DE202020101256U1

DE202020101256U1 - Bürstenanordnung für eine elektrische Maschine sowie eine elektrische Maschine mit der Bürstenanordnung

Info

Publication number: DE202020101256U1
Application number: DE202020101256.8U
Authority: DE
Original assignee: Chongqing Huaneng Hydro Power Equipment Manufacturing Co Ltd; Chongqing Huaneng Hydro Power Equipment Mfg Co Ltd
Current assignee: Chongqing Huaneng Hydro Power Equipment Manufacturing Co Ltd; Chongqing Huaneng Hydro Power Equipment Mfg Co Ltd
Priority date: 2020-03-06
Filing date: 2020-03-06
Publication date: 2020-03-12
Anticipated expiration: 2030-03-07

Abstract

Bürstenanordnung (1) für eine elektrische Maschine (7), wobei die elektrische Maschine (7) mindestens einen Schleifring (9) aufweist,mit einer Grundträgervorrichtung (2),mit mindestens einer Bürstenvorrichtung zur elektrischen Kontaktierung mit dem Schleifring (9), wobei die Bürstenvorrichtung (3) eine Bürste (4) und einer Bürstenträgereinrichtung zum Tragen der Bürste aufweist, wobei die Bürstenträgereinrichtung (6) mit der Grundträgervorrichtung (2) mechanisch verbunden ist und wobei die Bürste (4) an dem Schleifring (9) der elektrischen Maschine (7) zur Bildung eines Gleitkontaktes anordbar ist,dadurch gekennzeichnet, dassdie Bürstenvorrichtung (3) einen stromisolierten Entnahmegriff (5) aufweist, wobei die Bürstenvorrichtung (3) über den Entnahmegriff (5) von der Grundträgervorrichtung (2) zur Kontakttrennung der Bürste (4) von dem Schleifring (9) lösbar ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bürstenanordnung für eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit der Bürstenanordnung.
Zur Energieerzeugung, insbesondere zur Erzeugung von elektrischer Energie, werden in Kraftwerken, im Speziellen in Wasserkraftwerken, Generatoren eingesetzt, welche beispielsweise die kinetische Energie des Wassers in mechanische Energie bzw. elektrische Energie umwandeln. Eine Turbine treibt dabei über eine Welle den Generator an, sodass ein Rotor relativ zu einem Stator des Generators in Rotation versetzt wird. Grundsätzlich sind Generatoren elektrische Maschinen, wie Elektromotoren auch, wobei diese einen magnetischen Kreis als Funktionsprinzip nutzen. Auch bei Generatoren gibt es unterschiedliche Bauweisen, wobei sich beispielsweise elektrische Synchronmaschinen im Generatorbetrieb besonders gut für den Einsatz in Wasserkraftwerken eignen. Diese können mit einem statischen oder bürstenlosen Erregersystem zur Bereitstellung eines magnetischen Erregerfeldes ausgebildet sein. Dazu wird an einer Erregerwicklung im Rotor eine Erregerspannung angelegt. Bei statischen Erregersystemen erfolgt die Übertragung auf die Erregerwicklung des Rotors durch Kohlebürsten und Schleifringen.
So sind Bürstenmodule zur Stromübertragung auf eine drehende Welle einer stromerregten Synchronmaschine bekannt. Die Druckschrift DE 10 2017 202549 A1 betrifft ein Bürstenmodul für eine rotierende elektrische Maschine, insbesondere stromerregte Synchronmaschine, wobei das Bürstenmodul zumindest zwei Bürsten zur elektrischen Kontaktierung von Schleifringen der Maschine aufweist. Das Bürstenmodul weist eine Gehäusevorrichtung und einen Bürstenhalter zur Aufnahme und Halterung der Bürsten aufweist, wobei die Gehäusevorrichtung eine Auffangeinrichtung zur Aufnahme von Bürstenstaub der Bürsten aufweist. Alternativ ist die Gehäusevorrichtung derart ausgebildet, dass die Bürstenhalter voneinander beabstandet sind, wobei die Gehäusevorrichtung an einem den Schleifringen zugewandten Gehäuseabschnitt der Gehäusevorrichtung zumindest abschnittsweise einen Luftspalt zwischen den Bürstenhaltern ausbildet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bürstenanordnung für eine elektrische Maschine zu schaffen, welche sich durch eine schnelle und effiziente Instanthaltung und geringen Betriebskosten auszeichnet. Diese Aufgabe wird durch eine Bürstenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Synchronmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 34 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
Gegenstand der Erfindung ist eine Bürstenanordnung für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Generator, im Speziellen für eine Synchronmaschine, bevorzugt für einen Synchrongenerator zur Energieerzeugung. Vorzugsweise weist die elektrische Maschine einen Stator, auch Ständer genannt, und einen Rotor, auch Läufer genannt, auf. Der Stator bildet den stationären Teil der elektrischen Maschine, wobei der Rotor einen dynamischen Teil der elektrischen Maschine bildet und relativ zum Stator rotierbar ausgebildet ist. Der Stator weist vorzugsweise eine Ständerwicklung auf, wobei die Ständerwicklung aus vorzugsweise drei versetzten Wicklungssträngen gebildet ist. Der Rotor ist innerhalb des Stators rotierbar angeordnet. Der Rotor definiert vorzugsweise mit seiner Rotation um seine Längsachse eine Drehachse der elektrischen Maschine. Der Rotor ist vorzugsweise in seiner Grundform als eine zylindrische Welle oder als ein Rad mit einer mittigen und/oder konzentrischen Aufnahme und/oder Achse ausgebildet. Der Rotor weist vorzugsweise eine Rotorwicklung auf.
