring element with components consisting of other materials. Next, a spring ring ensure a particularly good centering of the slip ring element on the shaft or the holding device and thus improved concentricity.
  • Der Federring kann ein Wellenring bzw. die Federscheibe eine Wellenscheibe sein. Ein Wellenring oder eine Wellenscheibe kann eine Federkraft gleichmäßig auf das Schleifringelement übertragen und ist als ein Normteil kostengünstig in großer Stückzahl verfügbar.The spring ring may be a shaft ring or the spring washer is a wave washer. A shaft ring or a wave washer can transmit a spring force evenly on the slip ring element and is available as a standard part cost in large quantities.
  • Die Schleifringvorrichtung kann ein ringförmiges Kontaktelement aufweisen, welches mit dem Leiter unmittelbar verbunden ist, wobei die Kontakteinrichtung das Schleifringelement mit dem Kontaktelement elektrisch leitend verbindet. Das ringförmige Kontaktelement kann demnach zwischenliegend der Welle oder Halteeinrichtung und der Kontakteinrichtung angeordnet sein und so eine besonders gute und sichere Übertragung elektrischer Energie auf die Kontakteinrichtung bewirken. Das Kontaktelement kann somit eine vergleichsweise große Kontaktfläche zur Verbindung mit der Kontakteinrichtung ausbilden. Vorzugsweise kann das Kontaktelement aus einem Metallwerkstoff bestehen, der gut mit dem Leiter verbindbar ist.The slip ring device may comprise an annular contact element, which is directly connected to the conductor, wherein the contact device electrically conductively connects the slip ring element with the contact element. The annular contact element can therefore be arranged between the shaft or holding device and the contact device and thus effect a particularly good and safe transmission of electrical energy to the contact device. The contact element can thus form a comparatively large contact surface for connection to the contact device. Preferably, the contact element may consist of a metal material, which is well connected to the conductor.
  • Wenn das ringförmige Kontaktelement ein Kupferring ist, kann der Kupferring besonders gut elektrische Energie übertragen. Auch kann der Kupferring in Art eines konventionellen Schleifrings ausgebildet sein. Die Schleifringvorrichtung kann dann eine konventionelle Schleifringvorrichtung umfassen, wobei die konventionelle Schleifringvorrichtung dann um ein Schleifringelement aus Graphitwerkstoff und eine Kontakteinrichtung ergänzt ist. So wird eine Umrüstung von konventionellen Schleifringvorrichtungen zu der erfindungsgemäßen Schleifringvorrichtung einfach möglich.If the annular contact element is a copper ring, the copper ring can transmit electrical energy particularly well. Also, the copper ring may be formed in the manner of a conventional slip ring. The slip ring device may then comprise a conventional slip ring device, wherein the conventional slip ring device is then supplemented by a slip ring element made of graphite material and a contact device. Thus, a conversion of conventional slip ring devices to the slip ring device according to the invention is easily possible.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der kann der Leiter unmittelbar mit dem Federring oder der Federscheibe verbunden sein.In a further advantageous embodiment of the conductor may be connected directly to the spring ring or the spring washer.
  • Einerseits können so zusätzliche Bauteile eingespart werden und andererseits wird, beispielsweise mittels einer Lötverbindung, eine sichere Verbindung zwischen dem Leiter und dem Federelement bereitgestellt. In der einfachsten Ausführungsform kann der Leiter jedoch alleine kraftschlüssig mit dem Federelement kontaktiert sein.On the one hand so additional components can be saved and on the other hand, for example by means of a solder joint, a secure connection between the conductor and the spring element is provided. In the simplest embodiment, however, the conductor can be contacted with the spring element alone in a force-fitting manner.
