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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische rotierende Maschine, die eine Erdungsbürste, insbesondere eine Fasererdungsbürste, hat.
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Rotierende Maschinen umfassen im Allgemeinen ein Gehäuse und eine rotierende Welle, die zumindest durch ein Lager gelagert ist.
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Die Stromversorgung von rotierenden Maschinen erzeugt eine elektrische Potentialdifferenz zwischen der Welle und dem Gehäuse, die wiederum ein elektrisches Potential zwischen einem mit der Welle verbundenen inneren Lagerring und einem mit dem Rahmen der Maschine verbundenen äußeren Lagerring erzeugt. Die Potenzialdifferenz zwischen dem inneren und dem äußeren Lagerring kann zu einer Stromentladung durch das Lager führen.
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Strom, der durch das Lager fließt, kann die Laufbahnen und Wälzkörper des Lagers beschädigen. Elektrische Entladungen können auch Schwingungen erzeugen, die das akustische Geräusch der Maschine erhöhen.
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Es ist bekannt, eine rotierende Welle zu erden, indem eine Erdungsbürste verwendet wird, wobei die Bürste aus leitenden Fasern bestehen kann. Die Erdungsbürste ist im Allgemeinen so am Maschinenrahmen befestigt, dass die distalen Enden der Fasern die Außenfläche der rotierenden Welle radial kontaktieren.
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Die Leitfähigkeit der Fasern erzeugt einen parallelen elektrischen Pfad und erlaubt so, dass die Welle auf demselben elektrischen Potential wie der Maschinenrahmen gehalten wird. Dies hält auch den Innen- und den Außenring des Lagers, das die Welle trägt, auf demselben elektrischen Potential und reduziert elektrische Entladungen durch das Lager erheblich.
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Aber auch mit einer solchen Erdungsbürste erhöht sich der Widerstand der Wellenoberfläche aufgrund der elektrischen Veränderung der Wellenoberfläche mit der Zeit. Während der Lebensdauer des Motors kann tatsächlich eine Oxidation auf der Oberfläche der Welle auftreten, z. B. durch Hitze, Feuchtigkeit, elektrischen Stromfluss oder Reibung.
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Aufgrund dieser Oberflächenveränderung auf der Welle hat die Erdungsbürste einen höheren Widerstand und eine höhere Durchschlagsspannung als das Lager und ist möglicherweise nicht mehr in der Lage, einen parallelen Pfad für den Strom zu erzeugen. Der Strom fließt dann durch das Lager und erzeugt erhebliche Schäden am Lager und kann es sogar zerstören.
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Es ist daher notwendig, die Außenfläche des rotierenden Teils zu schützen, um Veränderungen während der Lebensdauer des Motors zu vermeiden.
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Um die Gefahr der Oxidation der Außenfläche der Welle zu verringern und damit ihre Leitfähigkeit zu maximieren, ist es bekannt, eine Beschichtung aus einem Harz, wie z. B. Epoxid, auf die Außenfläche der Welle aufzubringen.
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Eine solche Beschichtung hat jedoch eine geringe Härte und kann durch das Gleiten der Erdungsbürste beschädigt oder entfernt werden.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, den Schutz der Gleitfläche des rotierenden Teils zu verbessern.
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Insbesondere ist es Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Maschine bereitzustellen, die einen nicht rotierenden Teil, einen rotierenden Teil, zumindest ein Lager, das den rotierenden Teil trägt, und eine Fasererdungsbürste umfasst, die an dem nicht rotierenden Teil befestigt ist. Das Lager umfasst einen rotierenden Ring und einen nicht rotierenden Ring. Die Fasererdungsbürste umfasst einen an dem nicht rotierenden Teil gesicherten Träger und mehrere leitende Fasern, die ein erstes, an dem Träger gesichertes Ende und ein zweites, dem ersten Ende gegenüberliegendes freies Ende haben, die sich in Richtung des rotierenden Teils erstrecken.
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Die elektrische Maschine umfasst weiterhin eine leitende Hülse, die eine Grundplatte, die an dem rotierenden Teil oder an dem rotierenden Ring des Lagers befestigt ist, und eine leitende Schicht umfasst, die zumindest teilweise eine Oberfläche der Grundplatte abdeckt, die dem zweiten freien Ende der leitenden Fasern der Fasererdungsbürste zugewandt ist, so dass das zweite freie Ende in Kontakt mit der leitenden Schicht steht.
