DE102019206880A1 - Electrical machine with a drive shaft and a grounding device for electrical grounding of the drive shaft - Google Patents

Electrical machine with a drive shaft and a grounding device for electrical grounding of the drive shaft Download PDF

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Wolfgang Schrittenlocher
Hans-Peter Groeter
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Abstract

Es ist schon eine elektrische Maschine aus der US 5,454,724 A bekannt, mit einer Antriebswelle und einer Erdungseinrichtung zur elektrischen Erdung der Antriebswelle, wobei die Erdungseinrichtung einen Schleifkontakt zum Kontaktieren der Antriebswelle aufweist. Nachteilig ist, dass die Erdungseinrichtung vergleichsweise hochohmig ist, so dass elektrostatischen Ladungen auf der Antriebswelle ein vergleichsweise hoher elektrischer Widerstand entgegengesetzt wird.Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine wird der elektrische Widerstand der Erdungseinrichtung verringert.Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Schleifkontakt (6) eine Kohlebürste ist, die die Antriebswelle (2) an einem Gegenkontakt (12) kontaktiert, der an einer der Kohlebürste (6) zugewandten Stirnseite der Antriebswelle (2) vorgesehen ist.An electrical machine from US Pat. No. 5,454,724 A is already known, with a drive shaft and a grounding device for electrical grounding of the drive shaft, the grounding device having a sliding contact for contacting the drive shaft. The disadvantage is that the grounding device is comparatively high-resistance, so that electrostatic charges on the drive shaft are opposed to a comparatively high electrical resistance. In the electrical machine according to the invention, the electrical resistance of the grounding device is reduced which contacts the drive shaft (2) at a mating contact (12) which is provided on one end face of the drive shaft (2) facing the carbon brush (6).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Maschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention relates to an electrical machine according to the preamble of the main claim.

Es ist schon eine elektrische Maschine aus der US 5,454,724 A bekannt, mit einer Antriebswelle und einer Erdungseinrichtung zur elektrischen Erdung der Antriebswelle, wobei die Erdungseinrichtung einen Schleifkontakt zum Kontaktieren der Antriebswelle aufweist. Nachteilig ist, dass die Erdungseinrichtung vergleichsweise hochohmig ist, so dass elektrostatischen Ladungen auf der Antriebswelle ein vergleichsweise hoher elektrischer Widerstand entgegengesetzt wird.It's already an electrical machine out of the US 5,454,724 A known, with a drive shaft and a grounding device for electrical grounding of the drive shaft, the grounding device having a sliding contact for contacting the drive shaft. It is disadvantageous that the grounding device is comparatively high-resistance, so that electrostatic charges on the drive shaft are opposed to a comparatively high electrical resistance.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass der elektrische Widerstand der Erdungseinrichtung verringert wird, indem der Schleifkontakt eine Kohlebürste ist, die die Antriebswelle an einem Gegenkontakt kontaktiert, der an einer der Kohlebürste zugewandten Stirnseite der Antriebswelle vorgesehen ist.The electrical machine according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the electrical resistance of the grounding device is reduced in that the sliding contact is a carbon brush that contacts the drive shaft on a mating contact that is provided on an end face of the drive shaft facing the carbon brush ,

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen elektrischen Maschine möglich.Advantageous further developments and improvements of the electrical machine specified in the main claim are possible through the measures listed in the subclaims.

Nach einem vorteilhaften ersten Ausführungsbeispiel können die Kohlebürste und der Gegenkontakt jeweils eine ebene Schleiffläche aufweisen. Auf diese Weise werden die Herstellungskosten verringert. Außerdem wird eine niederohmige Erdungseinrichtung mit geringem elektrischen Widerstand und mit einer großen Kontaktfläche an den Schleifflächen erreicht.According to an advantageous first exemplary embodiment, the carbon brush and the counter contact can each have a flat grinding surface. In this way, the manufacturing costs are reduced. In addition, a low-resistance earthing device with low electrical resistance and with a large contact area on the grinding surfaces is achieved.