  • Um eine besonders sichere, mechanische Befestigung des Schleifringelements zu ermöglichen, kann die Kontakteinrichtung ein Klebermaterial aufweisen, welches zur stoffschlüssigen Befestigung des Schleifringelements dient. So kann das Schleifringelement fest, verdrehsicher und dennoch elastisch auf einer Welle oder Halteeinrichtung befestigt bzw. gesichert werden. Ein Klebermaterial kann ein schlagzäher Kleber sein, der geeignet ist, mechanische Längenänderungen aufgrund von Wärmespannungen auszugleichen. Das Klebermaterial kann auch alleine die Kontakteinrichtung ausbilden, wenn das Klebermaterial elektrisch leitend ist. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn nur geringe Stromstärken übertragen werden müssen.In order to enable a particularly secure, mechanical attachment of the slip ring element, the contact device may comprise an adhesive material, which serves for cohesive attachment of the slip ring element. Thus, the slip ring element can be firmly secured against rotation and yet elastic on a shaft or holding device or secured. An adhesive material may be a high impact adhesive capable of compensating for mechanical length changes due to thermal stresses. The adhesive material can also form the contact device alone if the adhesive material is electrically conductive. This can be advantageous in particular when only low currents have to be transmitted.
  • Alternativ kann das Schleifringelement auch mit dem Kontaktelement verlötet sein. Die Lötverbindung kann dann die Kontakteinrichtung ausbilden, wobei eine Position der Lötverbindung an dem Schleifringelement grundsätzlich beliebig ist. Bei dieser einfachsten Ausführungsform einer Kontaktierung des Schleifringelements kann daher ein Durchmesser des Schleifringelements gegenüber einem Durchmesser der Welle nur geringfügig größer sein, so dass eine niedrige Bauhöhe der Schleifringvorrichtung ermöglicht wird.Alternatively, the slip ring element can also be soldered to the contact element. The solder joint can then form the contact device, wherein a position of the solder joint on the slip ring element is basically arbitrary. In this simplest embodiment of contacting the slip ring element, therefore, a diameter of the slip ring element can only be slightly larger than a diameter of the shaft, so that a low overall height of the slip ring device is made possible.
  • In einer Ausführungsform kann die Kontakteinrichtung eine galvanische Beschichtung umfassen, die auf einer einer Bürstenkontaktoberfläche gegenüberliegenden Leiterkontaktoberfläche des Schleifringelements ausgebildet ist. Eine galvanische Beschichtung mit einem Metallwerkstoff bewirkt einen verbesserten Kontakt des Schleifringelements mit beispielsweise einem Federelement der Kontakteinrichtung oder auch einem Leiter. Weiter ist es möglich, das Schleifringelement besonders einfach mit einem Leiter oder einem Kontaktelement zu verlöten.In an embodiment, the contact device may comprise a galvanic coating, which is formed on a conductor contact surface of the slip ring element opposite a brush contact surface. A galvanic coating with a metal material causes improved contact of the slip ring element with, for example, a spring element of the contact device or a conductor. Furthermore, it is possible to solder the slip ring element particularly easily with a conductor or a contact element.
  • Die erfindungsgemäße Schleifringanordnung umfasst zumindest zwei erfindungsgemäße Schleifringvorrichtungen, wobei ein gemeinsamer Isolierkörper vorgesehen ist, der eine Halteeinrichtung der Schleifringvorrichtungen ausbildet und an einer Welle befestigbar ist. Die Halteeinrichtung fasst die Schleifringvorrichtungen somit zu einer Baugruppe zusammen, welche einfach montierbar bzw. austauschbar ist.The slip ring assembly according to the invention comprises at least two slip ring devices according to the invention, wherein a common insulating body is provided, which forms a holding device of the slip ring devices and can be fastened to a shaft. The holding device thus combines the slip ring devices to form an assembly which is easy to install or exchange.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen einer Schleifringanordnung ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Vorrichtungsanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.Further advantageous embodiments of a slip ring arrangement will become apparent from the feature descriptions of the subclaims referring back to the device claim 1.
  • Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.