Beispielsweise ist die elektrische Maschine als die Synchronmaschine ausgebildet, wobei die Rotorwicklung als eine Erregerwicklung zur Erregung eines magnetischen Erregerfeldes mit der Ständerwicklung ausgebildet ist. Die Erregerwicklung ist vorzugsweise über ein Erregersystem mit einer Erregerspannung versorgbar. Dazu ist ein Gleichstrom an der Erregerwicklung anlegbar, sodass in einem Generatorbetrieb der Synchronmaschine bei rotierendem Rotor elektrische Energie erzeugt wird und/oder erzeugbar ist, wobei die elektrische Energie über die Ständerwicklung des Stators abgegeben wird und/oder abgebbar ist. Das Erregersystem ist vorzugsweise als ein statisches Erregersystem ausgebildet, welches sich von einem bürstenlosen Erregersystem unterscheidet.
Die elektrische Maschine weist mindestens einen Schleifring auf. Der Schleifring ist vorzugsweise mit der Rotorwicklung elektrisch verbunden. Insbesondere bildet der eine Schleifring ein erstes Ende der Rotorwicklung, wobei der eine Schleifring als ein erster Schleifkontakt für die Rotorwicklung ausgebildet ist. Die elektrische Maschine weist vorzugsweise mehrere Schleifringe auf. Insbesondere weist die elektrische Maschine mindestens zwei Schleifringe, bevorzugt genau zwei Schleifringe, auf. Besonders bevorzugt weist die elektrische Maschine einen ersten und einen zweiten Schleifring auf. Vorzugsweise bildet der erste Schleifring das erste Ende und der zweite Schleifring ein zweites Ende der Rotorwicklung. Insbesondere ist der zweite Schleifring als ein zweiter Schleifkontakt für die Rotorwicklung ausgebildet.
Der Schleifring weist vorzugsweise eine umlaufende Ringfläche auf, wobei der Schleifring vorzugsweise drehfest mit dem Rotor verbunden ist. Insbesondere weist der Rotor eine Welle und ein Polrad mit der Rotorwicklung auf, wobei der Schleifring koaxial und/oder konzentrisch zum Polrad ausgebildet und drehfest mit der Welle verbunden ist. Der Schleifring ist vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere aus einem elektrisch leitfähigen Metall oder Metalllegierung, wie beispielsweise Messing oder Edelstahl, gefertigt. Der Schleifring ist vorzugsweise ein oder mehrteilig ausgebildet. Beispielsweise ist der Schleifring bei einer mehrteiligen Bauform aus mehreren koaxialen Ringen gebildet. Der Schleifring weist vorzugsweise eine glatte Ringfläche auf. Alternativ weist der Schleifring eine Ringfläche mit einer Oberflächenstruktur auf. Beispielsweise weist der Schleifring als Oberflächenstruktur umlaufende Rillen oder Nuten auf. Alternativ weist der Schleifring quer verlaufende Rillen oder Nuten aus, welche quer zu einer Umlaufrichtung des Schleifrings ausgebildet sind. Allgemein ist der Schleifring als das Bauteil der elektrischen Maschine zu verstehen, welches mit der Übertragung von elektrischer Leistung, Signalen oder Daten beauftragt ist. Insbesondere mit der Übertragung von einem stationären Teil auf einen rotierenden Teil der elektrischen Maschine. Der Schleifring ist beispielsweise als ein integrales Bauteil des Rotors und/oder der Welle ausgebildet. Alternativ kann auch ein Ende der Welle und/oder des Rotors als Schleifring angesehen werden.
