DE102021107459A1 - Schleifringüberträgersystem - Google Patents

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Andreas Ruf
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    • H01R39/00Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02Details for dynamo electric machines
    • H01R39/18Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
    • H01R39/26Solid sliding contacts, e.g. carbon brush

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  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schleifringüberträgersystem (12) für eine Elektromaschine, die einen Rotor mit mindestens einem Schleifring (13) aufweist, wobei das Schleifringüberträgersystem (12) für jeweils einen Schleifring (13) einen Gleitkontakt (14) mit einer Kontaktfläche aufweist, wobei die Kontaktfläche zwei Enden aufweist, wobei an mindestens einem Ende eine Spitze (33) angeordnet ist, wobei die Kontaktfläche des Gleitkontakts (14) und der jeweilige Schleifring (13) dazu ausgebildet sind, einen elektrischen Kontakt zu bilden, wobei die beiden Enden entlang des Schleifrings (13) hintereinander anzuordnen sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schleifringüberträgersystem, eine Elektromaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer Elektromaschine.
  • Eine Elektromaschine weist einen Stator und einen Rotor auf, wobei sich der Rotor relativ zu dem Stator dreht. Hierbei ist es erforderlich, den drehbaren Rotor elektrisch zu kontaktieren.
  • Eine Hammerbürste für eine elektrische Maschine ist aus der Druckschrift DE 10 2004 018 932 A1 bekannt.
  • Die Druckschrift DE 20 2020 101 256 U1 beschreibt eine Bürstenanordnung für eine elektrische Maschine.
  • Die Druckschrift EP 3 179 578 A1 beschreibt eine Rotationsmaschine für ein Fahrzeug mit einer Kontaktklinge.
  • Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe, einen Rotor einer Elektromaschine effektiv elektrisch zu kontaktieren.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Schleifringüberträgersystem, eine Elektromaschine und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen des Schleifringüberträgersystems, der Elektromaschine und des Verfahrens gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung hervor.
  • Das erfindungsgemäße Schleifringüberträgersystem ist für eine Elektromaschine ausgebildet, die einen Rotor mit mindestens einem Schleifring aufweist, der auf einer Mantelfläche des Rotors, üblicherweise auf einer Welle des Rotors, angeordnet ist und den Rotor bzw. dessen Welle umschließt. Das Schleifringüberträgersystem weist für jeweils einen Schleifring bzw. für den mindestens einen Schleifring, in der Regel für jeden Schleifring, einen Gleitkontakt mit einer Kontaktfläche auf, wobei diese Kontaktfläche wiederum zwei Enden aufweist. Dabei ist an mindestens einem Ende der Kontaktfläche eine Spitze angeordnet. Die Kontaktfläche des Gleitkontakts und der jeweilige Schleifring sind dazu ausgebildet, untereinander einen elektrischen Kontakt zu bilden, wobei die beiden Enden entlang des Schleifrings hintereinander anzuordnen und/oder anordenbar sind.
  • Dabei sind die beiden Enden der Kontaktfläche bezüglich einer Umfangslinie bzw. Umfangsrichtung des Schleifrings hintereinander anzuordnen bzw. angeordnet, wenn sich die Kontaktfläche des Gleitkontakts mit dem Schleifring in Kontakt befindet, wobei die Kontaktfläche auf dem Schleifring üblicherweise aufliegt.
  • Je nach Definition ist es möglich, dass das mindestens eine Ende der Kontaktfläche als Spitze ausgebildet ist und/oder spitz zuläuft. Die Elektromaschine weist neben dem Rotor auch einen Stator auf, wobei sich der Rotor bei einem Betrieb der Elektromaschine relativ zu dem Stator dreht. Hierbei ist in Ausgestaltung vorgesehen, dass der Rotor und der Stator jeweils üblicherweise mindestens einen Elektromagneten aufweisen. Dabei umfasst der mindestens eine Elektromagnet elektrische Leitungen bzw. Leiter, die mindestens eine Spule bzw. Wicklung bilden, die über den elektrischen Kontakt zwischen einem jeweiligen Gleitkontakt und einem jeweiligen Schleifring mit elektrischem Strom zu versorgen bzw. versorgbar sind. Eine derartige Elektromaschine ist als fremderregte Synchronmaschine ausgebildet bzw. zu bezeichnen.