  • Es zeigen:Show it:
  • 1 eine perspektivische Ansicht einer Schleifringanordnung; 1 a perspective view of a slip ring assembly;
  • 2 eine Seitenansicht der Schleifringanordnung mit einer ersten Ausführungsform einer Schleifringvorrichtung; 2 a side view of the slip ring assembly with a first embodiment of a slip ring device;
  • 3 eine Längsschnittansicht der Schleifringanordnung aus 2; 3 a longitudinal sectional view of the slip ring assembly 2 ;
  • 4 eine Detailansicht IV der Schleifringanordnung aus 3; 4. a detailed view IV of the slip ring assembly 3 ;
  • 5 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer Schleifringanordnung mit einer zweiten Ausführungsform einer Schleifringvorrichtung; 5 a side view of a second embodiment of a slip ring assembly with a second embodiment of a slip ring device;
  • 6 eine Längsschnittansicht der Schleifringanordnung aus 5; 6 a longitudinal sectional view of the slip ring assembly 5 ;
  • 7 eine Schnittansicht der Schleifringanordnung entlang einer Linie VII-VII aus 6; 7 a sectional view of the slip ring assembly along a line VII-VII 6 ;
  • 8 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform einer Schleifringanordnung mit einer dritten Ausführungsform einer Schleifringvorrichtung; 8th a side view of a third embodiment of a slip ring assembly with a third embodiment of a slip ring device;
  • 9 eine Längsschnittansicht der Schleifringanordnung aus 8; 9 a longitudinal sectional view of the slip ring assembly 8th ;
  • 10 eine Detailansicht X der Schleifringanordnung aus 9. 10 a detailed view X of the slip ring assembly 9 ,
  • 1 zeigt eine Schleifringanordnung 10 mit zwei Schleifringvorrichtungen 11, die hier nicht näher dargestellt sind, und einen gemeinsamen. Isolierkörper 12 der eine Halteeinrichtung für die Schleifringvorrichtungen 11 ausbildet. Die Schleifringanordnung 10 dient zur Verwendung an einer hier nicht dargestellten Welle eine Lichtmaschine und weist Anschlusskontakte 13 auf, die über hier nicht sichtbare Leiter mit den Schleifringvorrichtungen 11 elektrisch leitend verbunden sind. Im Verbund mit einer Lichtmaschine sind die Schleifringvorrichtungen 11 mit hier nicht dargestellten Graphitbürsten radial kontaktiert. 1 shows a slip ring assembly 10 with two slip ring devices 11 , which are not shown here, and a common. insulator 12 a holding device for the slip ring devices 11 formed. The slip ring arrangement 10 is used for use on a shaft, not shown here, an alternator and has connection contacts 13 on, over the not visible here ladder with slip ring devices 11 are electrically connected. In conjunction with an alternator are the slip ring devices 11 radially contacted with graphite brushes, not shown here.
  • 2 zeigt eine Seitenansicht bzw. 3 eine Schnittansicht der Schleifringanordnung 10. Aus der Schnittansicht ist zu ersehen, dass Leiter 14 und 15 die Anschlusskontakte 13 mit den Schleifringvorrichtungen 11 elektrisch verbinden, wobei die Leiter 14 und 15 vollständig im Isolierkörper 12 aufgenommen und von Isoliermaterial umgeben sind. Die Schleifringvorrichtungen 11 sind ringförmig ausgebildet und relativ zu einer Rotationsachse 16 bzw. zu einer hier nicht dargestellten Welle mit ebenfalls hier nicht dargestellten Graphitbürsten radial kontaktierbar. Der Isolierkörper 12 bildet weiter eine Durchgangsöffnung 17 aus, in die die Welle einsetzbar ist. 2 shows a side view or 3 a sectional view of the slip ring assembly 10 , From the sectional view can be seen that ladder 14 and 15 the connection contacts 13 with the slip ring devices 11 connect electrically, the conductors 14 and 15 completely in the insulating body 12 taken up and surrounded by insulating material. The slip ring devices 11 are annular and relative to a rotation axis 16 or to a shaft, not shown here with radial graphite brushes also not shown here. The insulator 12 further forms a passage opening 17 out, in which the shaft is used.