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Die leitende Hülse wirkt als integrierte, zugeordnete Gleitfläche für die Erdungsbürste und stellte im Laufe der Zeit einen minimalen Kontaktwiderstand sicher und vermeidet eine Veränderung der Gleitfläche im Laufe der Zeit.
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Die leitende Hülse und insbesondere die leitende Schicht wirken als Gleitfläche für das freie Ende der Fasern der Erdungsbürste.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Grundplatte der leitenden Hülse einen ringförmigen Ring, der an dem rotierenden Teil oder an dem rotierenden Ring des Lagers befestigt ist.
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Der Ring ist beispielsweise auf die äußere zylindrische Fläche des rotierenden Teils aufgepresst.
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Der rotierende Teil umfasst z. B. eine Schulter, an der der ringförmige Ring der leitenden Hülse axial anliegt.
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Alternativ liegt die leitende Hülse axial am rotierenden Ring des Lagers an. In diesem Fall wirkt die leitende Hülse als eine Gleitfläche für die Bürste und als Abstandshalter für das Lager.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der ringförmige Ring der leitenden Hülse eine toroidale Laufbahn, in der die Fasern der Bürste auskragen, wobei zumindest die Laufbahn mit der leitenden Schicht abgedeckt ist. Die Laufbahn enthält axial die Fasern der Bürste.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Grundplatte der leitenden Hülse einen radialen Abschnitt, der sich radial von dem ringförmigen Ring in Richtung des nicht rotierenden Teils erstreckt, wobei der ringförmige Ring und der radiale Abschnitt durch einen abgerundeten Abschnitt verbunden sind, wobei der radiale Abschnitt der leitenden Hülse axial an dem rotierenden Ring des Lagers anliegt.
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Die leitende Schicht deckt beispielsweise die Außenfläche des abgerundeten Abschnitts ab, und das freie Ende der Fasern der Bürste gleitet auf dem abgerundeten Abschnitt.
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Daher können sich die Fasern der Bürste in einer schrägen Richtung zum abgerundeten Abschnitt hin erstrecken.
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Alternativ kann die leitende Schicht die gesamte Außenfläche der Grundplatte abdecken. Die Fasern der Bürste können somit die Außenfläche des ringförmigen Rings oder die Seitenfläche des radialen Abschnitts kontaktieren.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der ringförmige Ring der leitenden Hülse eine Befestigungsrippe, die sich radial von einer Seitenfläche des ringförmigen Rings in Richtung des nicht rotierenden Teils erstreckt, wobei die Befestigungsrippe mit einer Nut zusammenwirkt, die auf einer Oberfläche des rotierenden Rings des Lagers vorgesehen ist.
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Die Befestigungsrippen können beispielsweise ringförmig sein oder können mehrere umfänglich beabstandete Rippen umfassen.
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Durch das Eindrücken der leitenden Hülse auf den rotierenden Ring des Lagers kann die Anordnung der leitenden Hülse vereinfacht werden, da kein Eingriff auf den rotierenden Teil der Maschine erforderlich ist.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der ringförmige Ring der leitenden Hülse auf den rotierenden Ring des Lagers gepresst oder eingedrückt, und wobei die Grundplatte der leitenden Hülse einen radialen Abschnitt umfasst, der sich radial von dem ringförmigen Ring in Richtung des rotierenden Teils erstreckt, wobei zumindest der radiale Abschnitt mit der leitenden Schicht abgedeckt ist.
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Der radiale Abschnitt der leitenden Hülse kann axial an der Seitenfläche des rotierenden Rings des Lagers anliegen.
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Beispielsweise erstrecken sich die Fasern der Bürste in einer schrägen Richtung zum radialen Abschnitt hin. Eine solche bestimmte Form der leitenden Hülse ermöglicht eine kompakte Bauweise.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der rotierende Ring einen axialen Abschnitt, der sich axial über die Seitenfläche des nicht rotierenden Rings hinaus erstreckt, wobei die leitende Hülse, insbesondere der ringförmige Ring, auf die Oberfläche, insbesondere die Außenfläche, des axialen Abschnitts des rotierenden Rings aufgepresst ist.
