DE102022132649A1 - Stromübertragungseinrichtung und elektrische Maschine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stromübertragungseinrichtung (1) für einen Rotor (2) einer elektrischen Maschine (3), insbesondere einer elektrischen Maschine (3) innerhalb eines Antriebsstrangs (4) eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs (5), umfassend eine erste Ringscheibe (6), die eine Rotorwelle (7) des Rotors (2) umfänglich zumindest abschnittsweise umgreift, und welche drehfest zu der Rotorwelle (7) positionierbar ist, wobei an der Ringscheibe (6) mindestens ein elektrisches Kontaktierungsmittel (8) angeordnet ist, welches mittels jeweils einem Federelement (9) in Radialrichtung federkraftbeaufschlagt und in Richtung der Rotorwelle (7) jeweils in einem Führungsmittel (10) linearverschieblich geführt ist, und das Kontaktierungsmittel (8) so auf wenigstens einer umfänglich verlaufenden Leiterbahn (11) der Rotorwelle (7) elektrisch leitend anliegt, wobei die Leiterbahn (11) eine Profilierung (12) aufweist, die sich in radialer Richtung zumindest abschnittsweise aus einer Mantelfläche (13) der Leiterbahn (11) herauserstreckt und zumindest zeitweise in eine Profilierung (14) des Kontaktierungsmittels (8) eingreift, so dass die Profilierung (12) der Leiterbahn (11) durch die im Betrieb der elektrischen Maschine (3) auftretende Relativbewegung zwischen der Leiterbahn (11) und dem Kontaktierungsmittel (8) auf die Profilierung (14) des Kontaktierungsmittels (8) durch Abrieb an dem Kontaktierungsmittel (8) übertragen wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromübertragungseinrichtung für einen Rotor einer elektrischen Maschine, insbesondere einer elektrischen Maschine innerhalb eines Antriebsstrangs eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, umfassend eine erste Ringscheibe, die eine Rotorwelle des Rotors umfänglich zumindest abschnittsweise umgreift, und welche drehfest zu der Rotorwelle positionierbar ist, wobei an der Ringscheibe mindestens ein elektrisches Kontaktierungsmittel angeordnet ist, welches mittels jeweils einem Federelement in Radialrichtung federkraftbeaufschlagt und in Richtung der Rotorwelle jeweils in einem Führungsmittel linearverschieblich geführt ist, und das Kontaktierungsmittel so auf wenigstens einer umfänglich verlaufenden Leiterbahn der Rotorwelle elektrisch leitend anliegt. Die Erfindung betrifft ferner eine elektrische Maschine.
  • Elektrische Bürstenmotoren sind üblicherweise aus einem Stator und einem relativ dazu drehbaren Rotor gebildet. Der Stator ist bei Radialflussmaschinen hohlzylindrisch ausgeführt, welcher, im Falle eines permanenterregten Bürstenmotors, mit Hilfe eines Dauermagneten oder, im Falle eines Reihenschlussmotors oder eines Nebenschlussmotors, mit Hilfe einer Hauptpol- oder auch Erregerwicklung ein Magnetfeld ausbildet, in welchem sich der Rotor bewegen kann. An dem Rotor ist hierzu in der Regel eine oder mehrere Spulen bzw. Rotorwicklungen vorgesehen, welche über einen Kommutator bzw. Polwender mit einer elektrischen Energieversorgung verbunden sind. Werden diese Spulen bestromt, entsteht ein Magnetfeld, welches in Kombination mit dem Magnetfeld des Stators ein Drehmoment erzeugt.
  • Der Kommutator ändert während der Drehung die Polung der Rotorwicklungen derart, dass immer diejenigen Rotorwicklungen von einem Strom in entsprechender Richtung durchflossen werden, die sich quer zu dem Magnetfeld des Stators bewegen. Diese Änderung der Polung wird über sogenannte Schleifkontakte oder Bürsten realisiert. Diese Bürsten sind in einem Bürstenmotor derart angeordnet, dass sie bei einer Drehung des Kommutators die einzelnen Kommutatorkontakte nacheinander kontaktieren.
  • Neben diesen Gleichstrommotoren sind fremderregte Synchronmaschinen bekannt, welche bei einem hohen Wirkungsgrad ebenfalls ohne Seltene-Erden-Magnete auskommen. Wie bei den fremderregten Synchronmaschinen erfolgt die Energieübertragung üblicherweise mittels eines Schleifringsystems auf den Rotor. Hierzu sind diese Bürsten üblicherweise in Bürstenhaltern aufgenommen, welche die Bürste in radialer Richtung auf die Welle des Rotors hin gerichtet linearverschieblich führen.