  • Es ist möglich, dass nur an einem Ende der Kontaktfläche des Gleitkontakts eine Spitze angeordnet ist, wobei dieses eine Ende als Spitze ausgebildet ist. Alternativ ist es auch möglich, dass an jedem der beiden Enden der Kontaktfläche des Gleitkontakts jeweils eine Spitze angeordnet ist, wobei jedes der beiden Enden je nach Definition als Spitze ausgebildet ist. In weiterer Ausgestaltung ist die Kontaktfläche des Gleitkontakts eckig, bspw. mehreckig, ausgebildet. Dabei ist es möglich, dass die Kontaktfläche je nach Ausführungsform des Schleifringüberträgersystems unterschiedlich viele Ecken aufweist bzw. n-eckig ist. Die Kontaktfläche ist in Ausgestaltung fünfeckig, viereckig, bspw. rautenförmig, dreieckig, bspw. keilförmig, oder sechseckig bzw. hexagonal ausgebildet. Falls die Kontaktfläche in Ausgestaltung hexagonal ausgebildet ist, weist sie zwei zueinander parallel angeordnete Seiten auf, die parallel zu dem Schleifring zu orientieren bzw. orientiert sind, wenn die Kontaktfläche mit dem Schleifring den elektrischen Kontakt bildet. Die weiteren vier Seiten sind jeweils unter einem spitzen Winkel relativ zu dem Schleifring zu orientieren bzw. orientiert.
  • Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Kontaktfläche des Gleitkontakts entlang des Schleifrings bzw. seiner Umfangslinie konkav und somit nach innen gekrümmt bzw. gewölbt ist, wobei eine Krümmung der Kontaktfläche einer Krümmung des Schleifrings zumindest weitgehend entspricht.
  • Der Gleitkontakt ist üblicherweise aus Kohlenstoff, bspw. aus Grafit, gebildet. Dabei ist es möglich, dass der Gleitkontakt je nach Definition als eine Borste einer Kohlebürste ausgebildet bzw. zu bezeichnen ist.
  • Bei einem Betrieb der Elektromaschine, wenn sich der Rotor relativ zu dem Stator dreht, ist der Gleitkontakt dazu ausgebildet, eine Ölschicht bzw. einen Ölfilm zwischen dem Gleitkontakt, bspw. der Kontaktfläche bzw. seiner Kontaktfläche, und dem Schleifring, der sich ebenfalls relativ zu der Kontaktfläche und dem Gleitkontakt dreht, zu durchbrechen.
  • In weiterer Ausgestaltung ist der mindestens eine an dem Rotor angeordnete Schleifring als Komponente der Elektromaschine und je nach Definition auch als Komponente des Schleifringüberträgersystems ausgebildet. Hierbei ist es möglich, dass zwei derartige Schleifringe entlang einer Rotationsachse des Rotors bzw. seiner Welle auf dessen bzw. deren Mantelfläche zueinander axial versetzt angeordnet sind, wobei jedem Schleifring ein Gleitkontakt zugeordnet ist. Dabei ist es möglich, dass ein erster elektrischer Kontakt zwischen einem ersten Schleifring und einem ersten Gleitkontakt einen Pluspol und ein zweiter elektrischer Kontakt zwischen einem zweiten Schleifring und einem zweiten Gleitkontakt einen Minuspol bildet.
