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Die Erfindung betrifft eine Elektromaschine, insbesondere eine fremderregte Synchronmaschine.
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Elektromaschinen sind in unterschiedlichen Bauformen bekannt. Bei diversen Maschinentypen ist es erforderlich, ein rotierendes Bauteil, insbesondere einen Rotor respektive eine Rotorwelle zu kontaktieren, um einzelnen Leiterwicklungen Strom zum Aufbau eines Magnetfelds zuzuführen, oder um beispielsweise Messsignale von einem solchen rotierenden Bauteil abzugreifen. Ein Beispiel einer solchen Elektromaschine ist eine fremderregte Synchronmaschine. Diese weist einen Rotor mit einer Rotorwelle auf, an der wenigstens ein, üblicherweise jedoch mehrere, der Anzahl an einzelnen Phasen entsprechende Schleifringe vorgesehen sind, die mit einzelnen Spulenwicklungen gekoppelt sind, über die, wenn die Wicklungen bestromt werden, ein Erregermagnetfeld aufgebaut wird. Um den Strom den einzelnen Wicklungen zuführen zu können, ist dem respektive jedem Schleifring ein elektrisch leitendes Kontaktelement, üblicherweise in Form einer Kohlebürste, zugeordnet, welches Kontaktelement respektive welche Kohlebürste gehäuse- bzw. positionsfest ist, während die Rotorwelle und damit der zugeordnete Schleifring natürlich rotiert. Das Kontaktelement respektive die Kohlebürste ist üblicherweise in einem Gehäuse in einer dort ausgebildeten, kanalartigen Führung aufgenommen und wird radial respektive im Wesentlichen radial gegen den Schleifring gedrückt. Hierüber wird ein elektrische Gleitkontakt gebildet. Durch fertigungs- und montagebedingte Toleranzen sowie Verschleiß über die Lebensdauer entsteht mitunter ein geringfügig unrunder Lauf der Schleifringoberfläche. Da das Kontaktelement respektive die Kohlebürste sowie das sie anfedernde Federelement aufgrund der Masse- und Steifigkeitseigenschaften ein schwingfähiges System bilden, kommt es im Betrieb mitunter dazu, dass das Kontaktelement zur Vibrationen angeregt wird, die zu einer Bewegung des Kontaktelements in der Führung führen. Bei einer geringen Anregung, beispielsweise bei niedrigeren Drehzahlen, kann durch die Anfederung des Kontaktelements über das Federelement ein Abheben des Kontaktelement vom Schleifring oder ein Verkippen des Kontaktelements innerhalb der Führung noch vermieden werden. Bei starker Anregung jedoch kommt es mitunter zu einem Abheben des Kontaktelements vom Schleifring und/oder zu einem Verkippen des Kontaktelements in der Führung, das heißt, dass Kontaktelement taumelt innerhalb der Führung. Dies führt dazu, dass bei einem Abheben der elektrische Gleitkontakt unterbrochen bzw. bei einem Verkippen die stromübertragende Fläche reduziert wird, woraus eine Reihe von Probleme entstehen können. Bei einem Abheben kann kein, bei einem Verkippen nicht der benötigte Erregerstrom übertragen werden, sodass demzufolge das Erregermagnetfeld temporär nicht in der geforderten Weise aufgebaut werden kann. Mitunter kann es zu einer Lichtbogenbildung kommen, wie natürlich auch ein erhöhter Verschleiß seitens des Kontaktelements als auch des Schleifrings beim Auftreten dieser Effekte zu beobachten ist.
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Um eine solche Relativbewegung respektive Taumelbewegung des Kontaktelements weitestgehend zu unterbinden, ist es aus
DE 10 2011 085 997 A1 bekannt, das Kontaktelement zusätzlich zur axialen Verspannung innerhalb der Führung, die zum radialen Anfedern an den Schleifring führt, auch seitlich in der Führung zu verspannen, also gegen eine Führungswand zu spannen. Dies führt zu einer spielfreien Führung des Kontaktelements in der Führung. In
DE 10 2011 085 997 A1 wird hierzu eine Spiralfeder verwendet, die mit einem Ende von oben auf das Kontaktelement drückt, dieses also axial in der Führung und damit radial gegen den Schleifring anfedert. Das andere Ende der Spiralfeder ist mit einem Schwenkarm verbunden, der um eine Schwenkachse verschwenkbar ist, und der über dieses eine Federelement angefedert ist, sodass er in Richtung der Seitenfläche des Kontaktelements gespannt wird. Am Ende des Schwenkarms ist eine Rolle angeordnet, die über den Schwenkarm und damit über das eine gemeinsame Federelement gegen das Kontaktelement, dort eine Kohlebürste, seitlich angefedert ist und das Kontaktelement gegen die gegenüberliegende Führungswandung spannt.