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Die leitende Schicht ist vorteilhafterweise durch Plattieren auf der Grundplatte der leitenden Hülse aufgebracht, z. B. durch Galvanisieren oder stromloses Plattieren.
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Beispielsweise ist die Grundplatte vollständig mit der leitenden Schicht bedeckt.
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Vorteilhafterweise ist die Grundplatte der leitenden Hülse aus einem metallischen Material wie Stahl, Edelstahl, Messing, Aluminium, Kupfer, oder aus einem Polymermaterial wie Nylon 6 (PA6), Polyphenylensulfid (PPS), Nylon 6-6 (PA66), Polyetheretherketon (PEEK) usw. hergestellt.
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Vorteilhafterweise ist die leitende Schicht aus einem metallischen Material hergestellt, das aus einer ersten Gruppe edler Materialien, die Gold, Silber oder Platin umfassen, oder aus einer zweiten Gruppe unedler Materialien, die Zinn oder Nickel umfassen, ausgewählt ist.
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Zum Beispiel ist der rotierende Teil eine Welle und der nicht rotierende Teil ist ein Gehäuse.
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Zum Beispiel ist der rotierende Ring der Innenring und der nicht rotierende Ring ist der Außenring des Lagers.
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Die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile werden besser verstanden, wenn man die detaillierte Beschreibung spezifischer Ausführungsformen studiert, die in Form von nicht einschränkenden Beispielen gegeben und durch die beigefügten Zeichnungen veranschaulicht werden, in denen:
- 1 eine schematische Querschnittansicht einer elektrischen Maschine mit einer leitenden Hülse gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
- 2 eine schematische Querschnittansicht einer elektrischen Maschine mit einer leitenden Hülse gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist;
- 3 eine schematische Querschnittansicht einer elektrischen Maschine mit einer leitenden Hülse gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist;
- 4 eine schematische Querschnittansicht einer elektrischen Maschine mit einer leitenden Hülse gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung ist;
- 5 eine schematische Querschnittansicht einer elektrischen Maschine mit einer leitenden Hülse gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung ist;
- 6 eine schematische Querschnittansicht einer elektrischen Maschine mit einer leitenden Hülse gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung ist; und
- 7 eine schematische Querschnittansicht einer elektrischen Maschine mit einer leitenden Hülse gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung ist.
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Die Ausdrücke „äußerer“ und „innerer“ beziehen sich auf die Drehachse X-X des rotierenden Teils der elektrischen Maschine 10, wobei die inneren Teile näher an dieser Achse liegen als die äußeren Teile.
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Bezug wird auf 1 genommen, die eine Ausführungsform einer elektrischen Maschine 10 dargestellt, die ein nicht rotierendes Gehäuse 12, eine rotierende Welle 14, ein Lager 15, das die Welle 14 trägt, und eine im Gehäuse 12 befestigte Fasererdungsbürste 18 umfasst.
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Alternativ kann die Maschine mehrere Lager umfassen.
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Alternativ kann es sich bei der Welle um einen nicht rotierenden Teil und bei dem Gehäuse um einen rotierenden Teil handeln.
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Wie dargestellt, ist das Gehäuse 12 radial durch eine innere zylindrische Fläche 12a und eine äußere zylindrische Fläche 12b begrenzt.
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Wie in 1 dargestellt, hat die rotierende Welle 14 eine gestufte äußere zylindrische Fläche 14a, die eine Schulter 14b hat.
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Das Lager 15 ist radial an der Innenfläche oder innerhalb der Bohrung 12a des Gehäuses 12 befestigt.
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Die Bohrung 12a des Gehäuses kann mit Schultern oder axialen Haltemitteln versehen sein, um das Lager 15 im Inneren des Gehäuses 12 axial zu halten.
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Als nicht einschränkendes Beispiel umfasst das Lager 15 einen inneren rotierenden Ring 16, einen äußeren nicht rotierenden Ring 17 und eine Reihe von Wälzkörpern 15a, wie z. B. Rollen, die zwischen dem inneren und dem äußeren Ring 16, 17 angeordnet sind. Das Lager 15 umfasst beispielsweise einen Käfig (nicht dargestellt), der dazu ausgebildet ist, die Umfangsbeabstandung der Wälzkörper aufrechtzuerhalten.