  • Wie einer Detaildarstellung der Schleifringvorrichtung 11 in 4 zu entnehmen ist, ist die Schleifringvorrichtung 11 aus einem ringförmigen Schleifringelement 18 und einer Kontakteinrichtung 19 gebildet, die in diesem Fall mit dem Leiter 15 verbunden ist. Die Kontakteinrichtung 19 weist einen Federring 20 und ein den Federring 20 umgebendes, ausgehärtetes Klebermaterial 21 auf. Das Klebermaterial 21 verbindet das Schleifringelement 18 mit dem Isolierkörper 12 stoffschlüssig und dient im Wesentlichen der mechanischen Sicherung des Schleifringelements 18. Der Federring 20 ist in eine Umfangsnut 22 des Isolierkörpers 12 eingesetzt und elektrisch leitend mit dem Leiter 15 verbunden. Der Federring 20 bewirkt in der hier gezeigten Einbaulage die Ausübung einer Federkraft auf eine einer Burstenkontaktoberfläche 23 gegenüberliegenden Leiterkontaktoberfläche 24 des Schleifringelements 18. Der Federring 20 ist so mit dem Schleifringelement 18 elektrisch leitend kontaktiert und das Schleifringelement 18 ist gegenüber der Rotationsachse 16 koaxial angeordnet.As a detail of the slip ring device 11 in 4. it can be seen, is the slip ring device 11 from an annular slip ring element 18 and a contact device 19 formed in this case with the conductor 15 connected is. The contact device 19 has a spring washer 20 and a spring ring 20 surrounding, cured adhesive material 21 on. The glue material 21 connects the slip ring element 18 with the insulating body 12 cohesively and essentially serves the mechanical security of the slip ring element 18 , The spring ring 20 is in a circumferential groove 22 of the insulating body 12 used and electrically conductive with the conductor 15 connected. The spring ring 20 causes in the installation position shown here, the exercise of a spring force on a brush contact surface 23 opposite conductor contact surface 24 of the slip ring element 18 , The spring ring 20 is like that with the slip ring element 18 electrically conductive contacted and the slip ring element 18 is opposite to the axis of rotation 16 arranged coaxially.
  • Eine Zusammenschau der 5 bis 7 zeigt eine Schleifringanordnung 25 mit Schleifvorrichtungen 26, wobei die Schleifringvorrichtungen 26 aus Schleifringelementen 27 und Kontakteinrichtungen 28 gebildet sind. Weiter umfasst, wie in 7 dargestellt, die Schleifringvorrichtung 26 ein ringförmiges Kontaktelement 29, welches als ein konventioneller Schleifring aus Kupfer ausgebildet ist. Zwischenliegend dem Schleifelement 27 und dem Kontaktelement 29 ist ein Wellenring 30 angeordnet, der sowohl auf das Kontaktelement 29 als auch auf das Schleifringelement 27 eine Federkraft ausübt und somit eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Kontaktelement 29 und dem Schleifringelement 27 ausbildet, wobei insbesondere das Schleifringelement 27 auf dem Kontaktelement 29 aufgrund des Wellenrings 30 kraftschlüssig fixiert wird. Die Kontaktelemente 29 sind jeweils unmittelbar mit Leitern 31 und 32 verbunden. Weiter sind die Kontaktelemente 29 in Umfangsnuten 33 und 34 in einem Isolierkörper 35 aufgenommen.A synopsis of 5 to 7 shows a slip ring assembly 25 with grinding devices 26 , wherein the slip ring devices 26 from slip ring elements 27 and contact devices 28 are formed. Further includes, as in 7 shown, the slip ring device 26 an annular contact element 29 , which is formed as a conventional slip ring made of copper. In between the grinding element 27 and the contact element 29 is a wave ring 30 arranged on both the contact element 29 as well as on the slip ring element 27 exerts a spring force and thus an electrically conductive connection between the contact element 29 and the slip ring element 27 forms, in particular the slip ring element 27 on the contact element 29 due to the wave ring 30 is fixed non-positively. The contact elements 29 are each directly with ladders 31 and 32 connected. Next are the contact elements 29 in circumferential grooves 33 and 34 in an insulating body 35 added.