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Der Aufbau dieser bekannten Kontaktelementanordnung respektive dieses bekannten Kohlebürstenhalters ist sehr komplex. Den zum einen ist ein sehr spezielles Federelement, nämlich die Spiralfeder, zu verwenden, die in ihren Federeigenschaften sehr spezifisch auszulegen ist. Die Spiralfeder muss zum einen so ausgelegt werden, dass eine definierte, jedoch weder zu geringe noch zu große axiale Verspannung zum radialen Anfedern gegen den Schleifring ausgeübt wird. Zum anderen ist sie so auszulegen, dass gleichzeitig der Schwenkarm und damit die Rolle definiert, jedoch weder zu schwach noch zu stark gegen die Seite der Kohlebürste angefedert wird. Ist die axiale Verspannung zu schwach, so neigt die Anordnung verstärkt zu einem Schwingen, da der Anpressdruck eben zu gering ist. Ist der axiale Anpressdruck zu stark, ist der Verschleiß zu groß. Ist der seitliche Anpressdruck zu niedrig, so erfüllt diese seitliche Verspannung ihren Zweck nicht, da es nach wie vor bei stärkere Anregung zu einem Verkippen respektive Taumel kommen kann. Ist der Anpressdruck zu groß, so ist die Flächenpressung des Kontaktelements gegen die Führungswand zu groß, sodass es zu einer verstärkten Reibung und gegebenenfalls zu einer unzulänglichen axialen Verspannung respektive Nachführung kommt. Darüber hinaus ist ein spezifisch geformte Schwenkarm zu verwenden, der einerseits schwenkbar an einem Gehäusebauteil zu lagern ist, wozu eine entsprechende Lagerachse vorgesehen ist, und der andererseits mit dem Ende der Spiralfeder zu verbinden ist. Darüber hinaus muss am Schwenkarm eine Lageachse vorgesehen werden, an der wiederum der Rolle fixiert ist.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Elektromaschine anzugeben, die demgegenüber verbessert ist.
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Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß eine Elektromaschine, insbesondere eine fremderregte Synchronmaschine, vorgesehen, umfassend eine Rotorwelle mit wenigstens einem Schleifring und wenigstens ein am Schleifring anliegendes, elektrisch leitendes Kontaktelement, insbesondere eine Kohlebürste, das in einer in einem Gehäuse ausgebildeten, radial zur Rotorwelle verlaufenden, kanalartigen Führung aufgenommen ist und mittels eines Federelements radial gegen den Schleifring gespannt ist, wobei eine über ein weiteres Federelement seitlich gegen das Kontaktelement gespannte Rolle vorgesehen ist, über die das Kontaktelement gegen eine Wand der Führung gespannt ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Elektromaschine sind zwei separate Federelemente vorgesehen, die unterschiedlichen Zwecken dienen. Ihnen ist gemein, dass sie jeweils der Anfederung des Kontaktelements, also insbesondere der Kohlebürste, dienen, jedoch in unterschiedliche Richtungen. Das erste Federelement dient dem axialen Verspannen innerhalb der länglichen Führung, also des Kontaktelementkanals, über welche Verspannung das Kontaktelement radial gegen den Schleifring gespannt wird. Das zweite Federelement dient zum Verspannen einer Rolle gegen die Seitenfläche des Kontaktelements, um dieses gegen die Führungswand zu verspannen. Die Verspannrichtungen sind also orthogonal zueinander, jede Verspannung dient einem unterschiedlichen Zweck. Der Umstand, dass zwei separate Federelemente verwendet werden, ermöglicht es vorteilhaft, spezifische Federelemente zu verwenden respektive die Federelemente in ihren Federeigenschaften derart