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Alternativ kann das Lager 15 ein Gleitlager sein.
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Alternativ kann der Innenring 16 ein nicht rotierender Ring sein, der Außenring 17 kann ein rotierender Ring sein, wenn die Welle ein nicht rotierender Teil ist.
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Der Außenring 17 und der Innenring 16 des Lagers 15 haben die Form von konzentrischen Ringen, die um die Drehachse X-X des Lagers drehbar sind, wobei der Außenring 17 den Innenring 16 radial umgibt.
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Wie dargestellt, ist der Innenring 16 des Lagers 15 von massiver Bauart und wird radial durch eine innere zylindrische Fläche 16a, die in radialem Kontakt mit der Welle 14 steht, und eine äußere zylindrische Fläche 16b begrenzt, die eine Laufbahn für die Wälzkörper 15a hat. Der Innenring 16 umfasst ferner zwei gegenüberliegende radiale Stirnflächen 16c, 16d, die die innere zylindrische Fläche 16a und die äußere zylindrische Fläche 16b axial begrenzen.
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Wie dargestellt, ist der Außenring 17 des Lagers 15 von massiver Bauart und radial durch eine innere zylindrische Fläche 17a, die eine Laufbahn für die Wälzkörper 15a aufweist, und eine äußere zylindrische Fläche 17b begrenzt, die in radialem Kontakt mit der Innenfläche 12a des Gehäuses 12 steht. Der Außenring 17 umfasst weiterhin zwei gegenüberliegende radiale Stirnflächen 17c, 17d, die die innere zylindrische Fläche 17a und die äußere zylindrische Fläche 17b axial begrenzen.
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Die Fasererdungsbürste 18 umfasst einen Träger 18a und mehrere leitende Fasern 19, die ein erstes, an dem Träger 18a gesichertes Ende 19a und ein zweites, dem ersten Ende gegenüberliegendes freies Ende 19b haben, das sich radial in Richtung der Welle 14 erstreckt.
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Der Träger 18a ist am Gehäuse 12 gesichert, beispielsweise durch Presspassung auf der Innenfläche 12a des Gehäuses oder mit geeigneten Befestigungsmitteln oder Klebstoffen. Alternativ kann der Träger 18a auch am Lager 15, z. B. am Außenring 17, gesichert sein.
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Bei den Fasern kann es sich zum Beispiel um Kohlenstofffasern handeln.
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Die Maschine 10 umfasst weiterhin eine leitende Hülse 20, die als Gleitfläche für das freie Ende 19b der Fasern 19 der Erdungsbürste 18 dient.
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Wie in 1 dargestellt, umfasst die leitende Hülse 20 eine Grundplatte 21, die einen ringförmigen Ring 22 umfasst, der auf die äußere zylindrische Fläche 14a der rotierenden Welle 14 aufgepresst ist.
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Der ringförmige Ring 22 ist radial durch eine innere zylindrische Fläche 22a, die in radialem Kontakt mit der Welle 14 steht, und eine äußere zylindrische Fläche 22b begrenzt. Die leitende Hülse 22 ist weiter axial durch zwei gegenüberliegende radiale Stirnflächen 22c, 22d begrenzt, die die innere zylindrische Fläche 22a und die äußere zylindrische Fläche 22b axial begrenzen.
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Wie dargestellt, liegt eine der radialen Stirnflächen 22d axial an der Schulter 14b der Welle 14 an. Die axiale Position der Hülse 20 wird somit durch die Schulter 14b definiert.
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Die Grundplatte 21 der leitenden Hülse 20 ist aus einem metallischen Material wie Stahl, Edelstahl, Messing, Aluminium, Kupfer, oder aus einem Polymermaterial wie Nylon 6 (PA6), Polyphenylensulfid (PPS), Nylon 6-6 (PA66), Polyetheretherketon (PEEK) usw. hergestellt.
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Die Außenfläche 22b des ringförmigen Rings 22 ist weiter mit einer Schicht 24 aus leitendem Material abgedeckt, das aus einem metallischen Material hergestellt ist, das durch Galvanisieren oder stromloses Plattieren aufgebracht ist, um die Außenfläche 22b des ringförmigen Rings 22 zu bedecken.