Nach einem vorteilhaften zweiten Ausführungsbeispiel kann die Kohlebürste eine zu dem Gegenkontakt hin nach außen gewölbte, insbesondere kugelförmige Schleiffläche und der Gegenkontakt eine nach innen gewölbte, insbesondere hohlkugelförmige Schleiffläche aufweisen. Auch auf diese Weise wird eine niederohmige Erdungseinrichtung mit geringem elektrischen Widerstand und mit einer großen Kontaktfläche an den Schleifflächen erreicht.According to an advantageous second exemplary embodiment, the carbon brush can have a particularly spherical grinding surface that is curved outwards toward the counter contact, and the counter contact can have a grinding surface that is curved in particular, in particular a hollow sphere. In this way too, a low-resistance earthing device with low electrical resistance and with a large contact area on the grinding surfaces is achieved.

Nach einem vorteilhaften dritten Ausführungsbeispiel kann die Kohlebürste einen kugelförmigen Bürstenabschnitt und einen zylinder- oder konusförmigen Führungsabschnitt aufweisen und der Gegenkontakt eine ebene Schleiffläche zum Zusammenwirken mit dem kugelförmigen Bürstenabschnitt der Kohlebürste haben. Auf diese Weise wird eine niederohmige Erdungseinrichtung mit geringem elektrischen Widerstand und mit einer kleinen Kontaktfläche an den Schleifflächen erreicht.According to an advantageous third exemplary embodiment, the carbon brush can have a spherical brush section and a cylindrical or conical guide section and the mating contact can have a flat grinding surface for cooperation with the spherical brush section of the carbon brush. In this way, a low-resistance earthing device with low electrical resistance and with a small contact area on the grinding surfaces is achieved.

Weiterhin vorteilhaft ist, wenn im Falle des dritten Ausführungsbeispiels der Radius der hohlkugelförmigen Schleiffläche des Gegenkontaktes um den Faktor 1,2 bis 1,4 größer ist als der Radius der kugelförmigen Schleiffläche der Kohlebürste. Auf diese Weise werden riefenförmige Schleifspuren in den Schleifflächen der Erdungseinrichtung vermieden.It is also advantageous if, in the case of the third exemplary embodiment, the radius of the hollow spherical grinding surface of the counter-contact is greater by a factor of 1.2 to 1.4 than the radius of the spherical grinding surface of the carbon brush. In this way, groove-shaped grinding marks in the grinding surfaces of the earthing device are avoided.

Auch vorteilhaft ist, wenn die Kohlebürste von einer Bürstenfeder in Richtung des Gegenkontaktes gedrückt ist. Auf diese Weise ist ein guter elektrischer Kontakt der Kohlebürste zur Antriebswelle gewährleistet.It is also advantageous if the carbon brush is pressed in the direction of the counter contact by a brush spring. This ensures good electrical contact between the carbon brush and the drive shaft.

Desweiteren vorteilhaft ist, wenn die Bürstenfeder als Biegebalken bzw. Blattfeder ausgeführt ist, der eine Halteöffnung aufweist, in der die Kohlebürste befestigt, insbesondere eingeklemmt oder eingepresst, ist. Der Biegebalken kann einseitig oder beidseitig am Gehäuse der elektrischen Maschine gelagert sein. Der Biegebalken als Bürstenfeder ist besonders einfach und kostengünstig.It is also advantageous if the brush spring is designed as a bending beam or leaf spring which has a holding opening in which the carbon brush is fastened, in particular clamped or pressed in. The bending beam can be mounted on one or both sides of the housing of the electrical machine. The bending beam as a brush spring is particularly simple and inexpensive.

Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn die Kohlebürste mittels der Bürstenfeder mechanisch gehalten ist und über die Bürstenfeder elektrisch leitend mit der elektrischen Masse, insbesondere einem Gehäuse der elektrischen Maschine, verbunden ist. Auf diese Weise übernimmt die Bürstenfeder sowohl die Federfunktion als auch die elektrische Leitung. Die Erdungseinrichtung ist dadurch besonders einfach und kostengünstig.It is also advantageous if the carbon brush is held mechanically by means of the brush spring and is connected in an electrically conductive manner to the electrical ground, in particular a housing of the electrical machine, via the brush spring. In this way, the brush spring takes over both the spring function and the electrical line. The earthing device is particularly simple and inexpensive.