auszulegen oder zu wählen, dass sie ihre Verspannaufgabe optimal erfüllen können. Den zum axialen Verspannen kann ein optimiertes Federelement gewählt werden, das definiert und exakt den Anpressdruck erzeugt, mit dem das Kontaktelement idealerweise gegen den Schleifring angefedert ist. Es wird so gewählt, dass der resultierende Anpressdruck weder zu niedrig noch zu hoch ist, sondern in einem optimalen Druckintervall liegt. In gleicher Weise kann auch das weitere Federelement optimiert gewählt werden, derart, dass sich auch hier ein optimal Anpressdruck respektive eine optimale Flächenpressung des Kontaktelements gegen die Führungswand ergibt. Auch hier liegt der resultierende Anpressdruck respektive die Flächenpressung in einem definierten Intervall, sodass wiederum sichergestellt werden kann, dass die Anpressdruck weder zu niedrig noch zu hoch ist und es demzufolge weder zu einer zu geringen noch zu einer zu hohen Reibung zwischen Kontaktelement und Führungswandung kommt. Die Verwendung separater Federelemente ermöglicht demzufolge eine optimale Auslegung der einzelnen individuellen Verspannungen. Darüber hinaus bietet die erfindungsgemäße Lösung auch die Möglichkeit, statt einer komplex ausgeführten und ausgelegten Spiralfeder einfach ausgeführte Federelemente zu verwenden, da diese eher lediglich eine Spannaufgabe erfüllen müssen, respektive die Vorspannung in nur einer definierten Richtung erzeugen müssen.
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Das weitere Federelement zur seitlichen Anfederung der Rolle ist zweckmäßigerweise eine mit der Rolle gekoppelte Schraubenfeder, die eine axiale Spannkraft auf die Rolle ausübt. Das heißt, dass die Schraubenfeder quasi mit ihrer Längsachse orthogonal zur Fläche des Kontaktelements und damit zur Wandfläche angeordnet ist und die Rolle orthogonal gegen das Kontaktelement anfedert. Eine solche Schraubenfeder ist einerseits hinreichend klein, andererseits aber auch ein sehr einfaches Federelement, das exakt in seinen Federeigenschaften ausgelegt werden kann, um einen optimalen Anpressdruck zu erzeugen.
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Die Rolle selbst ist zweckmäßigerweise an einem Rollerhalter angeordnet, der eine Halterplatte aufweist, an der die Schraubenfeder angreift. Über diese Halterplatte wird eine hinreichende große Auflage- respektive Anbindungsfläche zur Verfügung gestellt, an der das Federelement respektive die Schraubenfeder angreift respektive aufliegt. An dieser Halterplatte kann ein bevorzugt runder Vorsprung vorgesehen sein, auf den die Schraubenfeder aufgeklemmt ist, sodass sie sicher an der Halteplatte fixiert ist. Das gegenüberliegende Ende der Schraubenfeder ist an einer geeigneten Widerlagefläche abgestützt, wobei auch an dieser ein entsprechender, vorzugsweise runder Vorsprung ausgebildet sein kann, auf den die Schraubenfeder aufgeklemmt ist.
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Wie beschrieben ist die Rolle an einem Rollenhalter drehgelagert. Hierzu weist der Rollenhalter gemäß einer Weiterbildung der Erfindung zwei an der Halterplatte angebundene Arme auf, an denen eine Rollenachse angeordnet ist, auf der die Rolle gelagert ist. Der Rollenhalter weist also neben der Halteplatte die beiden Arme auf, die die Rollenachse, also einen einfachen Achsbolzen, tragen, auf der die Rolle läuft. Hierüber ist eine einfache, gleichermaßen aber auch stabile Ausgestaltung des Rollenhalters und insbesondere auch der Rollenlagerung gewährleistet.