  • Die erfindungsgemäße Elektromaschine weist einen Rotor mit mindestens einem Schleifring auf einer Mantelfläche des Rotors, üblicherweise auf einer Welle des Rotors, auf. Weiterhin weist die Elektromaschine mindestens ein Schleifringüberträgersystem, üblicherweise mindestens eine Ausführungsform des voranstehend vorgestellten Schleifringüberträgersystems, auf, wobei jeweils ein Schleifringüberträgersystem einem Schleifring zugeordnet ist.
  • Es ist möglich, eine bereits bestehende Elektromaschine, die bislang mit üblichen Gleitkontakten ausgestattet ist, mit mindestens einer Ausführungsform des vorgestellten Schleifringüberträgersystems auszustatten und somit mindestens einen bislang vorhandenen, üblichen Gleitkontakt dadurch zu ersetzen.
  • Die vorgestellte Elektromaschine kann bspw. auch für ein Fahrzeug, bspw. ein Kraftfahrzeug, verwendet werden und zum Antreiben des Fahrzeugs ausgebildet sein.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Betreiben einer Elektromaschine, bspw. einer Ausführungsform der voranstehend vorgestellten Elektromaschine, mit mindestens einem Schleifringüberträgersystem, bspw. einer Ausführungsform des voranstehend vorgestellten Schleifringüberträgersystems, vorgesehen. Diese Elektromaschine weist einen Rotor mit mindestens einem Schleifring auf einer Mantelfläche auf. Das mindestens eine Schleifringüberträgersystem weist für jeweils einen Schleifring einen Gleitkontakt mit einer Kontaktfläche auf. Dabei weist die Kontaktfläche des Gleitkontakts zwei Enden auf, wobei an mindestens einem Ende eine Spitze angeordnet ist. Es ist vorgesehen, dass von der Kontaktfläche des Gleitkontakts und dem jeweiligen Schleifring ein elektrischer Kontakt gebildet wird, wobei die beiden Enden entlang des Schleifrings hintereinander angeordnet werden.
  • In Ausgestaltung des Verfahrens wird der Rotor der Elektromaschine relativ zu einem Stator der Elektromaschine in mindestens einer Drehrichtung gedreht, wobei der Rotor relativ zu der Kontaktfläche des Gleitkontakts ebenfalls in mindestens eine Drehrichtung gedreht wird. Weiterhin wird bzw. ist die mindestens eine Spitze, die an dem mindestens einen Ende der Kontaktfläche angeordnet ist, entgegen der mindestens einen Drehrichtung orientiert bzw. ausgerichtet.
  • Falls für den Rotor der Elektromaschine zwei Drehrichtungen vorgesehen sind, die relativ zueinander entgegengesetzt orientiert sind, wird ein Gleitkontakt mit einer Kontaktfläche verwendet, die an beiden Enden jeweils eine Spitze aufweist bzw. an jedem der beiden Enden spitz zuläuft. Somit ist jeweils eine Spitze an einem Ende entgegen einer jeweiligen Drehrichtung orientiert, wobei der Gleitkontakt dazu ausgebildet ist, den Ölfilm zwischen der Kontaktfläche und dem Schleifring in beiden vorgesehenen Drehrichtungen zu durchbrechen.
  • Das Schleifringüberträgersystem weist je nach Definition eine spitz zulaufende Bürstenform auf. Die Kontaktfläche des Gleitkontakts kann sich entlang des Schleifrings über eine beliebige Anzahl an Bogengraden erstrecken und somit entlang des Schleifrings beliebig lang ausgedehnt sein, wobei die Kontaktfläche je nach Anforderung beliebig groß gewählt werden kann. Unabhängig von einer Ausdehnung der Kontaktfläche ist der Gleitkontakt durch Vorsehen der Spitze an dem mindestens einen Ende dazu ausgebildet, den Ölfilm zu durchbrechen. Die Spitze an dem mindestens einen Ende der Kontaktfläche kann je nach Definition wie eine Speerspitze und/oder Pfeilspitze ausgebildet bzw. geformt sein.
  • Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung schematisch und ausführlich beschrieben.
    • 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Beispiel für eine Elektromaschine.
    • 2 zeigt in schematischer Darstellung Details einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektromaschine und Details einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schleifringüberträgersystems.
    • 3 zeigt in schematischer Darstellung Details einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schleifringüberträgersystems.
    • 4 zeigt in schematischer Darstellung eine Anordnung, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist.
  • Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleichen Bezugszeichen sind dieselben Komponenten zugeordnet.
  • In 1 ist das Beispiel für die Elektromaschine 1 in Schnittdarstellung schematisch dargestellt. Diese Elektromaschine 1 weist einen Rotor 3 und einen ortsfesten Stator 5 auf. Dabei ist der hier zylinderförmige Rotor 3 in einer Öffnung des Stators 5 angeordnet und somit von dem Stator 5 umschlossen. In einer Innenwand des Stators 5 sind mehrere Nuten angeordnet, in denen wiederum Leitungen 7u, 7v, 7w für drei Phasen U, V, W der Elektromaschine angeordnet sind. Bei einem Betrieb der Elektromaschine 1 dreht sich der Rotor 3 innerhalb des Stators 5 in einer Drehrichtung, die hier durch einen Pfeil 8 angedeutet ist.
  • Die im Stator 5 befindlichen Leitungen 7u, 7v, 7w sind dazu ausgebildet, durch geeignete Bestromung ein sich drehendes Magnetfeld zu erzeugen. Über eine Wechselwirkung mit dem Rotor 3 übt der Stator 5 eine Kraft auf den Rotor 3 aus, was zu dessen Bewegung gemäß der vorgesehenen Drehrichtung führt.
  • Für Elektromaschinen sind unterschiedliche Varianten und/oder Prinzipien vorgesehen. Dabei ist es möglich, dass eine Elektromaschine als Asynchronmaschine (ASM), als permanenterregte Synchronmaschine (PSM) oder als fremderregte Synchronmaschine (FSM) ausgebildet bzw. zu bezeichnen ist.
  • Ein Hauptunterschied einer Elektromaschine, die als fremderregte Synchronmaschine ausgebildet ist, zu anderen Elektromaschinen, ist der Umstand, dass im Gegensatz zu der anhand von 1 dargestellten Elektromaschine 1, sowohl in dem sich drehenden Rotor als auch in dem Stator einer derartigen fremderregten Synchronmaschine Leitungen, üblicherweise Kupferwicklungen, angeordnet sind. In diesem Fall wird mit Hilfe eines Erregerstroms durch die Leitungen in dem Rotor das zum Betrieb dieser fremderregten Synchronmaschine benötigte Magnetfeld erzeugt. Zum Versorgen der Leitungen mit elektrischem Strom sind sog. Bürsten als Gleitkontakte vorgesehen.
  • Für eine Elektromaschine, in deren drehbarem Rotor elektrische Leitungen für Wicklungen bzw. Spulen angeordnet sind, sind Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schleifringüberträgersystems 12, 22, wie sie anhand der nachfolgenden 2 und 3 schematisch beschrieben werden, geeignet.
  • 2a zeigt in schematischer Darstellung einen Rotor 9 der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektromaschine, wobei dieser Rotor 9 von einem nicht weiter dargestellten ortsfesten Stator zu umschließen bzw. umschließbar ist. Dieser Rotor 9 umfasst eine Welle 11, die um eine Drehachse drehbar ist. Diese Welle 11 ist hier von mehreren Wicklungen 10 umschlossen, die Teile von Elektromagneten bilden und für Phasen der Elektromaschine vorgesehen sind. Weiterhin sind diese Wicklungen 10 von einem Blechpaket 15 umschlossen.