Vorteilhaft ist, wenn das Material der Kohlebürste Graphit, insbesondere Elektrographit, Kupfergraphit oder Silbergraphit, umfasst. Weiterhin vorteilhaft ist, wenn das Material des Gegenkontaktes Graphit, insbesondere Elektrographit, Kupfergraphit oder Silbergraphit, und/oder Metall, insbesondere Stahl, Kupfer oder eine Kupferlegierung, beispielsweise Bronze oder Messing, umfasst. Auf diese Weise wird eine besonders niederohmige Erdungseinrichtung erreicht.It is advantageous if the material of the carbon brush comprises graphite, in particular electrographite, copper graphite or silver graphite. It is also advantageous if the material of the counter contact comprises graphite, in particular electrographite, copper graphite or silver graphite, and / or metal, in particular steel, copper or a copper alloy, for example bronze or brass. A particularly low-resistance earthing device is achieved in this way.

Außerdem vorteilhaft ist, wenn das Material des Gegenkontaktes härter ausgebildet ist als das Material der Kohlebürste. Auf diese Weise ist der Verschleiß am Gegenkontakt geringer als an der Kohlebürste, so dass der Gegenkontakt eine hohe Standzeit bzw. Lebensdauer aufweist.It is also advantageous if the material of the mating contact is made harder than the material of the carbon brush. In this way, the wear on the counter contact is less than on the carbon brush, so that the counter contact has a long service life.

Vorteilhafterweise kann der Gegenkontakt durch die Stirnseite der Antriebswelle selbst oder gemäß den Ausführungsbeispielen durch ein separates, an der Stirnseite der Antriebswelle angeordnetes Element gebildet sein.The counter-contact can advantageously be formed by the end face of the drive shaft itself or, according to the exemplary embodiments, by a separate element arranged on the end face of the drive shaft.

Sehr vorteilhaft ist es, wenn der Gegenkontakt als separates Bauelement in oder an einer an der Stirnseite der Antriebswelle ausgebildeten, beispielsweise zentrischen Ausnehmung angeordnet und befestigt, insbesondere festgeklebt oder eingepresst, ist. Auf diese Weise ist der Gegenkontakt besonders gut gelagert und befestigt, so dass die auf den Gegenkontakt wirkenden Fliehkräfte bei der Rotation der Antriebswelle nicht zu einem Lösen des Gegenkontaktes führen können. It is very advantageous if the mating contact is arranged and fastened, in particular glued or pressed in, as a separate component in or on a, for example, central recess formed on the end face of the drive shaft. In this way, the mating contact is particularly well supported and fastened, so that the centrifugal forces acting on the mating contact cannot cause the mating contact to come loose when the drive shaft rotates.

Nach einer vorteilhaften vierten Ausführung ist der Gegenkontakt als eine Blechscheibe ausgebildet ist, die beispielsweise zur Ausnehmung hin gewölbt ist. Auf diese Weise wird ein besonders einfacher und kostengünstiger Gegenkontakt erzeugt.According to an advantageous fourth embodiment, the mating contact is designed as a sheet metal disk which is curved, for example, towards the recess. In this way, a particularly simple and inexpensive counter contact is generated.

Figurenlistelist of figures

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

  • 1 zeigt im Schnitt eine vereinfacht dargestellte elektrische Maschine mit einer Erdungseinrichtung zur elektrischen Erdung einer Antriebswelle der elektrischen Maschine,
  • 2 eine Teilansicht der elektrischen Maschine nach 1 mit einer Erdungseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 3 eine Teilansicht der elektrischen Maschine nach 1 mit einer Erdungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
  • 4 eine Teilansicht der elektrischen Maschine nach 1 mit einer Erdungseinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel und
  • 5 eine Teilansicht der elektrischen Maschine nach 1 mit einer Erdungseinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
Embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description.
  • 1 shows in section a simplified electrical machine with a grounding device for electrical grounding of a drive shaft of the electrical machine,
  • 2 a partial view of the electrical machine after 1 with an earthing device according to a first exemplary embodiment,
  • 3 a partial view of the electrical machine after 1 with an earthing device according to a second exemplary embodiment,
  • 4 a partial view of the electrical machine after 1 with an earthing device according to a third embodiment and
  • 5 a partial view of the electrical machine after 1 with an earthing device according to a fourth embodiment.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

1 zeigt im Schnitt eine vereinfacht dargestellte elektrische Maschine mit einer Erdungseinrichtung zur elektrischen Erdung einer Antriebswelle der elektrischen Maschine. 1 shows in section a simplified electrical machine with a grounding device for electrical grounding of a drive shaft of the electrical machine.