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Alternativ können auch alle Oberflächen der leitenden Hülse 20 mit der leitenden Schicht 24 bedeckt sein.
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Wie dargestellt, deckt die leitende Schicht 24 die gesamte Außenfläche 22b des ringförmigen Rings 22 ab. Alternativ kann die leitende Schicht 24 die Außenfläche 22b des ringförmigen Rings 22 teilweise abdecken. In jedem Fall liegt die leitende Schicht 24 dem freien Ende 19b der Fasern 19 der leitenden Bürste 18 gegenüber und bildet eine Gleitfläche für die Fasern 19. Das freie Ende 19b der Fasern 19 der leitenden Bürste 18 steht in radialem Kontakt mit der leitenden Schicht 24 der leitenden Hülse 20.
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Das metallische Material der leitenden Schicht 24 kann ein edles Material, wie Gold, Silber, Platin, oder ein unedles Material, wie Zinn oder Nickel, sein.
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Eine andere Ausführungsform einer elektrischen Maschine 10, die in den 2 dargestellt ist, in der dieselben Elemente dasselbe Bezugszeichen tragen, unterscheidet sich von der Maschine der 1 nur dadurch, dass die äußere zylindrische Fläche 14a der Welle 14 keine Schulter umfasst und dass die leitende Hülse 20 axial am Innenring 16 des Lagers 15 anliegt.
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Wie in 2 dargestellt, liegt eine der Seitenflächen 22d des ringförmigen Rings 22 der Grundplatte 21 der leitenden Hülse 20 axial an einer der Seitenflächen 16c des Innenrings 16 des Lagers 15 an.
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Der in 2 dargestellte ringförmige Ring 22 ist dicker als der in 1 dargestellte ringförmige Ring 22. Diese besondere Struktur des ringförmigen Rings 22 ermöglicht es, bei Bedarf axiale Lasten aufzunehmen.
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Die leitende Hülse 20 dient als Gleitfläche für die Bürste 18 und als Abstandshalter für das Lager 15.
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Das freie Ende 19b der Fasern 19 der leitenden Bürste 18 steht in radialem Kontakt mit der leitenden Schicht 24 der leitenden Hülse 20.
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Eine andere Ausführungsform einer elektrischen Maschine 10, die in den 3 dargestellt ist und bei der dieselben Elemente dasselbe Bezugszeichen tragen, unterscheidet sich von der Maschine der 1 nur dadurch, dass der ringförmige Ring 22 der leitenden Hülse 20 eine Laufbahn 26 umfasst.
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Wie in 3 dargestellt, ist der Ring 22 der leitenden Hülse 20 auf die äußere zylindrische Fläche 14a der rotierenden Welle 14 aufgepresst.
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Der ringförmige Ring 22 ist radial durch eine innere zylindrische Fläche 22a, die in radialem Kontakt mit der Welle 14 steht, und eine äußere zylindrische Fläche 22b begrenzt. Die leitende Hülse 22 ist weiter axial durch zwei gegenüberliegende radiale Stirnflächen 22c, 22d begrenzt, die die innere zylindrische Fläche 22a und die äußere zylindrische Fläche 22b axial begrenzen.
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Wie dargestellt, umfasst die äußere zylindrische Fläche 22b des ringförmigen Rings 22 eine toroidale Laufbahn 26.
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Die toroidale Laufbahn 26 des ringförmigen Rings 22 ist weiter mit einer Schicht 24 aus leitendem Material bedeckt, das aus einem metallischen Material hergestellt ist, das durch Galvanisieren oder stromloses Plattieren aufgebracht ist, um die Außenfläche 22b des ringförmigen Rings 22 zu bedecken.
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Wie gezeigt, bedeckt die leitende Schicht 24 nur die toroidale Laufbahn 26 des ringförmigen Rings 22. Alternativ kann die leitende Schicht 24 die gesamte Außenfläche 22b des ringförmigen Rings 22 bedecken.
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Die toroidale Laufbahn 26 des ringförmigen Rings 22 ermöglicht es, die Fasern 19 der Bürste 18 axial auf der Hülse 20 zu halten, zum Beispiel in der Mitte der Hülse 20, um den Kontakt zu maximieren, indem eine axiale Bewegung der Fasern vermieden wird.