  • An einem Ende der Welle 11 sind hier zwei Schleifringe 13 zueinander axial versetzt angeordnet. Die Welle 11 ist zudem von einem Kunststoffträger umschlossen, der die Schleifringe 13 trägt, wobei einer dieser beiden Schleifringe 13 als Stromeingang und der andere als Stromausgang für die Wicklungen 10 ausgebildet ist. Die Schleifringe 13 sind aus einem elektrisch leitenden Material, üblicherweise einem Metall, bspw. aus Bronze, Stahl oder Kupfer, gebildet.
  • In 2b sind zwei Gleitkontakte 14 als Komponenten der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schleifringüberträgersystems 12 schematisch dargestellt, wobei Details eines jeweiligen Gleitkontakts 14 in den 2c und 2d aus unterschiedlichen Perspektiven schematisch dargestellt sind.
  • Dabei weist jeder Gleitkontakt 14 eine Kontaktfläche 17 auf, die in 2c in Draufsicht gezeigt ist, wobei diese Kontaktfläche 17 hier einen ersten dreieckigen Abschnitt 21 und einen zweiten weitgehend viereckigen Abschnitt 19 aufweist. Diesbezüglich geht aus 2d, die den Gleitkontakt 14 von der Seite zeigt, ferner hervor, dass die Kontaktfläche 17 konkav gekrümmt ist.
  • Hierbei weist der dreieckige Abschnitt 21 und somit ein erstes Ende der Kontaktfläche 17 eine Spitze 33 auf. Dabei ist die Kontaktfläche 17 an einem zweiten gegenüberliegenden Ende, das durch den viereckigen Abschnitt 19 gebildet ist, stumpf und/oder geradlinig ausgebildet, wobei hier Ecken dieses viereckigen Abschnitts 19 an dem zweiten Ende abgestumpft sind.
  • Beide Gleitkontakte 14 können auch als Bürste, üblicherweise Kohlebürste, für die Elektromaschine bezeichnet werden. Dabei sind die Gleitkontakte 14 bzw. entsprechende Borsten der Bürste aus Kohlenstoff, wobei dem Kohlenstoff ein elektrisch gut leitendes Material, üblicherweise Metall, bspw. Kupfer oder Silber, beigefügt ist, wobei der Kohlenstoff für einen jeweiligen Gleitkontakt 14 entsprechend mit dem elektrisch gut leitenden Material versetzt ist.
  • Wie aus 2b hervorgeht, befindet sich die Kontaktfläche 17 eines jeweiligen Gleitkontakts 14 mit einem jeweiligen Schleifring 13 in Kontakt, wobei sich bei einem Betrieb der Elektromaschine die beiden Schleifringe 13 in einer Drehrichtung 35, die hier durch einen gebogenen Pfeil angedeutet ist, relativ zu den ortsfesten Gleitkontakten 14 drehen.
  • Dabei ist hier jeweils eine Spitze 33 an einem Ende der Kontaktfläche 17 des jeweiligen Gleitkontakts 14 entgegen der Drehrichtung 35 orientiert.
  • Ein jeweiliger Schleifring 13 auf der Welle 11 ist dazu ausgebildet, elektrischen Strom, der durch einen jeweiligen Gleitkontakt 14 fließt, entgegenzunehmen und an die Wicklungen 10 weiterzuleiten bzw. weiterzugeben.
  • Bei dem Betrieb der Elektromaschine ist vorgesehen, dass sich auf jeweils einem Schleifring 13 ein Ölfilm befindet, so dass das Schleifringüberträgersystem 12 dieser Elektromaschine als nasslaufend ausgebildet bzw. zu bezeichnen ist. Durch die hier beschriebene Geometrie der Kontaktfläche 17 des Gleitkontakts 14 ist der Gleitkontakt 14 bzw. dessen Kontaktfläche 17 dazu ausgebildet, während des Betriebs gegenüber dem Ölfilm eine Pflugwirkung zu erzeugen. Durch Vorsehen der Spitze 33 am ersten Ende der Kontaktfläche 17 wird der Ölfilm durchbrochen und bei der Drehung des Rotors 9 an dem Gleitkontakt 14 seitlich vorbeigeleitet.