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Die beiden Arme durchgreifen bevorzugt eine Gehäusewand, die einen die Schraubenfeder aufnehmenden Raum von einem die Rolle aufnehmenden Raum trennt, wobei in der Gehäusewand wenigstens eine Wanddurchbrechung vorgesehen ist, durch die die Arme greifen. Über diese Wand ist eine entsprechende räumliche Trennung des Federraums und des Rollenraums, der natürlich zur Führung respektive zum Kanal, in dem das Kontaktelement angeordnet ist, offen ist, gegeben. Hierüber ist sichergestellt, dass die Schraubenfeder einerseits vor etwaiger Verschmutzung durch einen Abrieb des Kontaktelements, also beispielsweise der Kohlebürste, geschützt ist. Zum anderen erfolgt über diesen Wanddurchgriff auch eine Führung der beiden Arme, sodass ein seitliches Ausweichen und ein Ausweichen nach oben verhindert wird. Das heißt, dass die Wanddurchbrechung so dimensioniert ist, dass die beiden Arme nur mit geringem seitlichem und vertikalem Spiel aufgenommen ist.
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Wie beschrieben handelt es sich bei der weiteren Federelement bevorzugt um eine Schraubenfeder. Demgegenüber ist das erste Federelement bevorzugt eine Rollbandfeder, die mit einem Ende am Gehäuse festgelegt ist und mit dem anderen, gerollten Ende von oben auf das Kontaktelement drückt. Mit einer solchen, einfach ausgestalteten, länglichen Rollbandfeder kann wiederum auf sehr genaue Weise der Anpressdruck eingestellt werden. Die Rollbandfeder drückt mit ihrem gerollten Ende von oben auf das Kontaktelement, wobei am Kontaktelement gegebenenfalls eine leichte Mulde, also eine der Geometrie des gerollten Endes zumindest teilweise angepasste Auflage vorgesehen ist, sodass auch ein gewisses, formschlüssiges Fixieren in diesem Bereich gegeben ist. Das andere Ende der Rollbandfeder ist am Gehäuse befestigt, wo es beispielsweise in einer Rastaufnahme eingerastet ist oder Ähnliches.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass in einer die Führung begrenzenden Gehäusewand eine Nut vorgesehen ist, in der ein länglicher Abschnitt der Rollbandfeder, der sich von dem am Gehäuse festgelegten Ende zum gerollten Ende erstreckt, aufgenommen ist. Die Rollbandfeder ist demzufolge ein längliches Bauteil. An den gerollten Kopf, also das gerollte Ende, schließt sich ein länglicher, linearer Federabschnitt an, der in der Montagestellung letztlich parallel zum Kontaktelement verläuft. Das untere Ende ist wie beschrieben in geeigneter Weise am Gehäuse festgelegt. Bevorzugt ist dabei die Rollbandfeder so angeordnet, dass der längliche Abschnitt parallel zu der Seite des Kontaktelements, die gegen die Gehäusewand gedrückt wird, verläuft. Um zu vermeiden, dass hierbei das Kontaktelement gegen die Feder respektive den Abschnitt gedrückt wird, ist an dieser Gehäusewand eine längslaufende Nut ausgebildet, in der der längliche Abschnitt der Rollbandfeder aufgenommen ist. Dieser ist also quasi in der Gehäusewand versenkt aufgenommen.
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Neben der Elektromaschine selbst betrifft die Erfindung ferner einen Kontaktelementhalter zur Aufnahme eines elektrisch leitenden Kontaktelements für eine Elektromaschine, insbesondere eine fremderregte Synchronmaschine, wie vorstehend beschrieben. Der erfindungsgemäße Kontaktelementhalter umfasst ein Gehäuse mit einer kanalartigen Führung sowie ein Federelement zum Verspannen des in der Führung aufgenommenen Kontaktelements in der Längsachse der Führung, sowie eine Rolle und ein weiteres Federelement zum Verspannen der Rolle seitlich gegen das Kontaktelement derart, dass das Kontaktelement gegen eine Wand der Führung gespannt ist.
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Der Kontaktelementhalter, der gegebenenfalls auch bereits mit dem Kontaktelement, also beispielsweise der Kohlebürste, bestückt ist, ist demzufolge ein separates Bauteil, das in einer geeigneten Aufnahme eines Maschinengehäuses fixiert wird. Diese Aufnahme befindet sich natürlich an einer Position, die benachbart zu dem rotierenden Bauteil, also insbesondere der Rotorwelle mit ihren Schleifringen, liegt, sodass der Kontaktelementhalter in unmittelbarer Nähe zur Kontaktstelle positioniert werden kann. Der Kontaktelementhalter kann in der Aufnahme beispielsweise verschraubt oder über eine Rastverbindung fixiert sein. Die Verbindung ist in jedem Fall so, dass das Gehäuse des Kontaktelementhalters unbeweglich fixiert ist, sodass aus der Befestigung heraus keinerlei Relativbewegung möglich ist.