  • Aufgrund der stetig steigenden Leistungsdichten von elektrischen Maschinen im Automotive-Bereich werden zunehmend auch flüssigkeitsgekühlte Statoren und/oder Rotoren eingesetzt, so dass auch im Bereich der Schleifring- bzw. Bürstensysteme ein Nassraum vorhanden sein kann. Um auch in einem derartigen Nassraum eine sichere elektrische Kontaktierung der Bürsten sicherzustellen, sind u.a. profilierte Kohlebürsten bekannt geworden. Insbesondere bei Verwendung von ölgekühlten Kohlebürstenmodulen können die Spitzen der Profilierung immer einen hinreichenden elektrischen Kontakt zum Schleifring bewirken, ohne dass die Kohlebürste auf einem Ölfilm aufschwimmt. Problematisch hierbei ist es jedoch, dass die Profilierung der Kohlebürste verschleißbedingt relativ schnell abgetragen werden, sodass sich nach dieser Einlaufphase eine glatte Kohlebürste und ein glatter Schleifring kontaktieren, was entweder zu einer Reibungserhöhung führen kann und/oder zum „Aufschwimmen“ der Kohlebürste auf dem Fluidfilm und dadurch zu einem fehlenden Stromübergang, aufgrund der Isolierwirkung des Fluidfilms.
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu vermeiden oder zumindest abzuschwächen und eine Stromübertragungseinrichtung für einen Rotor einer elektrischen Maschine bereitzustellen, die fertigungstechnisch optimiert ist und ein hohes Maß an Betriebssicherheit gewährleistet. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung eine verbesserte elektrische Maschine zu realisieren.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Stromübertragungseinrichtung für einen Rotor einer elektrischen Maschine, insbesondere einer elektrischen Maschine innerhalb eines Antriebsstrangs eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, umfassend eine erste Ringscheibe, die eine Rotorwelle des Rotors umfänglich zumindest abschnittsweise umgreift, und welche drehfest zu der Rotorwelle positionierbar ist, wobei an der Ringscheibe mindestens ein elektrisches Kontaktierungsmittel angeordnet ist, welches mittels jeweils einem Federelement in Radialrichtung federkraftbeaufschlagt und in Richtung der Rotorwelle jeweils in einem Führungsmittel linearverschieblich geführt ist, und das Kontaktierungsmittel so auf wenigstens einer umfänglich verlaufenden Leiterbahn der Rotorwelle elektrisch leitend anliegt, wobei die Leiterbahn eine Profilierung aufweist, die sich in radialer Richtung zumindest abschnittsweise aus einer Mantelfläche der Leiterbahn herauserstreckt und zumindest zeitweise in eine Profilierung des Kontaktierungsmittels eingreift, so dass die Profilierung der Leiterbahn durch die im Betrieb der elektrischen Maschine auftretende Relativbewegung zwischen der Leiterbahn und dem Kontaktierungsmittel auf die Profilierung des Kontaktierungsmittels durch Abrieb an dem Kontaktierungsmittel übertragen wird.
  • Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass das Profil der Kontaktierungsmittel auch dann aufrechterhalten werden kann, wenn die Kontaktierungsmittel beginnen, während der Laufzeit der elektrischen Maschine verschleißen. Am Außendurchmesser der Leiterbahn ist hierzu eine „positive Geometrie“ angebracht, die quasi der „negativen Wellenkontur“ der Kontaktierungsmittel an deren Kontaktfläche entspricht. Die Profilierung an der Leiterbahn greift also in die vorhandene Profilierung des Kontaktierungsmittels ein. Durch Rotation der Rotorwelle verschleißen die Kontaktierungsmittel, jedoch wird deren stirnseitige Profilierung durch die entsprechend „positive Kontur“ der Leiterbahn nachgeschliffen und somit über die Lebensdauer aufrechterhalten. Im übertragenden Sinne könnte man auch sagen, dass die Profilierung der Leiterbahn wie ein Rechen wirkt.
  • Hierdurch kann sicher verhindert werden, dass die Kontaktfläche der Kontaktierungsmittel flächig einläuft, was dazu führen könnte, dass die Bürsten infolge Fluidkühlung aufschwimmen und den Strom nicht mehr richtig auf den Schleifring übertragen.