Die Bürstenanordnung weist eine Grundträgervorrichtung auf, wobei die Grundträgervorrichtung vorzugsweise um den Schleifring anordbar ausgebildet ist. Die Grundträgervorrichtung ist vorzugsweise als ein offener oder geschlossener Ring ausgebildet, wobei die Grundträgervorrichtung zumindest an einem Abschnitt des Schleifrings benachbart anordbar ausgebildet ist. Beispielsweise ist die Grundträgervorrichtung in seiner Grundform als ein Kreisbogen ausgebildet. Die Grundträgervorrichtung ist vorzugsweise ausgebildet, einen elektrischen Strom, insbesondere einen Erregerstrom, abzuleiten. Die Grundträgereinrichtung ist vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere elektrisch leitfähigen Metall, z.B. Edelstahl, gefertigt.
Ferner weist die Bürstenanordnung mindestens eine Bürstenvorrichtung auf. Die Bürstenvorrichtung ist zur elektrischen Kontaktierung mit dem Schleifring ausgebildet. Die Bürstenvorrichtung weist eine Bürste und eine Bürstenträgereinrichtung auf, wobei die Bürstenträgereinrichtung zum Tragen der Bürste ausgebildet ist. Die Bürste, oder auch Kohlebürste genannt, ist vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material oder Komposit, z.B. aus einer Graphit-Kupfer-Harz Mischung, gefertigt. Die Bürste ist an dem Schleifring der elektrischen Maschine zur Bildung eines Gleitkontaktes anordbar. Die Bürste ist vorzugsweise als ein weicher Reibungspartner und der Schleifring als ein harter Reibungspartner des Gleitkontaktes ausgebildet. Dadurch entsteht im Betrieb eine Abnutzung der Bürste. Unter Betrieb wird das Rotieren des Rotors relativ zum Stator der elektrischen Maschine verstanden, wobei der Schleifring um die Drehachse mit rotiert. Die Abnutzung der Bürste kann beispielsweise sich als Staub oder Abrieb, im folgenden nur noch Abrieb, auf umliegende Bauteile der elektrischen Maschine oder, wie aus dem Stand der Technik bekannt, auf ein Gehäuse der Bürstenvorrichtung ablagern.
Die Bürste kontaktiert den Schleifring vorzugsweise mit einer senkrechten Anstellung, insbesondere mit einem 90° Winkel zur Drehachse. Alternativ kontaktiert die Bürste den Schleifring mit einem Winkelversatz zur senkrechten Anstellung, beispielsweise mit einem Winkelversatz von weniger als 35°, insbesondere weniger als 20°, im Speziellen weniger als 15 °. Der Winkelversatz kann in Drehrichtung oder entgegen der Drehrichtung des Schleifrings ausgebildet sein, sodass ein reagierender und/oder stechender oder ein schleppender Gleitkontakt zwischen Bürste und Schleifring geschaffen ist. Die Bürste ist vorzugsweise in ihrer Grundform als ein Quader ausgebildet, wobei die Bürste vorzugsweise mit einer Stirnseite den Schleifring kontaktiert. Die Bürste ist vorzugsweise als eine einschichtige Bürste oder als eine Schichtbürste aus unterschiedlichen Werkstoffen ausgebildet. Bevorzugt ist die Bürste als eine Zwillingsbürste ausgebildet. Alternativ können mehrere Bürsten oder die eine oder mehrere Zwillingsbürsten zu einem Bürstenpaket zusammengefasst sein, wobei die eine Bürstenträgereinrichtung ausgebildet ist, die eine oder mehreren Zwillingsbürsten und/oder die mehreren Bürsten zu tragen.
Die Bürstenträgereinrichtung ist mit der Grundträgervorrichtung mechanisch verbunden, wobei die Bürstenvorrichtung vorzugsweise senkrecht zur Drehachse ausgebildet ist. Die Bürstenträgereinrichtung ist vorzugsweise als eine Bürstenaufnahme für die Bürste ausgebildet, wobei die Bürstenträgereinrichtung die Bürste mit der Grundträgervorrichtung mechanisch verbindet. Bevorzugt ist die Bürstenträgereinrichtung ausgebildet, die Bürste mit der Grundträgervorrichtung elektrisch und mechanisch zu verbinden. Die Bürstenträgereinrichtung ist vorzugsweise dazu aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise Metall, gefertigt, wobei eine elektrische Verbindung zwischen Bürste und Grundträgervorrichtung durch die Materialeigenschaften der Bürstenträgereinrichtung geschaffen ist. Alternativ oder optional ergänzend weist die Bürste einen Kabelschuh zur elektrischen Verbindung auf, wobei ein Ende des Kabelschuhs vorzugsweise mit der Bürstenträgereinrichtung verbunden ist. Vorzugsweise weist die Bürstenvorrichtung eine Federeinrichtung zur Erzeugung eines Bürstenanpressdrucks auf. Die Federeinrichtung presst vorzugsweise die Bürste senkrecht zur Drehachse entgegen dem Schleifring. Vorzugsweise ist die Federeinrichtung ausgebildet, den Bürstenanpressdruck an eine jeweilige Drehzahl des Rotors und/oder Schleifrings anzupassen.