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Der erfindungsgemäße Kontaktelementhalter weist wie beschrieben ein eigenes Gehäuse auf. Bei der vorstehend beschriebenen Elektromaschine kann entweder ein solcher, ein eigenes Gehäuse aufweisender Kontaktelementhalter verwendet werden. Denkbar ist es dort aber auch, dass im Maschinengehäuse oder einem geeigneten Gehäusebauteil selbst eine entsprechende geometrische Ausgestaltung mit Führung, Aufnahmeraum etc. zur direkten Anordnung der einzelnen Elemente, nämlich des Kontaktelements sowie der beiden Federelemente vorgesehen ist.
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Der erfindungsgemäße, sein eigenes Gehäuse aufweisende Kontaktelementhalter ist zweckmäßigerweise mit einem weiteren Federelement in Form einer mit der Rolle gekoppelten Schraubenfeder versehen, die eine axiale Spannkraft auf die Rolle ausübt. Dabei ist die Rolle bevorzugt an einem Rollenhalter angeordnet, der eine Halterplatte aufweist, an der die Schraubenfeder angreift, und an dem sie bevorzugt über eine Presspassung an einem geeigneten Haltevorsprung fixiert ist. Das gegenüberliegende Ende der Schraubenfeder ist an einer geeigneten Gehäusewandung des Kontaktelementhalters abgestützt respektive auch dort bevorzugt an einem Haltevorsprung aufgepresst.
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Der Rollenhalter selbst weist zweckmäßigerweise zwei an der Halterplatte angebundene Arme auf, an denen die Rollenachse angeordnet ist, auf welcher die Rolle gelagert ist. Die beiden Arme durchgreifen dabei bevorzugt eine Gehäusewand, die einen die Schraubenfeder aufnehmenden Raum des Gehäuses von einem die Rolle aufnehmenden Raum des Gehäuses trennt, wobei in dieser Wand wenigstens eine Wanddurchbrechung, die von den Armen durchgriffen, vorgesehen ist. Die beiden Räume sind also am Gehäuse des Kontaktelementhalters ausgebildet, ebenso wie die kanalartige Führung, zu welcher der die Rolle enthaltende Raum hin natürlich offen ist.
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Das die Rolle radial verspannende Federelement ist bevorzugt eine Rollbandfeder, die mit einem Ende am Gehäuse festgelegt ist und mit dem gerollten Ende auf das Kontaktelement drückt. Am Gehäuse ist demzufolge eine geeignete Befestigungsgeometrie vorgesehen, beispielsweise ein Einsteck- oder Klemmschlitz, ein Rastabschnitt oder Ähnliches, wo die Rollbandfeder endseitig fest fixiert werden kann. Das gerollte Ende drückt von oben auf das Kontaktelement, das gegebenenfalls eine Aufnahmemulde für den runden Federkopf aufweist.
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Zweckmäßigerweise ist ferner in einer die Führung begrenzenden Gehäusewand eine Nut vorgesehen, in der ein länglicher Abschnitt der Rollbandfeder, der sich von dem am Gehäuse festgelegten Ende zum gerollten Ende erstreckt, aufgenommen ist.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Elektromaschine mit einer Kontaktelementanordnung in einer Seitenansicht,
- 2 die Anordnung aus 2 in einer Querschnittsansicht entlang der Linie II - II, und
- 3 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktelementhalters.
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1 zeigt eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Elektromaschine 1, mit einem Gehäuse 2, in dem eine Kontaktelementanordnung 3 vorgesehen ist, die einen elektrischen Kontakt zu einem Schleifring 4 einer Rotorwelle 5 liefert. An der Rotorwelle 5 sind, beispielsweise bei einer fremderregten Synchronmaschine, üblicherweise mehrere, zumeist drei Schleifringe vorgesehen, die unterschiedlichen Phasen zugeordnet sind und wiederum mit unterschiedlichen Leiterwicklungen zur Erzeugung des Erregermagnetfelds gekoppelt sind.