  • Hierbei ist zu berücksichtigen, dass durch die beschriebene Geometrie der Kontaktfläche 17 ein Aufschwemmen des Gleitkontakts 14 vermieden wird. Somit wird ein Übergangswiderstand zwischen dem Gleitkontakt 14 und dem Schleifring 13 gering gehalten, so dass eine gute Übertragung von Strom zwischen dem Gleitkontakt 14 und dem Schleifring 13 gegeben ist. Somit können elektrische Verluste gering gehalten werden, wodurch wiederum eine Erwärmung der Schleifringe 13 und der Gleitkontakte 14 begrenzt und deren Verschleiß reduziert wird.
  • Die in 3a schematisch dargestellte zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schleifringüberträgersystems 51 ist für eine Welle 53 eines Rotors einer weiteren Ausführungsform einer Elektromaschine vorgesehen bzw. ausgebildet. Auf einer Mantelfläche der Welle 53 sind zwei Schleifringe 55 zueinander koaxial versetzt angeordnet. Als Komponenten weist dieses Schleifringüberträgersystem 51 zwei Gleitkontakte 57 auf.
  • Dabei weist jeder Gleitkontakt 57 eine Kontaktfläche 59 auf, die sich mit einer Oberfläche eines jeweiligen Schleifrings 55 in elektrischem Kontakt befindet, wenn sich der Rotor und somit auch ein jeweiliger Schleifring 55 relativ zu einem jeweiligen Gleitkontakt 57 dreht.
  • Die Kontaktfläche 59 weist einen ersten dreieckigen Abschnitt 61a und einen zweiten dreieckigen Abschnitt 61b auf, wobei zwischen diesen beiden dreieckigen Abschnitten 61a, 61b ein weiterer viereckiger Abschnitt 63 angeordnet ist. Weiterhin ist an einem jeweiligen Ende eines dreieckigen Abschnitts 61a, 61b eine Spitze 65a, 65b angeordnet. Dabei weist die Kontaktfläche 59 des Gleitkontakts 57 insgesamt eine sechseckige Form auf.
  • Bei der hier vorgestellten Ausführungsform der Elektromaschine ist vorgesehen, dass der Rotor und somit die Welle 53 zwei zueinander entgegengesetzte Drehrichtungen aufweist, wobei eine der beiden Drehrichtungen je nach Definition im Uhrzeigersinn und die andere entsprechend entgegen dem Uhrzeigersinn orientiert ist. Wenn die Kontaktfläche 59 des Gleitkontakts 57 auf dem Schleifring 55 angeordnet ist (3a), ist vorgesehen, dass die beiden Spitzen 65a, 65b entlang der Drehrichtung der Welle 53 bzw. des Schleifrings 55 hintereinander angeordnet sind.
  • Die hier vorgestellte Ausführungsform des Schleifringüberträgersystems 51 ist u. a. für eine Elektromaschine geeignet, die zum Antreiben eines Fahrzeugs, bspw. eines Kraftfahrzeugs, vorgesehen ist. Dabei kann dieses Fahrzeug sowohl vorwärts als auch rückwärts fahren. In diesem Fall ist vorgesehen, dass eine jeweilige Fahrtrichtung über eine Drehrichtung der Elektromaschine elektrisch und darauf basierend mechanisch eingestellt wird. Den beiden unterschiedlichen entgegengesetzten Drehrichtungen wird durch die an beiden Enden spitz zulaufende Kontaktfläche 59 Rechnung getragen.