  • Eine Zusammenschau der 8 bis 10 zeigt eine Schleifringanordnung 36 mit Schleifringvorrichtungen 37, welche jeweils aus einem ringförmigen Schleifringelement 38 und einer Kontakteinrichtung 39 mit jeweils Wellenscheiben 40 und Leitern 41 und 42 gebildet sind. Die Schleifringelemente 38 sind jeweils in Umfangsnuten 43 und 44 eines Isolierkörpers 45 angeordnet. Wie aus der näheren Darstellung in 10 zu ersehen ist, ist die Wellenscheibe 40 zwischenliegend einer Seitenfläche 46 der Umfangsnut 44 und einer Seitenfläche 47 des Schleifringselements 38 so angeordnet, dass die Wellenscheibe 40 eine Federkraft auf jeweils die Seitenflächen 46 bzw. 47 ausübt und eine elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem Schleifringelement 38 und dem Leiter sicherstellt. Dabei ist die Wellenscheibe 40 an den Leiter 42 kontaktiert, der die Seitenfläche 46 der Umfangsnut 44 geringfügig überragt.A synopsis of 8th to 10 shows a slip ring assembly 36 with slip ring devices 37 , each consisting of an annular slip ring element 38 and a contact device 39 each with wave washers 40 and ladders 41 and 42 are formed. The slip ring elements 38 are each in circumferential grooves 43 and 44 an insulating body 45 arranged. As from the closer representation in 10 can be seen is the wave washer 40 between a side surface 46 the circumferential groove 44 and a side surface 47 of the slip ring element 38 so arranged that the wave washer 40 a spring force on each side surfaces 46 respectively. 47 exerts and an electrically conductive connection between the slip ring element 38 and the conductor. Here is the wave washer 40 to the ladder 42 contacted the side surface 46 the circumferential groove 44 slightly surmounted.

Claims (13)

  1. Schleifringvorrichtung (11, 26, 37) für eine elektromechanische Maschine, insbesondere Elektromotor, Generator oder dergleichen, wobei die Schleifringvorrichtung auf einer Welle der Maschine anordbar und mit einer Graphitbürste kontaktierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifringvorrichtung aus einem Schleifringelement (18, 27, 38) aus einem Graphitwerkstoff zur Kontaktierung der Graphitbürste und einer Kontakteinrichtung (19, 28, 39) gebildet ist, wobei die Kontakteinrichtung mit dem Schleifringelement und einem Leiter (14, 15, 31, 32, 41, 42) kontaktiert ist, derart, dass eine elektrisch leitende Verbindung über die Kontakteinrichtung zwischen dem Schleifringelement und dem Leiter ausgebildet ist.Slip ring device ( 11 . 26 . 37 ) for an electromechanical machine, in particular electric motor, generator or the like, wherein the slip ring device can be arranged on a shaft of the machine and contacted with a graphite brush, characterized in that the slip ring device consists of a slip ring element ( 18 . 27 . 38 ) of a graphite material for contacting the graphite brush and a contact device ( 19 . 28 . 39 ), wherein the contact device with the slip ring element and a conductor ( 14 . 15 . 31 . 32 . 41 . 42 ) is contacted, such that an electrically conductive connection via the contact device between the slip ring element and the conductor is formed.
  2. Schleifringvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifringvorrichtung (11, 26, 37) eine Halteeinrichtung aus einem Isolationsmaterial umfasst, welche auf der Welle anordbar ist und das Schleifringelement (18, 27, 38) relativ zu der Welle koaxial haltert und gegenüber der Welle elektrisch isoliert.Slip ring device according to claim 1, characterized in that the slip ring device ( 11 . 26 . 37 ) comprises a holding device made of an insulating material, which can be arranged on the shaft and the slip ring element ( 18 . 27 . 38 ) coaxially with respect to the shaft and electrically isolated from the shaft.