Erfindungsgemäß weist die Bürstenvorrichtung einen stromisolierten Entnahmegriff auf. Der Entnahmegriff ist insbesondere gegenüber der Bürste, Bürstenträgereinrichtung und der Grundträgervorrichtung elektrisch isoliert. Der Entnahmegriff ist vorzugsweise als ein Handgriff für einen Benutzer ausgebildet, wobei der Entnahmegriff den Benutzer vor dem anliegenden elektrischen Strom schützt. Der Entnahmegriff ist vorzugsweise aus einem nicht elektrisch leitenden Material, insbesondere Isolierwerkstoff, wie beispielsweise einem nicht elektrisch leitenden Kunststoff oder Keramik, gefertigt. Der Entnahmegriff ist ausgebildet, die Bürstenvorrichtung von der Grundträgervorrichtung zur Kontakttrennung der Bürste von dem Schleifring zu lösen. Insbesondere ist die Bürstenvorrichtung über den Entnahmegriff von der Grundträgervorrichtung mechanisch und elektrisch trennbar ausgebildet. Bevorzugt wird bei der Entnahme der Bürstenvorrichtung der elektrische Kontakt unterbrochen, wobei die Bürste strom- und/oder spannungsfrei an der Bürstenträgereinrichtung verbleibt. Die Bürstenvorrichtung mit dem Entnahmegriff ist ausgebildet, im Betrieb der elektrischen Maschine die Bürste von dem Schleifring zur Kontakttrennung zu lösen. Die Bürstenanordnung weist vorzugsweise mehrere Bürstenvorrichtungen auf, wobei die Bürstenvorrichtungen mit der Grundträgervorrichtung verbunden sind. Die Bürstenvorrichtungen sind vorzugsweise umlaufend um den Schleifring angeordnet und elektrisch parallelgeschaltet. Dadurch ist beim Lösen einer der Bürstenvorrichtungen, beispielsweise zur Erneuerung einer verschlissenen Bürste, der elektrische Kontakt über die anderen parallelgeschaltete Bürstenvorrichtungen mit dem Schleifring gewährleistet. Der Entnahmegriff dient zur Entnahme der Bürstenvorrichtung im Betrieb der elektrischen Maschine, beispielsweise zur Instandsetzung der Bürste, wobei die Bürstenvorrichtung über den Entnahmegriff der Grundträgervorrichtung zur Kontaktierung wieder zuführbar ist. Beispielsweise nach Instandsetzung einer verschlissenen Bürste durch eine andere Bürste ist die Bürstenvorrichtung im Betrieb der elektrischen Maschine mit der Grundträgervorrichtung mechanisch und elektrisch verbindbar, wobei der isolierte Entnahmegriff den Benutzer beim Zuführen vor elektrischem Strom schützt.
Vorteilhaft ist, dass durch den isolierten Entnahmegriff eine Bürstenanordnung geschaffen ist, welche sich durch eine sichere und schnelle Entnahme der Bürstenvorrichtungen auszeichnet, sodass verschlissene Bürsten im laufenden Betrieb der elektrischen Maschine instandgesetzt werden können und durch neue Bürsten austauschbar sind. Dadurch reduzieren sich die Instandsetzungsarbeiten bei welchen die elektrische Maschine angehalten werden muss. Weiterhin werden plötzlich Ausfälle durch einen Abriss der elektrischen Kontaktierung der Bürste mit dem Schleifring vermieden. Besonders bei einem sog. Bürstenfeuer, bei welchen der Abrieb zu einem Funkenflug führt, kann durch den Entnahmegriff schnell auf das Ereignis reagiert werden und die betroffene Bürste schnell von dem Schleifring abgezogen werden. Vorteilhaft ist, dass durch die vorgeschlagene Bürstenanordnung ein verbesserte Verschleißkontrolle der Bürsten durch einen Benutzer erfolgen kann, da durch den Entnahmegriff die Bürstenvorrichtung im Betrieb gelöst werden kann, um einen Verschleiß der Bürste zu überprüfen. Weiterhin ist vorteilhaft, dass bei mehreren Bürstenvorrichtungen über den jeweiligen Entnahmegriff die Bürsten einzeln lösbar ausgebildet sind, sodass der Betrieb der elektrischen Maschine durch die anderen Bürstenvorrichtungen sichergestellt ist. Zusammengenommen ist eine Bürstenanordnung geschaffen, welche sich durch geringe Instandhaltungskosten auszeichnet, da Instandhaltungsarbeiten reduziert, auf Störungen schnell reagiert und Ausfälle der elektrischen Maschine reduziert werden.