  • Es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Leiterbahn im Betrieb der elektrischen Maschine von einem Fluid benetzt ist, so dass eine fluidgekühlte Leiterbahn bereitgestellt werden kann.
  • Die Ringscheibe kann umlaufend geschlossen ausgebildet sein oder aber auch ringsegmentartig.
  • Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Relevanz oder ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
  • Ein Rotor ist der sich drehende (rotierende) Teil einer elektrischen Maschine. Der Rotor umfasst insbesondere eine Rotorwelle. Die Rotorwelle kann hohl ausgeführt sein, was zum einen eine Gewichtsersparnis zur Folge hat und was zum anderen die Zufuhr von Schmier- oder Kühlmittel zum Rotorkörper erlaubt.
  • Die elektrische Maschine kann insbesondere als fremderregte Synchronmaschine ausgeführt sein.
  • Die Stromübertragungseinrichtung kann auch als eine Wellenerdung für die Rotorwelle ausgestaltet sein, so dass ein Strom von der Rotorwelle abgeführt werden kann. Die erfindungsgemäße Stromübertragungseinrichtung lässt sich somit bevorzugt auch auf Erdungssysteme von Rotorwellen mit fluidgekühlten Stromableitern in Form von Kohlebürsten übertragen.
  • Die elektrische Maschine kann insbesondere als Rotationsmaschine ausgebildet sein. Die Rotationsmaschine kann insbesondere als Radialflussmaschine konfiguriert sein. Dabei zeichnet sich eine Radialflussmaschine dadurch aus, dass die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator ausgebildeten Luftspalt, sich in radialer Richtung erstrecken. Als Luftspalt wird der zwischen dem Rotor und dem Stator existierende Spalt bezeichnet. Bei einer Radialflussmaschine ist das ein im Querschnitt kreisringförmiger Spalt mit einer radialen Breite, die dem Abstand zwischen Rotorkörper und Statorkörper entspricht.
  • Die elektrische Maschine ist insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrang eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen. Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist der Elektromotor eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/min bereitstellt.
  • Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen.
  • Ein Kontaktierungsmittel kann beispielsweise eine elektrische Kohlebürste sein. Besonders bevorzugt ist das Kontaktierungsmittel ein blockartiger Festkörper aus einem elektrisch leitfähigem Material. Es ist des weiteren bevorzugt, dass die Stromübertragungseinrichtung eine Mehrzahl von Kontaktierungsmitteln aufweist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Kontaktierungsmittel als eine Kohlebürste ausgeführt ist.
  • Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Leiterbahn einstückig mit der Rotorwelle ausgebildet ist, was die Montagefreundlichkeit der Stromübertragungsvorrichtung erhöhen kann.
  • Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Leiterbahn als ein von der Rotorwelle separates Bauteil ausgeführt ist, welches drehfest mit der Rotorwelle gekoppelt ist, was fertigungstechnisch vorteilhaft sein kann.
  • Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Leiterbahn aus wenigstens einer Blechscheibe gebildet ist, was aus Gründen der Herstellkosten besonders günstig ist.
  • Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass die Leiterbahn aus einer Mehrzahl von axial aneinander anliegenden Blechscheiben gebildet ist, wodurch eine Profilierung besonders günstig ausgebildet werden kann.
  • Des Weiteren ist es in diesem Zusammenhang vorteilhaft, dass die Blechscheiben von einem Positioniermittel in axialer Erstreckung durchgriffen sind, so dass die umfängliche Position der Blechscheiben durch das Positioniermittel festgelegt ist.
  • In einer möglichen Ausgestaltung kann das Positioniermittel als eine Passfeder ausgebildet sein, die einerseits in eine Nut der Blechscheiben und anderseits in eine Nut der Rotorwelle eingreift. Alternativ hierzu ist es auch denkbar, dass das Positioniermittel als ein Stift ausgebildet ist, der jeweils eine in den Blechscheiben ausgebildete Öffnung durchgreift. Höchst bevorzugt ist es, dass das Positioniermittel als eine Stromschiene zur Bestromung der Leiterbahn ausgeführt ist. Hierzu kann das Positioniermittel aus Kupfer gefertigt und zumindest abschnittsweise von einem elektrisch isolierenden Lack ummantelt sein.