Die elektrische Maschine 1 umfasst eine Antriebswelle 2 und eine Erdungseinrichtung 3 zur elektrischen Erdung der Antriebswelle 2. Mittels der Erdungseinrichtung 3 können sogenannte induzierte Lagerströme von der Antriebswelle 2 auf ein geerdetes Gehäuse 4 abgeleitet werden, so dass eine Beschädigung von Lagern 5 der elektrischen Maschine 1 reduziert oder sogar vermieden werden kann. Die Beschädigungen der Lager 5 können als Verschleiß sogenanntes Elektropitting, Rillenbildung, Riffelbildung und/oder Funkenerosion umfassen.The electrical machine 1 includes a drive shaft 2 and a grounding device 3 for electrical grounding of the drive shaft 2 , By means of the earthing device 3 can so-called induced bearing currents from the drive shaft 2 on a grounded housing 4 be derived, causing damage to bearings 5 of the electrical machine 1 can be reduced or even avoided. Damage to the bearings 5 can include so-called electropitting, grooving, corrugation and / or spark erosion as wear.

Die Erdungseinrichtung 3 weist einen Schleifkontakt 6 zum Kontaktieren der Antriebswelle 2 auf. Der Schleifkontakt 6 ist mit einer elektrischen Masse, insbesondere dem geerdeten Gehäuse 4 der elektrischen Maschine 1, elektrisch leitend verbunden.The earthing device 3 has a sliding contact 6 for contacting the drive shaft 2 on. The sliding contact 6 is with an electrical ground, especially the grounded case 4 of the electrical machine 1 , electrically connected.

Die Antriebswelle 2 hat einen Rotorkörper 9, der im Zusammenwirken mit einem magnetischen Feld einer Statorwicklung 10 eines den Rotorkörper 9 umschließenden Stators 11 mit einem Drehmoment antreibbar ist.The drive shaft 2 has a rotor body 9 which in cooperation with a magnetic field of a stator winding 10 one the rotor body 9 enclosing stator 11 can be driven with a torque.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Schleifkontakt 6 eine Kohlebürste 6 ist, die die Antriebswelle 2 an einem Gegenkontakt 12 elektrisch kontaktiert, der an einer der Kohlebürste 6 zugewandten Stirnseite 2.1 der Antriebswelle 2 vorgesehen ist. Die Kohlebürste 6 des Schleifkontaktes 6 ist erfindungsgemäß aus Graphit, beispielsweise Elektrographit, Kupfergraphit oder Silbergraphit, hergestellt oder enthält zumindest Graphit, beispielsweise Elektrographit, Kupfergraphit oder Silbergraphit. Der Gegenkontakt 12 kann ebenso Graphit, insbesondere Elektrographit, Kupfergraphit oder Silbergraphit, und/oder Metall, insbesondere Stahl, Kupfer oder eine Kupferlegierung, beispielsweise Bronze oder Messing, umfassen, enthalten bzw. aus diesem Material hergestellt sein. Auf diese Weise wird eine besonders niederohmige Erdungseinrichtung erreicht. Das Material des Gegenkontaktes 12 ist beispielsweise härter ausgebildet als das Material der Kohlebürste 6.According to the invention it is provided that the sliding contact 6 a carbon brush 6 which is the drive shaft 2 on a counter contact 12 electrically contacted on one of the carbon brushes 6 facing end face 2.1 the drive shaft 2 is provided. The carbon brush 6 the sliding contact 6 is produced according to the invention from graphite, for example electrographite, copper graphite or silver graphite, or at least contains graphite, for example electrographite, copper graphite or silver graphite. The counter contact 12 can also comprise graphite, in particular electrographite, copper graphite or silver graphite, and / or metal, in particular steel, copper or a copper alloy, for example bronze or brass, or be made from this material. A particularly low-resistance earthing device is achieved in this way. The material of the counter contact 12 is, for example, harder than the material of the carbon brush 6 ,

Der Gegenkontakt 12 kann durch die Stirnseite der Antriebswelle 2 selbst und damit durch das Material der Antriebswelle 2 gebildet sein. Nach den Ausführungsbeispielen ist der Gegenkontakt 12 jedoch alternativ durch ein separates, an der Stirnseite der Antriebswelle 2 angeordnetes Element gebildet.The counter contact 12 can through the face of the drive shaft 2 itself and therefore through the material of the drive shaft 2 be educated. According to the exemplary embodiments, the counter contact is 12 however alternatively by a separate one on the front side of the drive shaft 2 arranged element formed.