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Die Kontaktelementanordnung 3 weist zum einen ein Kontaktelement 6 vorzugsweise in Form einer Kohlebürste auf. Es handelt sich hierbei um ein längliches Kontaktelement 6 mit rechteckigem Querschnitt, das an seiner Unterseite eine muldenförmige Geometrie 7 aufweist, entsprechend der Geometrie des im Betrieb rotierenden Schleifrings 4, auf den das Kontaktelement 6 aufgepresst wird. Das Kontaktelement 6 ist in einer Führung 8 aufgenommen, die im Gehäuse 2 ausgebildet ist. Die Führung 8 ist kanalartig, sie ist nach oben offen, sodass das Kontaktelement 6 respektive die Kohlebürste von oben zugeführt werden kann. Über eine Verbindungsleitung 9, üblicherweise eine Kupferlitze, ist das Kontaktelement 6 mit einem abgehenden elektrischen Kontakt versehen, der mit einer Stromquelle verbunden ist.
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Vorgesehen ist ein erstes Federelement 10 in Form einer Rollbandfeder 11. Diese weist ein gerolltes Ende 12 auf, das einen Federkopf bildet, der auf der Oberseite 13 des Kontaktelements 6 aufsitzt. An dieses gerollte Ende 12 schließt sich ein länglicher, linearer Abschnitt 14 an, der quasi parallel zu einer Seitenfläche 15 des Kontaktelements verläuft und in ein zweites Ende 16 übergeht, das am Gehäuse 2 in einer geeigneten Rast-, Klemm- oder Formschlussaufnahme 17 aufgenommen ist, worüber die Rollbandfeder 11 fixiert ist. Der längliche Abschnitt 14 ist in einer Nut 18, die an der Gehäusewand 19, die die Führung 8 begrenzt, und die der Seite 15 des Kontaktelements 6 gegenüberliegt, aufgenommen, ist also bezüglich der Führungswandfläche versenkt angeordnet, wie insbesondere 2 zeigt. Über das erste Federelement 10 wird das Kontaktelement 6 in der Führung 8 axial angefedert, wie durch den Pfeil P1 gezeigt, und, siehe 1, radial gegen den Schleifring vorgespannt.
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Vorgesehen ist des Weiteren ein zweites Federelement 20 in Form einer Schraubenfeder 21, die dazu dient, eine Rolle 22 von der Seite her anzufedern, sodass die Seitenwand 15 gegen die Führungswand 19 gedrückt wird, wie 2 zeigt. Die Rolle 22 drückt also gegen die Seitenwand 23 des Kontaktelements 6 und drückt dieses damit gegen die Führungswand 19. Die Verspannrichtung ist demzufolge orthogonal zur über das erste Federelement 10 erwirkten Verspannrichtung.
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Im Gehäuse 2 ist ein Aufnahmeraum 24 vorgesehen, in dem die Schraubenfeder 21 aufgenommen ist. Diese ist mit ihrem in 1 links gezeigten Ende an einem ersten Haltevorsprung 25 an einer Wand 26 des Aufnahmeraums 24 fixiert, bevorzugt aufgeklemmt. Das andere Ende der Schraubenfeder 21 liegt an einer Halterplatte 27 eines Rollenhalters 28 an bzw. ist auch dort auf einem Haltevorsprung 29 fixiert, vorzugsweise verklemmt.
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An den Halterabschnitt 27 schließen sich zwei Arme 30 an, die eine Gehäusewand 31, die den Aufnahmeraum 24 von einem Rollenaufnahmeraum 32 trennt, ausgebildete Wanddurchbrechung 33 durchgreifen, siehe insbesondere 2. Jeder Arm 30 ist in einer separaten Wanddurchbrechung 33 geführt, wobei die Wanddurchbrechungen 33 so dimensioniert sind, dass die Arme 30 seitlich und vertikal nur mit geringem Spiel beweglich sind, sodass eine sichere Führung gegeben ist.
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An den beiden Armen 30 ist eine Rollenachse 34 in Form eines einfachen Achsbolzens vorgesehen, auf der die Rolle 22 drehgelagert ist.