  • In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Profilierung der Leiterbahn und/oder die Profilierung des Kontaktierungsmittels in einer Axialschnittansicht zumindest abschnittsweise sägezahnartig, V-förmig, rechteckförmig, trapezförmig und/oder durch ein Radienprofil ausgebildet sind/ist.
  • Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die Leiterbahn an ihrer am Kontaktierungsmittel anliegenden Kontaktfläche geschliffen ist, was die Schneidwirkung der Profilierung verbessern kann. Auch kann hierzu alternativ oder ergänzend vorgesehen werden, dass die Leiterbahn an ihrer am Kontaktierungsmittel anliegenden Kontaktfläche beschichtet ist.
  • In einer weiteren, vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Leiterbahn an ihrer am Kontaktierungsmittel anliegenden Kontaktfläche eine sich über den Umfang verändernde Oberflächenrauigkeit aufweist, wodurch die abrasive Wirkung der Profilierung weiter verbessert bzw. genauer einstellbar ist.
  • Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass die Profilierung der Leiterbahn in Umfangsrichtung geschlossen ausgeführt ist, was fertigungstechnisch vorteilhaft sein kann. Alternativ ist es natürlich auch denkbar, dass die Profilierung der Leiterbahn in Umfangsrichtung an wenigstens einem Mantelabschnitt der Mantelfläche ausgeführt ist. In diesem Zusammenhang ist es ferner vorteilhaft, dass die Profilierung der Leiterbahn in Umfangsrichtung äquidistant ausgeführt ist, so dass eine Unwucht der Leiterbahn im Betrieb der Stromübertragungseinrichtung zumindest reduziert ist. Beispielsweise können über den Umfang verteilt auch mehrere nockenartige Profilierungen ausgebildet sein, wobei dann diese Nocken der Profilierung der Leiterbahn in Umfangsrichtung äquidistant am Umfang der Leiterbahn positioniert sind.
  • Schließlich kann die Aufgabe der Erfindung auch gelöst werden durch eine elektrische Maschine umfassend eine Stromübertragungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 1-10.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
  • Es zeigt:
    • 1 ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Antriebsstrang in einer schematischen Blockschaltansicht,
    • 2 eine elektrische Maschine in einer schematischen Axialschnittdarstellung,
    • 3 eine Leiterbahn mit drei Kontaktierungsmitteln in einer freigestellten perspektivischen Ansicht,
    • 4 eine Rotorwelle mit zwei unterschiedlichen Leiterbahnen in einer axialen Seiten- und einer perspektivischen Ansicht,
    • 5 eine erste und eine zweite Profilierung einer Leiterbahn und eines Kontaktierungsmittels in jeweils einer schematischen Axialschnittansicht,
    • 6 eine dritte und eine vierte Profilierung einer Leiterbahn und eines Kontaktierungsmittels in jeweils einer schematischen Axialschnittansicht,
    • 7 eine erste, zweite und dritte Profilierung einer Leiterbahn in jeweils einer schematischen Querschnittsansicht,
    • 8 eine erste und zweite Ausführungsform eines Sicherungsmittels einer Leiterbahn in jeweils einer schematischen Querschnittsansicht.
  • Die 2 zeigt eine Stromübertragungseinrichtung 1 für einen Rotor 2 einer elektrischen Maschine 3, insbesondere einer elektrischen Maschine 3 innerhalb eines Antriebsstrangs 4 eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs 5, wie es auch exemplarisch in der 1 skizziert ist.
  • Die Stromübertragungseinrichtung 1 umfasst eine erste Ringscheibe 6, die eine Rotorwelle 7 des Rotors 2 umfänglich zumindest abschnittsweise umgreift, und welche drehfest zu der Rotorwelle 7 positionierbar ist. An der Ringscheibe 6 ist mindestens ein elektrisches Kontaktierungsmittel 8 angeordnet, welches mittels jeweils einem Federelement 9 in Radialrichtung federkraftbeaufschlagt und in Richtung der Rotorwelle 7 jeweils in einem Führungsmittel 10 linearverschieblich geführt ist, und das Kontaktierungsmittel 8 so auf wenigstens einer umfänglich verlaufenden Leiterbahn 11 der Rotorwelle 7 elektrisch leitend anliegt. In den gezeigten Ausführungsformen ist das Kontaktierungsmittel 8 als eine Kohlebürste ausgeführt. Über den mit der Anschlussbuchse 23 verbundenen elektrischen Leiter 22 wird das Kontaktierungsmittel 8 bestromt.