Der Gegenkontakt 12 ist beispielsweise in oder an einer an der Stirnseite 2.1 der Antriebswelle 2 ausgebildeten, beispielsweise zentrisch angeordneten Ausnehmung 14 vorgesehen und befestigt, insbesondere festgeklebt oder eingepresst.The counter contact 12 is for example in or on one of the front 2.1 the drive shaft 2 trained, for example, centrally arranged recess 14 provided and fixed, in particular glued or pressed.

2 zeigt eine Teilansicht der elektrischen Maschine nach 1 mit einer Erdungseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. 2 shows a partial view of the electrical machine 1 with an earthing device according to a first embodiment.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel weisen der als Kohlebürste ausgeführte Schleifkontakt 6 und der Gegenkontakt 12 der Erdungseinrichtung 3 jeweils eine ebene Schleiffläche 6.1,12.1 auf.In the first embodiment, the sliding contact designed as a carbon brush has 6 and the counter contact 12 the earthing device 3 one flat grinding surface each 6.1 . 12.1 on.

Die Kohlebürste 6 ist beispielsweise in einer Bürstenaufnahme 15 in axialer Richtung bezüglich einer Achse der Antriebswelle 2 beweglich geführt. Die Bürstenaufnahme 15 ist mittels einer Halterung 16 an einem Gehäuseabschnitt 4.1 des Gehäuses 4 der elektrischen Maschine 1 ausgebildet oder befestigt. Die Kohlebürste 6 hat eine axiale Längserstreckung mit einem beispielsweise eckigen Querschnitt, der beispielsweise dreieckig, viereckig oder mehreckig ist. Mit anderen Worten ist die Kohlebürste 6 beispielsweise als Prisma ausgebildet. Die Bürstenaufnahme 15 ist bezüglich der Form beispielsweise korrespondierend zur Form der Kohlebürste 6 ausgeführt. Auf diese Weise wird ein Mitdrehen der Kohlebürste 6 mit der Antriebswelle 2 verhindert.The carbon brush 6 is, for example, in a brush holder 15 in the axial direction with respect to an axis of the drive shaft 2 flexibly guided. The brush holder 15 is by means of a bracket 16 on a housing section 4.1 of the housing 4 of the electrical machine 1 trained or attached. The carbon brush 6 has an axial longitudinal extension with, for example, an angular cross section, which is, for example, triangular, quadrangular or polygonal. In other words, the carbon brush 6 formed for example as a prism. The brush holder 15 the shape corresponds, for example, to the shape of the carbon brush 6 executed. In this way, the carbon brush also turns 6 with the drive shaft 2 prevented.

Der Gehäuseabschnitt 4.1 kann beispielsweise ein Lagerschild der elektrischen Maschine sein. Die Kohlebürste 6 wird beispielsweise von einer Bürstenfeder 17 in Richtung des Gegenkontaktes 12 gedrückt. Die Bürstenfeder 17 ist beispielsweise eine Schraubenfeder, die sich mit einem Ende an der Bürstenaufnahme 15 oder an der Halterung 16 abstützt und die Kohlebürste 6 mit dem anderen Ende in Richtung des Gegenkontaktes 12 drückt. Der Schleifkontakt 6 ist beim ersten Ausführungsbeispiel über die Bürstenfeder 17 und/oder die Bürstenaufnahme 15 und die Halterung 16 mit dem geerdeten Gehäuse 4 elektrisch verbunden, so dass induzierte Lagerströme von der Antriebswelle 2 über den Gegenkontakt 12, den Schleifkontakt 6, die Bürstenfeder 17, die Bürstenaufnahme 15 und die Halterung 16 auf das Gehäuse 4,4.1 abgeleitet werden können.The housing section 4.1 can for example be a bearing plate of the electrical machine. The carbon brush 6 is, for example, from a brush spring 17 towards the counter contact 12 pressed. The brush spring 17 is, for example, a coil spring with one end on the brush holder 15 or on the bracket 16 supports and the carbon brush 6 with the other end towards the counter contact 12 suppressed. The sliding contact 6 is in the first embodiment via the brush spring 17 and / or the brush holder 15 and the bracket 16 with the grounded housing 4 electrically connected so that induced bearing currents from the drive shaft 2 via the counter contact 12 , the sliding contact 6 who have favourited Brush Feather 17 who have favourited Brush Pickup 15 and the bracket 16 on the housing 4 . 4.1 can be derived.