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Das freie Ende 19b der Fasern 19 der leitenden Bürste 18 steht in radialem Kontakt mit der leitenden Schicht 24 der leitenden Hülse 20.
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Eine andere Ausführungsform einer elektrischen Maschine 10, die in den 4 dargestellt ist, bei der dieselben Elemente dasselbe Bezugszeichen tragen, unterscheidet sich von der Maschine der 1 nur durch die Form der leitenden Hülse 20.
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Wie in 4 dargestellt, umfasst die Grundplatte 21 der leitenden Hülse 20 einen ringförmigen Ring 22 und einen radialen Abschnitt 28, der sich von dem ringförmigen Ring 22 radial nach außen erstreckt. Der ringförmige Ring 22 und der radiale Abschnitt 28 sind durch einen abgerundeten Abschnitt 29 verbunden.
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Wie in 4 dargestellt, ist der ringförmige Ring 22 der leitenden Hülse 20 auf die äußere zylindrische Fläche 14a der rotierenden Welle 14 aufgepresst.
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Der radiale Abschnitt 28 der leitenden Hülse 20 liegt axial an dem Innenring 16 des Lagers 15 an.
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Wie dargestellt, bedeckt die leitende Schicht 24 die Außenfläche 29a des abgerundeten Abschnitts 29, und das freie Ende 19b der Fasern 19 der Bürste gleitet auf diesem abgerundeten Abschnitt 29.
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Daher erstrecken sich die Fasern 19 der Bürste in einer schrägen Richtung in Richtung des abgerundeten Abschnitts 29 und das freie Ende 19b der Fasern 19 der leitenden Bürste 18 steht in radialem und axialem Kontakt mit der leitenden Schicht 24 der leitenden Hülse 20.
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Alternativ kann die leitende Schicht 24 die gesamte Außenfläche der Grundplatte 21 bedecken. Die Fasern 19 der Bürste können somit radial die Außenfläche 22b des ringförmigen Rings 22 kontaktieren oder axial die Seitenfläche 28a des radialen Abschnitts 28 kontaktieren.
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Eine andere Ausführungsform einer elektrischen Maschine 10, die in den 5 dargestellt ist, bei der dieselben Elemente dasselbe Bezugszeichen tragen, unterscheidet sich von der Maschine der 1 nur dadurch, dass die leitende Hülse 20 in das Lager 15 eingedrückt ist.
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Wie in 5 dargestellt, umfasst der ringförmige Ring 22 der leitenden Hülse 20 eine Befestigungsrippe 22e, die sich von einer Seitenfläche 22d des ringförmigen Rings 22 radial nach außen erstreckt. Diese Befestigungsrippe 22e wirkt mit einer Nut 16e zusammen, die an der Innenfläche 16a des Innenrings 16 des Lagers 15 vorgesehen ist.
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Das freie Ende 19b der Fasern 19 der leitenden Bürste 18 steht in radialem Kontakt mit der leitenden Schicht 24 der leitenden Hülse 20.
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Die Befestigungsrippen 22e können ringförmig sein oder können mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Rippen umfassen.
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Durch das Eindrücken der leitenden Hülse 20 auf den Innenring des Lagers 15 kann die Anordnung der leitenden Hülse vereinfacht werden, da kein Eingriff auf der Welle erforderlich ist und eine bessere Konzentrizität zwischen der Bürste und der Hülse erreicht wird.
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Eine andere Ausführungsform einer elektrischen Maschine 10, die in den 6 dargestellt ist, bei der dieselben Elemente dasselbe Bezugszeichen tragen, unterscheidet sich von der Maschine der 1 nur dadurch, dass die leitende Hülse 20 auf das Lager 15 eingedrückt ist, und durch die Form der leitenden Hülse 20.
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Wie in 6 dargestellt, umfasst die Grundplatte 21 der leitenden Hülse 20 einen ringförmige Ring 22 und einen radialen Abschnitt 28, der sich vom ringförmige Ring 22 radial nach innen erstreckt.