  • Die hier vorgestellte zweite Ausführungsform des Schleifringüberträgersystems 51 ist drehrichtungsunabhängig ausgebildet. Mit dem hier gezeigten Gleitkontakt 57 ist es möglich, in beiden Drehrichtungen des Rotors für das nasslaufende Schleifringüberträgersystem 51 einen Ölfilm zwischen der Kontaktfläche 59 und dem Schleifring 55 aufzubrechen. Die hier gezeigten Gleitkontakte 57 bzw. eine entsprechende Bürste sind bzw. ist unter geringem Aufwand herstellbar, da sie lediglich entsprechend zu pressen sind. Somit ist es möglich, ein sog. Bürstenfeuer zwischen einem Gleitkontakt 57 und einem Schleifring 55 zu verringern. Weiterhin ist es auch möglich, eine Wärmeentwicklung und einen Verschleiß zu verringern. Es ist auch möglich, zwischen dem Schleifring 55 und dem Gleitkontakt 57 einen vergleichsweise hohen Strom zu leiten und somit ein Drehmoment und/oder eine Leistung der Elektromaschine zu erhöhen.
  • 4 zeigt zum Vergleich in schematischer Darstellung eine Welle 111 eines Rotors einer Elektromaschine, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. An einem Ende der Welle 111 sind zwei Schleifringe 113 angeordnet. Außerdem sind hier auch zwei Gleitkontakte 114 schematisch dargestellt, wobei hier Kontaktflächen dieser Gleitkontakte 114 rechteckig ausgebildet sind, wobei zwei gegenüberliegende Enden dieser Kontaktfläche in einer vorgesehenen Drehrichtung der Welle 111 stumpf bzw. flach sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Elektromaschine
    3
    Rotor
    5
    Stator
    7u, 7v,
    Leitung
    7w
    Leitung
    8
    Pfeil
    9
    Rotor
    10
    Wicklung
    11
    Welle
    12
    Schleifringüberträgersystem
    13
    Schleifring
    14
    Gleitkontakt
    15
    Blechpaket
    17
    Kontaktfläche
    19, 21
    Abschnitt
    22
    Schleifringüberträgersystem
    33
    Spitze
    35
    Drehrichtung
    51
    Schleifringüberträgersystem
    53
    Welle
    55
    Schleifring
    57
    Gleitkontakt
    59
    Kontaktfläche
    61a, 61b,
    Abschnitt
    63
    Abschnitt
    65a, 65b
    Spitze
    111
    Welle
    113
    Schleifring
    114
    Gleitkontakt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102004018932 A1 [0003]
    • DE 202020101256 U1 [0004]
    • EP 3179578 A1 [0005]

Claims (9)

  1. Schleifringüberträgersystem für eine Elektromaschine, die einen Rotor (9) mit mindestens einem Schleifring (13, 55) aufweist, wobei das Schleifringüberträgersystem (12, 51) für jeweils einen Schleifring (13, 55) einen Gleitkontakt (14, 57) mit einer Kontaktfläche (17, 59) aufweist, wobei die Kontaktfläche (17, 59) zwei Enden aufweist, wobei an mindestens einem Ende eine Spitze (33, 65a, 65b) angeordnet ist, wobei die Kontaktfläche (17, 59) des Gleitkontakts (14, 57) und der jeweilige Schleifring (13, 55) dazu ausgebildet sind, einen elektrischen Kontakt zu bilden, wobei die beiden Enden entlang des Schleifrings (13, 55) hintereinander anzuordnen sind.
  2. Schleifringüberträgersystem nach Anspruch 1, bei dem nur an einem Ende der Kontaktfläche (17) des Gleitkontakts (14) eine Spitze (33) angeordnet ist.
  3. Schleifringüberträgersystem nach Anspruch 1, bei dem an jedem der beiden Enden der Kontaktfläche (59) des Gleitkontakts (57) eine Spitze (65a, 65b) angeordnet ist.
  4. Schleifringüberträgersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem die Kontaktfläche (17, 59) des Gleitkontakts (14, 57) sechseckig, fünfeckig, viereckig oder dreieckig ausgebildet ist.