Bei einer bevorzugen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Entnahmegriff mit der Bürstenträgereinrichtung mechanisch verbunden ist. Der Entnahmegriff ist an der Bürstenträgereinrichtung festgelegt. Der Entnahmegriff ist gegenüber der Bürstenträgereinrichtung elektrisch isoliert ausgebildet. Vorzugsweise ist durch Ziehen des Benutzers an dem Entnahmegriff die Bürstenträgereinrichtung von der Grundträgervorrichtung lösbar. Vorzugsweise ist der Entnahmegriff ausgebildet, die Bürstenträgereinrichtung von der Grundträgereinrichtung zur Kontakttrennung der Bürste von dem Schleifring zu lösen.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Entnahmegriff einen Handbetätigungsabschnitt zur Betätigung durch den Benutzer und einen Verlängerungsabschnitt auf. Der Handbetätigungsabschnitt ist vorzugsweise als ein Handgriff und/oder als ein Hebel und/oder als ein Henkel zum Greifen durch den Benutzer ausgebildet. Vorzugsweise ist der Handbetätigungsabschnitt in seiner Grundform als ein geschlossener Kreis oder Oval ausgebildet. Alternativ ist dieser als ein geöffneter Ring oder als ein abgewinkelter Arm ausgebildet. Der Handbetätigungsabschnitt weist vorzugsweise eine elektrisch isolierende Beschichtung oder Überzug auf. Alternativ oder optional ergänzend ist dieser aus einem Isolierwerkstoff, z.B. aus nicht elektrisch leitendem Kunststoff oder Keramik, hergestellt. Der Verlängerungsabschnitt ist vorzugsweise als ein senkrecht zur Drehachse ausgebildeter stabförmiges Verbindungselement ausgebildet. Der Verlängerungsabschnitt weist vorzugsweise, wie der Handbetätigungsabschnitt, eine isolierende Beschichtung oder Überzug auf und/oder ist aus einem Isolierwerkstoff gefertigt.
Der Verlängerungsabschnitt des Entnahmegriffs ist ausgebildet, den Handbetätigungsabschnitt mit der Bürstenträgereinrichtung zu verbinden. Insbesondere ist der Verlängerungsabschnitt mit der Bürstenträgereinrichtung mechanisch verbunden. Die Bürstenvorrichtung ist über den Entnahmegriff von der Grundträgervorrichtung zu lösen, wobei die Bürstenträgereinrichtung vorzugsweise durch Greifen des Handbetätigungsabschnitt durch den Benutzer über den Verlängerungsabschnitt von der Grundträgereinrichtung abziehbar ausgebildet ist. Vorteilhaft ist, dass durch den Handbetätigungsabschnitt ein komfortables und sicheres Greifen des Entnahmegriffs sichergestellt ist, wobei der Verlängerungsabschnitt als ein Mindestabstand für den Benutzer fungiert, sodass der Benutzer von den stromführenden Bauteilen der elektrischen Maschine und/oder Bürstenanordnung entfernt gehalten wird. Dadurch ist eine sichere Bürstenanordnung geschaffen.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verlängerungsabschnitt eine Bewegungsachse für den Entnahmegriff definiert, wobei die Bewegungsachse senkrecht zu der Drehachse des Schleifrings der elektrischen Maschine ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Bürstenvorrichtung durch eine axiale Bewegung des Entnahmegriffs entlang der Bewegungsachse von der Grundträgervorrichtung lösbar oder zuführbar ausgebildet.
Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung weist die Bürstenvorrichtung eine Verriegelungseinrichtung zum Sperren der Entnahme der Bürstenvorrichtung auf. Alternativ weist die Grundträgervorrichtung die Verriegelungseinrichtung auf. Die Verriegelungseinrichtung ist vorzugsweise mit der Bürstenträgereinrichtung verbunden, wobei die Verriegelungseinrichtung vorzugsweise ausgebildet ist, das Lösen der Bürstenträgereinrichtung von der Grundträgervorrichtung zu sperren oder freizugeben. Alternativ oder optional ergänzend ist die Verriegelungseinrichtung ausgebildet, ein Lösen der Bürste aus der Bürstenträgereinrichtung zu sperren oder freizugeben, sodass die Verriegelungseinrichtung eine Verliersicherung für die Bürste bildet. Die Verriegelungseinrichtung ist mit dem Entnahmegriff zum Sperren und Lösen wirkverbunden. Insbesondere ist die Verriegelungseinrichtung durch den Entnahmegriff betätigbar. Beispielsweise weist der Entnahmegriff ein Betätigungselement, z.B. einen Knopf oder einen Hebel, auf, wobei dieses vorzugsweise am Handbetätigungsabschnitt angeordnet ist. Beispielsweise ist der Verlängerungsabschnitt des Entnahmegriffs mit der Verriegelungseinrichtung verbunden, wobei diese über das Betätigungselement am Handbetätigungsabschnitt betätigbar ist.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verriegelungseinrichtung ausgebildet ist, durch eine Drehbewegung des Entnahmegriffs um die Bewegungsachse die Bürstenvorrichtung zu sperren oder zu lösen. Vorzugsweise ist die Drehbewegung als eine Drehung um weniger oder genau 180°, im Speziellen als eine Drehung um 90° um die Bewegungsachse ausgebildet.
Beispielsweise ist der Handbetätigungsabschnitt in einer Sperrposition des Entnahmegriffs parallel zur Drehachse orientiert und/oder angeordnet, wobei zum Lösen der Bürstenvorrichtung der Handbetätigungsabschnitt um 90° um die Bewegungsachse in eine Freigabeposition des Entnahmegriffs drehbar ist. Beispielsweise ist die Bürstenvorrichtung in der Freigabeposition von der Grundträgervorrichtung lösbar ausgebildet, sodass diese vorzugsweise in axialer Richtung in Bezug auf die Bewegungsachse zur Kontakttrennung der Bürsten vom Schleifring abziehbar ist. Vorzugsweise ist der Verriegelungseinrichtung durch die Drehbewegung des Entnahmegriffs ver- und entriegelbar ausgebildet. Vorzugsweise ist die Verriegelungseinrichtung als eine „Schlüssel-Schloss“-Verriegelung ausgebildet, wobei der Entnahmegriff vorzugsweise einen Schlüsselabschnitt zur Verbindung mit einer Verriegelungseinrichtung und die Verriegelungseinrichtung einen Schlossabschnitt zur Aufnahme des Schlüsselabschnitts aufweist. Vorzugsweise weist der Schlossabschnitt eine Aussparung zum Einstecken des Schlüsselabschnitts auf. Beispielsweise ist die Aussparung als eine Art „Schlüsselloch“ ausgebildet, wobei durch die Drehung um die Bewegungsachse der Schlüsselabschnitt mit dem Schlossabschnitt formschlüssig verbindbar ist.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Realisierung ist vorgesehen, dass die Bürstenvorrichtung einen Formschlussabschnitt und einen Aufnahmeabschnitt aufweist. Der Aufnahmeabschnitt ist vorzugsweise mit der Grundträgervorrichtung mechanisch und/oder elektrisch verbunden. Der Aufnahmeabschnitt weist vorzugsweise eine Aufnahmekontur auf, wobei der Formschlussabschnitt vorzugsweise eine Formschlussgegenkontur aufweist. Der Formschlussabschnitt ist mit dem Aufnahmeabschnitt formschlüssig verbindbar. Besonders bevorzugt weist die Bürstenträgereinrichtung den Formschlussabschnitt und den Aufnahmeabschnitt auf, sodass eine zweiteilige Bürstenträgereinrichtung gebildet ist. Ferner ist der Entnahmegriff ausgebildet, den Formschlussabschnitt aus dem Aufnahmeabschnitt zu lösen. Vorzugsweise ist der Formschlussabschnitt aus dem Aufnahmeabschnitt durch Verlagern des Entnahmegriffs senkrecht zur Drehachse lösbar. Beim Lösen und/oder Abziehen des Formschlussabschnitts verbleibt der Aufnahmeabschnitt vorzugsweise an der Grundträgervorrichtung. Vorzugsweise sind diese über eine Schraubverbindung mechanisch verbunden. Im Betrieb sind der Formschluss- und der Aufnahmeabschnitt miteinander verbunden, wobei beispielsweise die Bürstenvorrichtung zum Wechseln der Bürste über den Formschluss- und den Aufnahmeabschnitt trennbar ausgebildet sind.