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Über die beiden separaten Federelemente 10 und 20 besteht die Möglichkeit, beide in ihren Federeigenschaften optimiert in Bezug auf die eigentliche Federaufgabe auszulegen. So wird einerseits das erste Federelement 10, also die Rollbandfeder 11 so ausgelegt, dass sie einen in Bezug auf die konkrete Anwendung definierten und in einem vorbestimmten Intervall liegenden, idealen Anpressdruck des Kontaktelements 6 gegen den Schleifring 4 ausübt. In entsprechender Weise ist das zweite Federelement 20, also die Schraubenfeder 21 in ihren Federeigenschaften so ausgelegt, dass sie einen optimalen, in einem definierten Intervall liegenden Anpressdruck ausübt, sodass das Kontaktelement 6 mit einem definierten Pressdruck gegen die Führungswand 19 gespannt ist. Durch diese doppelte Verspannung kann sichergestellt werden, dass etwaige Schwingungen bestmöglich unterbunden respektive bedämpft werden können, wie sich gleichzeitig in jeder Verspannrichtung respektive in jeder Reibebene ideale Verhältnisse einstellen. Denn hierüber wird sichergestellt, dass weder das Kontaktelement 6 zu schwach oder zu stark gegen den Schleifring 4 gepresst wird, noch das Kontaktelement 6 zu schwach oder zu stark gegen die Führungswand 19 gepresst wird. Im Falle der Pressung gegen den Schleifring hat ein so geringer Anpressdruck zur Folge, dass das Kontaktelement 6 zu leicht zu vertikalen Schwingungen angeregt werden kann, während eine zu starke Verpressung zu einem übermäßigen Verschleiß führt. Eine zu geringe Verpressung des Kontaktelements 6 gegen die Führungswand hat zur Folge, dass ein Verkippen des Kontaktelements 6 in der Führung 8, wo das Kontaktelements doch mit einigem Spiel aufgenommen wird, erleichtert ist, während bei einem zu großen Pressdruck eine etwaige Nachführung aufgrund zu großer Reibung verhindert wird.
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Die 1 und 2 zeigen eine Ausgestaltung, bei der die entsprechenden Ausgestaltungen zur Aufnahme respektive Integration der Kontaktelementanordnung 3 im Maschinengehäuse 2 selbst vorgesehen sind. 3 zeigt demgegenüber einen erfindungsgemäßen Kontaktelementhalter 35, der ein eigenes Gehäuse 36 aufweist, an dem die entsprechenden Vorkehrungen zur Aufnahme des Kontaktelements 6 sowie der beiden Federeinrichtungen vorgesehen sind. Für gleiche Bauteile werden im Vergleich zu den 1 und 2 gleiche Bezugszeichen verwendet.
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So ist im Gehäuse 36 ebenfalls eine kanalartige Führung 8 ausgebildet, die über entsprechende Wände begrenzt wird. Ein erstes Federelement 10 ist hier wiederum als Rollbandfeder 11 ausgebildet, mit dem oberen gerollten Ende 12, dem länglichen Abschnitt 14 und dem unteren Ende 16, das auch hier wiederum entsprechend in einer Aufnahme 17 verhakt ist.
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Wie vorgesehen ist ebenfalls ein zweites Federelement 20 in Form einer Schraubenfeder 21, die in einem Aufnahmeraum 24 aufgenommen ist und mit einem Ende an einer Gehäusewand 26 abgestützt ist und mit dem anderen Ende an einer Halterplatte 27 eines Rollenhalters 28. Dieser verfügt wiederum über zwei Arme 30, die die Wand 28 in entsprechenden Durchbrechungen 33 durchgreifen, und die die auf einer Rollenachse 34 drehgelagerte Rolle 22 tragen. Die Funktion ist die gleiche wie bezüglich der Ausgestaltung gemäß der 1 und 2 beschrieben, auch hier erfolgt also ein doppeltes, jedoch separates und über individuelle und demzufolge optimiert ausgelegte Federelemente 10, 20 erfolgendes Verspannen des Kontaktelements 6.
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Der Vorteil dieses separaten Rollenhalters liegt darin, dass die gesamte Kontaktelementanordnung 3 vorgefertigt werden kann und der komplette Rollenhalter 35 als vorgefertigtes Bauteil verbaut werden kann. Es ist lediglich noch erforderlich, die Verbindungsleitung 9 anzuschließen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011085997 A1 [0003]