3 zeigt eine Teilansicht der elektrischen Maschine nach 1 mit einer Erdungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. 3 shows a partial view of the electrical machine 1 with an earthing device according to a second embodiment.

Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass der als Kohlebürste ausgeführte Schleifkontakt 6 eine zu dem Gegenkontakt 12 hin nach außen gewölbte, insbesondere kugelförmige Schleiffläche 6.1 und der Gegenkontakt 12 eine nach innen gewölbte, insbesondere hohlkugelförmige Schleiffläche 12.1, hat. Der Radius der hohlkugelförmigen Schleiffläche 12.1 des Gegenkontaktes 12 ist beispielsweise um den Faktor 1,2 bis 1,4 größer als der Radius der kugelförmigen Schleiffläche 6.1 der Kohlebürste 6. Weiterhin unterscheidet sich das zweite Ausführungsbeispiel gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass die Halterung 16 entfällt und die Bürstenfeder 17 als Biegebalken oder Blattfeder ausgeführt ist, der bzw. die eine Halteöffnung 18 aufweist, in der die Kohlebürste 6 mit einem Zapfenabschnitt 19 befestigt, insbesondere eingeklemmt oder eingepresst, ist. Der Biegebalken bzw. die Blattfeder 17 ist beispielsweise blechstreifenförmig ausgebildet ist und kann Versteifungen, wie beispielsweise Sicken, Rippen oder Abwinklungen haben. Der Biegebalken bzw. die Blattfeder 17 ist nach dem zweiten Ausführungsbeispiel einseitig am Gehäuse 4,4.1 der elektrischen Maschine 1 befestigt, kann alternativ aber auch beidseitig am Gehäuse 4,4.1 gelagert sein. Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist die Bürstenfeder 17 unmittelbar am geerdeten Gehäuse 4,4.1 befestigt, so dass induzierte Lagerströme von der Antriebswelle 2 über den Gegenkontakt 12, den Schleifkontakt 6 und die Bürstenfeder 17 auf das geerdete Gehäuse 4,4.1 abgeleitet werden können.The second exemplary embodiment differs from the first exemplary embodiment in that the sliding contact designed as a carbon brush 6 one to the counter contact 12 curved outward, in particular spherical, grinding surface 6.1 and the counter contact 12 an inwardly curved, in particular hollow spherical grinding surface 12.1 , Has. The radius of the hollow spherical grinding surface 12.1 of the counter contact 12 is for example larger by a factor of 1.2 to 1.4 than the radius of the spherical grinding surface 6.1 the carbon brush 6 , Furthermore, the second exemplary embodiment differs from the first exemplary embodiment in that the holder 16 omitted and the brush spring 17 is designed as a bending beam or leaf spring, the one or the holding opening 18 in which the carbon brush 6 with a pin section 19 attached, in particular clamped or pressed, is. The bending beam or the leaf spring 17 is, for example, in the form of a sheet-metal strip and can have stiffeners, such as beads, ribs or bends. The bending beam or the leaf spring 17 is on one side of the housing according to the second embodiment 4 . 4.1 of the electrical machine 1 attached, but can alternatively also on both sides of the housing 4 . 4.1 be stored. In the second embodiment, the brush spring 17 directly on the grounded housing 4 . 4.1 attached so that induced bearing currents from the drive shaft 2 via the counter contact 12 , the sliding contact 6 and the brush spring 17 on the grounded case 4 . 4.1 can be derived.

4 zeigt eine Teilansicht der elektrischen Maschine nach 1 mit einer Erdungseinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. 4 shows a partial view of the electrical machine 1 with an earthing device according to a third embodiment.

Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel nach 2 darin, dass die Kohlebürste 6 anstatt des Prismas einen am Gegenkontakt 12 schleifenden kugelförmigen Bürstenabschnitt 6.2 und einen an der Bürstenfeder 17 gehaltenen zylinder- oder konusförmigen Halteabschnitt 6.3 aufweist. Der Halteabschnitt 6.3 der Kohlebürste 6 ragt in die als Schraubenfeder ausgeführte Bürstenfeder 17 hinein, so dass der Halteabschnitt 6.3 von mehreren Windungen der Bürstenfeder 17 umschlungen und dadurch gehalten ist.The third embodiment differs from the first embodiment 2 in that the carbon brush 6 instead of the prism one on the counter contact 12 abrasive spherical brush section 6.2 and one on the brush spring 17 held cylindrical or conical holding section 6.3 having. The holding section 6.3 the carbon brush 6 protrudes into the brush spring designed as a coil spring 17 into it so that the holding section 6.3 of several turns of the brush spring 17 entwined and held by it.

Der Gegenkontakt 12 ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel eine ebene Schleiffläche.The counter contact 12 is a flat grinding surface as in the first embodiment.

5 zeigt eine Teilansicht der elektrischen Maschine nach 1 mit einer Erdungseinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. 5 shows a partial view of the electrical machine 1 with an earthing device according to a fourth embodiment.

Der Gegenkontakt 12 ist beim vierten Ausführungsbeispiel als eine Blechscheibe ausgebildet ist, die beispielsweise zur Ausnehmung 14 hin gewölbt ist. Die Blechscheibe 12 kann beispielsweise in die Ausnehmung 14 eingepresst oder auf andere Weise in oder an der Ausnehmung 14 befestigt sein. Die Kohlebürste 6 wird von der Bürstenfeder 17 an die Blechscheibe 12 gedrückt und weist beispielsweise eine nach außen gewölbte, insbesondere kugelförmige Schleiffläche 6.1 auf. Die Blechscheibe 12 kann aus den zuvor für den Gegenkontakt 12 genannten Materialien bestehen bzw. diese aufweisen, beispielsweise Walzblech, Kupfer oder Messing.The counter contact 12 is formed in the fourth embodiment as a sheet metal disc, for example for the recess 14 is arched. The sheet metal disc 12 can, for example, in the recess 14 pressed or otherwise in or on the recess 14 be attached. The carbon brush 6 is from the brush spring 17 to the sheet metal disc 12 pressed and has, for example, an outwardly curved, in particular spherical, grinding surface 6.1 on. The sheet metal disc 12 can from the previously for the counter contact 12 mentioned materials exist or have them, for example rolled sheet, copper or brass.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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Claims (13)