In einer bevorzugten Realisierung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Grundträgervorrichtung mit der Bürstenvorrichtung elektrisch verbunden ist. Vorzugsweise stellt die Bürstenvorrichtung über die mechanische Verbindung, insbesondere über ein Befestigungsmittel, einen elektrischen Kontakt mit der Grundträgervorrichtung bereit. Alternativ oder optional ergänzend weist die Bürstenanordnung einen Kabelkontaktierung zwischen diesen als elektrischen Verbindung auf. Ferner ist vorgesehen, dass die Bürstenträgereinrichtung mit der Grundträgervorrichtung und der Bürste zur elektrischen Übertragung verbunden ist, sodass die Bürste mit dem Schleifring der elektrischen Maschine über den Gleitkontakt elektrisch verbindbar ist. Vorzugsweise ist die Bürstenträgereinrichtung zum elektrischen Verbinden der Grundträgereinrichtung mit der Bürste aus einem elektrisch leitfähigen Material, z.B. einem leitfähigen Metall, gefertigt. Bevorzugt ist die Bürstenträgereinrichtung ein stromführendes Bauteil der Bürstenvorrichtung. Der Strom, beispielsweise der Erregerstrom, ist von der Grundträgervorrichtung über die Bürstenträgereinrichtung zur Bürste führbar.
In einer weiteren bevorzugten Realisierung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bürstenanordnung eine Abriebschutzvorrichtung aufweist. Die Abriebschutzvorrichtung dient zum Zurückhalten von Abrieb der Bürste und/oder des Schleifrings, sodass Ablagerungen des Abriebs auf die Bürstenvorrichtung und/oder Grundträgereinrichtung und/oder auf die elektrische Maschine und/oder auf Umgebungskonstruktionen vermieden wird. Die Abriebschutzvorrichtung weist ein Gehäuse mit mindestens einer Durchgangsöffnung auf. Das Gehäuse ist vorzugsweise als eine ringförmige Abschirmung um den Schleifring umlaufend ausgebildet, wobei das Gehäuse vorzugsweise mit der Grundträgervorrichtung mechanisch verbunden ist. Das Gehäuse bildet vorzugsweise einen Gehäuseinnenraum, wobei der Schleifring im Gehäuseinnenraum anordbar ist, um den Abrieb im Gehäuseinnenraum zurück zu halten. Die Abriebschutzvorrichtung ist derart ausgebildet, dass sich zumindest die Bürste und/oder ein Abschnitt der Bürste durch die Durchgangsöffnung zur Kontaktierung mit dem Schleifring der elektrischen Maschine erstreckt und/oder erstreckbar ist. Vorzugsweise bildet die Durchgangsöffnung eine Aussparung im Gehäuse mit in etwa der Größenabmessung der Bürste, wobei diese durch die Durchgangsöffnung erstreckbar ist, sodass die Durchgangsöffnung im Wesentlichen verdeckt ist und kein Abrieb durch die Durchgangsöffnung außerhalb des Gehäuses beziehungsweise Gehäuseinnenraums austreten kann.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bürste in einem Luftspalt zwischen dem Gehäuse und dem Schleifring angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Luftspalt als ein Ringraum ausgebildet, wobei das Gehäuse und der Schleifring den Ringraum definieren. Ferner ist die Abriebschutzvorrichtung ausgebildet, den Abrieb der Bürste und/oder des Schleifrings innerhalb des Luftspalts zurückzuhalten. Vorzugsweise weist der Luftspalt eine Abmessung von weniger als 1m, vorzugsweise von weniger als 50cm, im Speziellen von weniger als 30cm in radialer Richtung in Bezug auf die Drehasche auf.
In einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abriebschutzvorrichtung eine Absaugeinrichtung aufweist, wobei die Absaugeinrichtung mit dem Gehäuse zum Absaugen von Abrieb verbunden ist. Die Absaugeinrichtung ist vorzugsweise als eine mobile oder stationäre Absaugeinrichtung ausgebildet, wobei die Absaugeinrichtung vorzugsweise Abrieb und/oder Partikel aus dem Luftspalt und/oder dem Gehäuseinnenraum absaugt. Vorzugsweise ist die Absaugeinrichtung als ein Vakuumsauger zur Erzeugung eines Fluidstroms ausgebildet.