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Wie in 6 dargestellt, ist der ringförmige Ring 22 der leitenden Hülse 20 auf die äußere zylindrische Fläche 16b des Innenrings 16 des Lagers 15 aufgepresst oder eingedrückt.
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Der radiale Abschnitt 28 der leitenden Hülse 20 liegt axial an der Seitenfläche 16c des Innenrings 16 des Lagers 15 an.
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Wie gezeigt, bedeckt die leitende Schicht 24 die Seitenfläche 28a des radialen Abschnitts 28, und das freie Ende 19b der Fasern 19 der Bürste gleitet auf der Seitenfläche 28a.
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Daher erstrecken sich die Fasern 19 der Bürste in einer schrägen Richtung in Richtung des radialen Abschnitts 28 und das freie Ende 19b der Fasern 19 der leitenden Bürste 18 steht in axialem Kontakt mit der leitenden Schicht 24 der leitenden Hülse 20.
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Diese besondere Form der leitenden Hülse 20 ermöglicht eine kompakte Bauweise.
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Eine andere Ausführungsform einer elektrischen Maschine 10, die in den 7 dargestellt ist, bei der dieselben Elemente dasselbe Bezugszeichen tragen, unterscheidet sich von der Maschine der 1 nur dadurch, dass die leitende Hülse 20 auf das Lager 15 aufgepresst ist.
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Wie in 7 dargestellt, umfasst der Innenring 16 einen axialen Abschnitt 16f, der sich axial über die Seitenfläche 17c des Außenrings 17 hinaus erstreckt.
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Der ringförmige Ring 22 der leitenden Hülse 20 ist auf die Außenfläche des axialen Abschnitts 16f des Innenrings 16 aufgepresst.
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Das freie Ende 19b der Fasern 19 der leitenden Bürste 18 ist in radialem Kontakt mit der leitenden Schicht 24 der leitenden Hülse 20.
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In allen Ausführungsformen ist die Grundplatte 21 der leitenden Hülse 20 aus einem metallischen Material wie Stahl, Edelstahl, Messing, Aluminium, Kupfer, oder einem Polymermaterial wie PA6, PPS, PA66, PEEK usw. hergestellt.
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Die Grundplatte 21 ist weiter mit der Schicht 24 aus leitendem Material bedeckt, das aus einem metallischen Material hergestellt ist, das durch Galvanisieren oder stromloses Plattieren aufgebracht ist, um zumindest teilweise die Außenfläche der Grundplatte 21 zu bedecken.
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Alternativ können auch alle Oberflächen der Grundplatte 21 mit der Schicht 24 bedeckt sein.
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In allen Ausführungsformen kann das metallische Material der leitenden Schicht 24 ein edles Material sein, wie Gold, Silber, Platin, oder ein unedles Material, wie Zinn oder Nickel.
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Edelmetalle sind extrem widerstandsfähig gegen chemische Veränderungen und damit gegen Korrosion. Darüber hinaus stellt die Plattierung eine härtere Gleitfläche als eine Epoxidbeschichtung bereit und ist damit im Laufe der Zeit widerstandsfähiger gegen den Bürstenabrieb.
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Unedle Metalle haben eine sehr schnelle Korrosionsschicht, die aber dünn genug ist, um gute elektrische Leistungen zu erhalten.
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Die Kombination einer Erdungsbürste mit einer leitenden Hülse, die eine Gleitfläche hat, die aus einem solchen leitenden Material hergestellt ist, verringert den Kontaktwiderstand und die Durchschlagspannung der Bürste während der Lebensdauer des Motors.
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Dank der Erfindung werden die Veränderungen der Gleitfläche während der Lebensdauer der Maschine reduziert.
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Es sollte beachtet werden, dass die elektrische Maschine mit Bezug auf eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben worden ist, bei der die Welle der rotierende Teil und das Gehäuse der nicht rotierende Teil ist. Die Erfindung bezieht sich jedoch auch auf Ausführungsformen, bei denen die Welle der nicht rotierende Teil und das Gehäuse der rotierende Teil ist. Im Allgemeinen ist die Fasererdungsbürste an dem nicht rotierenden Teil oder dem nicht rotierenden Ring des Lagers befestigt, und die leitende Hülse ist an dem rotierenden Teil oder dem rotierenden Ring des Lagers befestigt.