  3. Schleifringvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifringvorrichtung (11, 26, 37) so ausgebildet ist, dass das Schleifringelement (18, 27, 38) relativ zur Welle mit einer Graphitbürste radial kontaktierbar ist.Slip ring device according to claim 1 or 2, characterized in that the slip ring device ( 11 . 26 . 37 ) is formed so that the slip ring element ( 18 . 27 . 38 ) is radially contacted with a graphite brush relative to the shaft.
  4. Schleifringvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifringvorrichtung so ausgebildet ist, dass das Schleifringelement relativ zur Welle mit einer Graphitbürste axial kontaktierbar ist.Slip ring device according to claim 1 or 2, characterized in that the slip ring device is designed so that the slip ring element is axially contactable relative to the shaft with a graphite brush.
  5. Schleifringvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinrichtung (19, 28, 39) als ein Federring (20) oder eine Federscheibe ausgebildet ist.Slip ring device according to one of the preceding claims, characterized in that the contact device ( 19 . 28 . 39 ) as a spring washer ( 20 ) or a spring washer is formed.
  6. Schleifringvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring ein Wellenring (30) bzw. die Federscheibe eine Wellenscheibe (40) ist.Slip ring device according to claim 5, characterized in that the spring ring is a wave ring ( 30 ) or the spring washer a wave washer ( 40 ).
  7. Schleifringvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifringvorrichtung (26) ein ringförmiges Kontaktelement (29) aufweist, das mit dem Leiter (31, 32) unmittelbar verbunden ist, wobei die Kontakteinrichtung (28) das Schleifringelement (27) mit dem Kontaktelement elektrisch leitend verbindet.Slip ring device according to one of the preceding claims, characterized in that the slip ring device ( 26 ) an annular contact element ( 29 ), which is connected to the conductor ( 31 . 32 ) is directly connected, wherein the contact device ( 28 ) the slip ring element ( 27 ) electrically conductively connects to the contact element.
  8. Schleifringvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ringförmige Kontaktelement (29) ein Kupferring ist.Slip ring device according to claim 7, characterized in that annular contact element ( 29 ) is a copper ring.
  9. Schleifringvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (14, 15, 41, 42) unmittelbar mit dem Federring (20) oder der Federscheibe verbunden ist.Slip ring device according to claim 5 or 6, characterized in that the conductor ( 14 . 15 . 41 . 42 ) directly with the spring washer ( 20 ) or the spring washer is connected.
  10. Schleifringvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinrichtung (19) ein Klebermaterial (21) aufweist, welches zur stoffschlüssigen Befestigung des Schleifringelements (18) dient.Slip ring device according to one of the preceding claims, characterized in that the contact device ( 19 ) an adhesive material ( 21 ), which for material-locking attachment of the slip ring element ( 18 ) serves.
  11. Schleifringvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifringelement mit dem Kontaktelement verlötet ist.Slip ring device according to claim 7 or 8, characterized in that the slip ring element is soldered to the contact element.
  12. Schleifringvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinrichtung (19, 28, 39) eine galvanische Beschichtung umfasst, die auf einer einer Bürstenkontaktoberfläche (23) gegenüberliegenden Leiterkontaktoberfläche (24) des Schleifringelements (18, 27, 38) ausgebildet ist.Slip ring device according to one of the preceding claims, characterized in that the contact device ( 19 . 28 . 39 ) one coated on a brush contact surface ( 23 ) opposite conductor contact surface ( 24 ) of the slip ring element ( 18 . 27 . 38 ) is trained.
  13. Schleifringanordnung (10, 25, 36) mit einer Schleifringvorrichtung (11, 26, 37) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifringanordnung zumindest zwei Schleifringvorrichtungen umfasst, wobei ein gemeinsamer Isolierkörper (12, 35, 45) vorgesehen ist, der eine Halteeinrichtung der Schleifringvorrichtungen ausbildet und an einer Welle befestigbar ist.Slip ring arrangement ( 10 . 25 . 36 ) with a slip ring device ( 11 . 26 . 37 ) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the slip ring assembly comprises at least two slip ring devices, wherein a common insulating body ( 12 . 35 . 45 ) is provided, which forms a holding device of the slip ring devices and can be fastened to a shaft.
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