  • Wie sich zunächst anhand der 3 erkennen lässt, besitzt die Leiterbahn 11 eine Profilierung 12, die sich in radialer Richtung zumindest abschnittsweise aus einer Mantelfläche 13 der Leiterbahn 11 herauserstreckt und zumindest zeitweise in eine Profilierung 14 des Kontaktierungsmittels 8 eingreift, so dass die Profilierung 12 der Leiterbahn 11 durch die im Betrieb der elektrischen Maschine 3 auftretende Relativbewegung zwischen der Leiterbahn 11 und dem Kontaktierungsmittel 8 auf die Profilierung 14 des Kontaktierungsmittels 8 durch Abrieb an dem Kontaktierungsmittel 8 übertragen wird. Dies lässt sich gut anhand der 5-6 nachvollziehen.
  • Die Profilierung 12 der Leiterbahn 11 und die Profilierung 14 des Kontaktierungsmittels 8 sind in einer Axialschnittansicht zumindest abschnittsweise sägezahnartig, V-förmig, rechteckförmig und durch ein Radienprofil ausgebildet sind.
  • In der Abbildung a der 5 ist eine Profilierung 12,14 mit einem Radienprofil gezeigt, das wellenförmig ausgeführt ist. Die Abbildung b der 5 zeigt eine rechteckförmige Profilierung 12,14. In der Abbildung a der 6 ist eine V-förmige Profilierung 12,14 skizziert und in der Abbildung b der 6 ist eine sägezahnartige Profilierung 12,14 abgebildet.
  • Man erkennt anhand der 5-6 auch gut, dass die Leiterbahn 11 im Betrieb der elektrischen Maschine 3 von einem Fluid 16 benetzt ist. Es versteht sich, dass der Spalt zwischen der Leiterbahn 11 und dem Kontaktierungsmittel 8 übertrieben dargestellt ist und in der Realität in der Form natürlich nicht vorhanden ist, da die Leiterbahn 11 dann an dem Kontaktierungsmittel 8 anliegt. Die Leiterbahn 11 kann an ihrer am Kontaktierungsmittel 8 anliegenden Kontaktfläche 17 geschliffen und/oder beschichtet sein. Die Leiterbahn 11 ist hierbei als ein von der Rotorwelle 7 separates Bauteil ausgeführt, welches drehfest mit der Rotorwelle 7 gekoppelt ist.
  • In der in der 4 gezeigten Ausführungsform ist die Leiterbahn 11 aus einer Mehrzahl von axial aneinander anliegenden Blechscheiben 15 gebildet.
  • Wie in der 8 zu sehen ist, sind die Blechscheiben 15 von einem Positioniermittel 18 in axialer Erstreckung durchgriffen, so dass die umfängliche Position der Blechscheiben 15 durch das Positioniermittel 18 festgelegt ist. In der unteren Ausführungsform der 8 ist das Positioniermittel 18 als eine Passfeder ausgebildet, die einerseits in eine Nut 19 der Blechscheiben 15 und anderseits in eine Nut 20 der Rotorwelle 7 eingreift. Alternativ hierzu kann das Positioniermittel 18 als ein Stift ausgebildet sein, der jeweils eine in den Blechscheiben 15 ausgebildete Öffnung 21 durchgreift, was in der oberen Abbildung der 8 zu sehen ist. Das Positioniermittel 18 kann hierbei als eine Stromschiene zur Bestromung der Leiterbahn 11 ausgeführt sein.
  • Anhand der 7 lässt sich die umfängliche Positionierung bzw. Ausgestaltung der Profilierung 12 der Leiterbahn 11 gut nachvollziehen. Die Abbildung a der 7 zeigt eine Profilierung 12 der Leiterbahn 11, die in Umfangsrichtung geschlossen ausgeführt ist. Die Abbildungen b und c zeigen hingegen Ausgestaltungen, bei denen die Profilierung 12 der Leiterbahn 11 in Umfangsrichtung an wenigstens einem Mantelabschnitt der Mantelfläche 13 ausgeführt sind. In der Ausführung der Abbildung b ragt die Profilierung 12 nockenartig aus der Mantelfläche 13 radial nach außen erstreckt. Ein den Abbildungen b und c der Figur ist jeweils nur eine nockenartige Profilierung 12 an der Leiterbahn 11 auf etwa 12 Uhr ausgebildet. Es versteht sich, dass über den Umfang verteilt auch mehrere derartige nockenartige Profilierungen 12 ausgebildet sein können, wobei dann diese Nocken der Profilierung 12 der Leiterbahn 11 in Umfangsrichtung äquidistant am Umfang der Leiterbahn 11 positioniert sind, so dass eine Unwucht der Leiterbahn 11 im Betrieb der Stromübertragungseinrichtung 1 zumindest reduziert ist.
  • Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Stromübertragungseinrichtung
    2
    Rotor
    3
    elektrische Maschine
    4
    Antriebsstrang
    5
    Kraftfahrzeug
    6
    Ringscheibe
    7
    Rotorwelle
    8
    Kontaktierungsmittel
    9
    Federelement
    10
    Führungsmittel
    11
    Leiterbahn
    12
    Profilierung
    13
    Mantelfläche
    14
    Profilierung
    15
    Blechscheibe
    16
    Fluid
    17
    Kontaktfläche
    18
    Positioniermittel
    19
    Nut
    20
    Nut
    21
    Öffnung
    22
    elektrischer Leiter
    23
    Anschlussbuchse

Claims (11)

  1. Stromübertragungseinrichtung (1) für einen Rotor (2) einer elektrischen Maschine (3), insbesondere einer elektrischen Maschine (3) innerhalb eines Antriebsstrangs (4) eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs (5), umfassend eine erste Ringscheibe (6), die eine Rotorwelle (7) des Rotors (2) umfänglich zumindest abschnittsweise umgreift, und welche drehfest zu der Rotorwelle (7) positionierbar ist, wobei an der Ringscheibe (6) mindestens ein elektrisches Kontaktierungsmittel (8) angeordnet ist, welches mittels jeweils einem Federelement (9) in Radialrichtung federkraftbeaufschlagt und in Richtung der Rotorwelle (7) jeweils in einem Führungsmittel (10) linearverschieblich geführt ist, und das Kontaktierungsmittel (8) so auf wenigstens einer umfänglich verlaufenden Leiterbahn (11) der Rotorwelle (7) elektrisch leitend anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (11) eine Profilierung (12) aufweist, die sich in radialer Richtung zumindest abschnittsweise aus einer Mantelfläche (13) der Leiterbahn (11) herauserstreckt und zumindest zeitweise in eine Profilierung (14) des Kontaktierungsmittels (8) eingreift, so dass die Profilierung (12) der Leiterbahn (11) durch die im Betrieb der elektrischen Maschine (3) auftretende Relativbewegung zwischen der Leiterbahn (11) und dem Kontaktierungsmittel (8) auf die Profilierung (14) des Kontaktierungsmittels (8) durch Abrieb an dem Kontaktierungsmittel (8) übertragen wird.
  2. Stromübertragungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungsmittel (8) als eine Kohlebürste ausgeführt ist.
  3. Stromübertragungseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (11) einstückig mit der Rotorwelle (7) ausgebildet ist.
  4. Stromübertragungseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (11) als ein von der Rotorwelle (7) separates Bauteil ausgeführt ist, welches drehfest mit der Rotorwelle (7) gekoppelt ist.
  5. Stromübertragungseinrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (11) aus wenigstens einer Blechscheibe (15) gebildet ist.
  6. Stromübertragungseinrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (11) aus einer Mehrzahl von axial aneinander anliegenden Blechscheiben (15) gebildet ist.
  7. Stromübertragungseinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung (12) der Leiterbahn (11) und/oder die Profilierung (14) des Kontaktierungsmittels (8) in einer Axialschnittansicht zumindest abschnittsweise sägezahnartig, V-förmig, rechteckförmig, trapezförmig und/oder durch ein Radienprofil ausgebildet sind/ist.
  8. Stromübertragungseinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (11) im Betrieb der elektrischen Maschine (3) von einem Fluid (16) benetzt ist.
  9. Stromübertragungseinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung (12) der Leiterbahn (11) in Umfangsrichtung geschlossen ausgeführt ist
  10. Stromübertragungseinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung (12) der Leiterbahn (11) in Umfangsrichtung äquidistant ausgeführt ist, so dass eine Unwucht der Leiterbahn (11) im Betrieb der Stromübertragungseinrichtung zumindest reduziert ist.
  11. Elektrische Maschine (3) umfassend eine Stromübertragungseinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 1-10.
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