  5. Schleifringüberträgersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem die Kontaktfläche (17, 59) des Gleitkontakts (14, 57) konkav gekrümmt ist.
  6. Schleifringüberträgersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem der Gleitkontakt (14, 57) dazu ausgebildet ist, eine Ölschicht zwischen dem Gleitkontakt (14, 57) und dem Schleifring (13, 55) zu durchbrechen.
  7. Elektromaschine, die einen Rotor (9) mit mindestens einem Schleifring (13, 55) aufweist, wobei die Elektromaschine mindestens ein Schleifringüberträgersystem (12, 51) nach einem der voranstehenden Ansprüche aufweist, das dem mindestens einen Schleifring (13, 55) zugeordnet ist.
  8. Verfahren zum Betreiben einer Elektromaschine mit mindestens einem Schleifringüberträgersystem (12, 51), wobei die Elektromaschine einen Rotor (9) mit mindestens einem Schleifring (13, 55) aufweist, wobei das mindestens eine Schleifringüberträgersystem (12, 51) für jeweils einen Schleifring (13, 55) einen Gleitkontakt (14, 57) mit einer Kontaktfläche (17, 59) aufweist, wobei die Kontaktfläche (17, 59) zwei Enden aufweist, wobei an mindestens einem Ende eine Spitze (33, 65a, 65b) angeordnet ist, wobei von der Kontaktfläche (17, 59) des Gleitkontakts (14, 57) und dem jeweiligen Schleifring (13, 55) ein elektrischer Kontakt gebildet wird, wobei die beiden Enden entlang des Schleifrings (13, 55) hintereinander angeordnet werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Rotor (9) der Elektromaschine in mindestens einer Drehrichtung (35) gedreht wird, wobei die mindestens eine Spitze (33, 65a, 65b), die an dem mindestens einen Ende der Kontaktfläche (17, 59) angeordnet ist, entgegen der mindestens einen Drehrichtung (35) orientiert wird.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004018932A1 (de) 2004-04-20 2005-11-17 Robert Bosch Gmbh Hammerbürste für eine elektrische Maschine
DE102004051463A1 (de) 2004-10-22 2006-04-27 Robert Bosch Gmbh Bürste für eine elektrische Maschine
DE102009058259A1 (de) 2009-12-14 2011-06-16 Siemens Aktiengesellschaft Bürstendesign für Schleifringkontakte
JP2014117032A (ja) 2012-12-07 2014-06-26 Toyota Motor Corp スリップリング装置
EP3179578A1 (de) 2015-12-10 2017-06-14 Valeo Equipements Electriques Moteur Umlaufende maschine für kraftfahrzeug, und entsprechende elektrische kontaktbürste
DE202020101256U1 (de) 2020-03-06 2020-03-12 Chongqing Huaneng Hydro Power Equipment Manufacturing Co., Ltd. Bürstenanordnung für eine elektrische Maschine sowie eine elektrische Maschine mit der Bürstenanordnung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004018932A1 (de) 2004-04-20 2005-11-17 Robert Bosch Gmbh Hammerbürste für eine elektrische Maschine
DE102004051463A1 (de) 2004-10-22 2006-04-27 Robert Bosch Gmbh Bürste für eine elektrische Maschine
DE102009058259A1 (de) 2009-12-14 2011-06-16 Siemens Aktiengesellschaft Bürstendesign für Schleifringkontakte
JP2014117032A (ja) 2012-12-07 2014-06-26 Toyota Motor Corp スリップリング装置
EP3179578A1 (de) 2015-12-10 2017-06-14 Valeo Equipements Electriques Moteur Umlaufende maschine für kraftfahrzeug, und entsprechende elektrische kontaktbürste
DE202020101256U1 (de) 2020-03-06 2020-03-12 Chongqing Huaneng Hydro Power Equipment Manufacturing Co., Ltd. Bürstenanordnung für eine elektrische Maschine sowie eine elektrische Maschine mit der Bürstenanordnung

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