Elektrische Maschine (1) mit einer Antriebswelle (2) und einer Erdungseinrichtung (3) zur elektrischen Erdung der Antriebswelle (2), wobei die Erdungseinrichtung (3) einen Schleifkontakt (6) zum Kontaktieren der Antriebswelle (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifkontakt (6) eine Kohlebürste ist, die die Antriebswelle (2) an einem Gegenkontakt (12) kontaktiert, der an einer der Kohlebürste (6) zugewandten Stirnseite der Antriebswelle (2) vorgesehen ist.Electrical machine (1) with a drive shaft (2) and a grounding device (3) for electrically grounding the drive shaft (2), the grounding device (3) having a sliding contact (6) for contacting the drive shaft (2), characterized in that the sliding contact (6) is a carbon brush which contacts the drive shaft (2) on a counter contact (12) which is provided on an end face of the drive shaft (2) facing the carbon brush (6). Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlebürste (6) und der Gegenkontakt (12) jeweils eine ebene Schleiffläche aufweisen.Electrical machine after Claim 1 , characterized in that the carbon brush (6) and the counter contact (12) each have a flat grinding surface. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlebürste (6) eine zu dem Gegenkontakt (12) hin nach außen gewölbte, insbesondere kugelförmige Schleiffläche (6.1) und der Gegenkontakt (12) eine nach innen gewölbte, insbesondere hohlkugelförmige Schleiffläche (12.1) aufweist.Electrical machine after Claim 1 , characterized in that the carbon brush (6) has a, in particular spherical, grinding surface (6.1) curved outwards towards the counter contact (12), and the counter contact (12) has an inward, in particular hollow, spherical grinding surface (12.1). Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlebürste (6) einen kugelförmigen Bürstenabschnitt (6.2) und einen zylinder- oder konusförmigen Führungsabschnitt (6.3) aufweist und dass der Gegenkontakt (12) eine ebene Schleiffläche (12.1) zum Zusammenwirken mit dem kugelförmigen Bürstenabschnitt (6.2) der Kohlebürste aufweist.Electrical machine after Claim 1 , characterized in that the carbon brush (6) has a spherical brush section (6.2) and a cylindrical or conical guide section (6.3) and that the counter-contact (12) has a flat grinding surface (12.1) for cooperation with the spherical brush section (6.2) Has carbon brush. Elektrische Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius der hohlkugelförmigen Schleiffläche (12.1) des Gegenkontaktes (12) um den Faktor 1,2 bis 1,4 größer ist als der Radius der kugelförmigen Schleiffläche (6.1) der Kohlebürste (6).Electrical machine after Claim 3 , characterized in that the radius of the hollow spherical grinding surface (12.1) of the counter-contact (12) is larger by a factor of 1.2 to 1.4 than the radius of the spherical grinding surface (6.1) of the carbon brush (6). Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlebürste (6) von einer Bürstenfeder (17) in Richtung des Gegenkontaktes (12) gedrückt ist.Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the carbon brush (6) is pressed in the direction of the mating contact (12) by a brush spring (17). Elektrische Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenfeder (17) als Biegebalken ausgeführt ist, der eine Halteöffnung (18) aufweist, in der die Kohlebürste (6) befestigt, insbesondere eingeklemmt oder eingepresst, ist.Electrical machine after Claim 6 , characterized in that the brush spring (17) is designed as a bending beam which has a holding opening (18) in which the carbon brush (6) is fastened, in particular clamped or pressed in. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlebürste (6) mittels der Bürstenfeder (17) mechanisch gehalten ist und über die Bürstenfeder (17) elektrisch leitend mit der elektrischen Masse, insbesondere einem Gehäuse (4) der elektrischen Maschine (1), verbunden ist.Electrical machine according to one of the Claims 6 or 7 , characterized in that the carbon brush (6) is held mechanically by means of the brush spring (17) and is connected in an electrically conductive manner to the electrical ground, in particular a housing (4) of the electrical machine (1) via the brush spring (17). Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Kohlebürste (6) Graphit, insbesondere Elektrographit, Kupfergraphit oder Silbergraphit, umfasst und/oder das Material des Gegenkontaktes (12) Graphit, insbesondere Elektrographit, Kupfergraphit oder Silbergraphit, und/oder Metall, insbesondere Stahl, Kupfer oder eine Kupferknetlegierung, umfasst.Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the material of the carbon brush (6) comprises graphite, in particular electrographite, copper graphite or silver graphite, and / or the material of the mating contact (12) graphite, in particular electrographite, copper graphite or silver graphite, and / or metal, in particular steel, copper or a wrought copper alloy. Elektrische Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Gegenkontaktes (12) härter ausgebildet ist als das Material der Kohlebürste (6).Electrical machine after Claim 9 , characterized in that the material of the mating contact (12) is made harder than the material of the carbon brush (6). Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenkontakt (12) durch die Stirnseite der Antriebswelle (2) oder durch ein separates, an der Stirnseite der Antriebswelle (2) angeordnetes Element gebildet ist.Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the counter-contact (12) is formed by the end face of the drive shaft (2) or by a separate element arranged on the end face of the drive shaft (2). Elektrische Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenkontakt (12) als separates Element in oder an einer an der Stirnseite (2.1) der Antriebswelle (2) ausgebildeten Ausnehmung (14) angeordnet und befestigt, insbesondere festgeklebt oder eingepresst, ist.Electrical machine after Claim 11 , characterized in that the mating contact (12) is arranged and fastened, in particular glued or pressed in, as a separate element in or on a recess (14) formed on the end face (2.1) of the drive shaft (2). Elektrische Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenkontakt (12) als eine Blechscheibe ausgebildet ist, die insbesondere zur Ausnehmung (14) hin gewölbt ist.Electrical machine after Claim 12 , characterized in that the counter-contact (12) is designed as a sheet metal disk which is curved in particular towards the recess (14).
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