In einer konstruktiven Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Absaugeinrichtung mindestens einen Absaugschlauch und eine Absaugeinheit aufweist. Die Absaugeinheit ist vorzugsweise zur Erzeugung des Fluidstrom ausgebildet. Der Absaugschlauch ist mit dem Gehäuse und mit der Absaugeinheit fluidtechnisch verbinden. Insbesondere verbindet der Absaugschlauch das Gehäuse und die Absaugeinheit luftdicht miteinander. Der Absaugschlauch ist mit dem Gehäuse an einer Verbindungsstelle verbunden, wobei die Verbindungsstelle vorzugsweise einen Absaugbereich innerhalb des Gehäuses definiert. Vorzugsweise gelangt der Abrieb, welcher sich im Absaugbereich befindet, über den Absaugschlauch außerhalb des Gehäuses. Mit anderen Worten wir der Abrieb im Absaugbereich durch die Absaugeinheit angezogen und abtransportiert. Vorzugsweise ist der Absaugschlauch als ein Kunststoffschlauch und/oder als ein Abluftschlauch und/oder als ein stahldrahtverstärkter Absaugschlauch ausgebildet. Bevorzugt weist die Absaugeinrichtung mehrere zusammengeschaltete Absaugschläuche auf, wobei die mehreren Absaugschläuche mit dem Gehäuse an mehreren Verbindungsstellen verbunden sind, wobei mehrere Absaugbereiche innerhalb des Gehäuses gebildet sind. Vorzugsweise sind die Absaugbereiche gleichmäßig beabstandet zueinander ausgebildet, sodass eine gleichmäßige Absaugung des Abriebs umlaufend um den Schleifring gebildet ist.
Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung weist die Absaugeinrichtung einen Filter zur Trennung von Abrieb aus dem Fluidstrom auf. Der Filter funktioniert als ein Abscheider für Partikel und/oder Abrieb im Fluidstrom, insbesondere einem Luftstrom, sodass diese aus dem Fluidstrom abgetrennt werden. Beispielsweise ist der Filter als ein Trockenfilter ausgebildet und weist ein Gewebe, z.B. Papier oder Vlies, oder Schaumstoff zum Abscheider des Abriebs auf. Alternativ weist die Absaugeinrichtung einen Fliehkraftabscheider, auch Zyklonfilter genannt, als Filter auf, welcher mittels Zentrifugalkräfte die Partikel und/oder Abrieb aus einem Luftstrom abscheidet.
In einer bevorzugten Weiterentwicklung weist die Absaugeinrichtung einen Zulauf zur Rückführung eines gereinigten Fluidstroms der Absaugeinheit auf, wobei der Zulauf mit der Absaugeinheit und dem Gehäuse fluidtechnisch verbinden ist. Vorzugsweise ist der Zulauf als ein Schlauch ausgebildet, welcher mit dem Gehäuse verbunden ist. Beispielsweise ist der Zulauf auf einer der Verbindungsstelle des Absaugschlauches gegenüberliegenden Seite des Gehäuses angeordnet. Insbesondere dient der Zulauf zum Druckausgleich innerhalb des Gehäuses. Für einen effektiven Abtransport von Abrieb ist eine hohe Absaugleistung der Absaugeinrichtung nötig, wobei ein Unterdruck entsteht, welcher ausgeglichen werden muss. Zumal ist durch den Zulauf vorzugsweise ein geschlossener Absaugkreislauf geschaffen, in welcher der Fluidstrom, insbesondere die Luft, abgesaugt und wieder zugeführt wird. Insbesondere entsteht zwischen dem Zulauf und dem Absaugbereich eine Strömungsrichtung des Fluidstroms im Luftspalt, sodass beispielsweise eine dazwischen liegende Bürste mit Abrieb gezielt abgesaugt werden kann.
Bei einer bevorzugen Realisierung der Erfindung weist die Abriebschutzvorrichtung eine Kühleinrichtung zur Kühlung der Bürste und/oder des Schleifrings der elektrischen Maschine auf. Beispielsweise weist die Kühleinrichtung eine Kühlstruktur, z.B. Kühlrippen, auf, wobei die Kühlstruktur an dem Gehäuse zur Kühlung des Fluidstroms angeordnet ist.
Bei einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kühleinrichtung einen Kühlfluidstrom zur Kühlung erzeugt, wobei die Kühleinrichtung mit der Absaugeinrichtung verbunden ist. Vorzugsweise weist der Kühlfluidstrom eine niedrigere Temperatur als die Bürstenanordnung und/oder der Schleifring auf. Die Kühleinrichtung ist ausgebildet, den Fluidstrom über den Zulauf dem Gehäuse zur Kühlung der Bürsten und/oder des Schleifrings zuzuführen. Beispielsweise kühlt die Kühleinrichtung den zurückgeführten Fluidstrom der Absaugeinheit. Vorzugsweise ist die Kühleinrichtung mit der Absaugeinheit zur Kühlung des zurückgeführten Fluidstrom verbunden und/oder in der Absaugeinheit integriert.
Bei einer besonders bevorzugen Realisierung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bürstenvorrichtung mindestens einen Sensor aufweist. Der Sensor ist ausgebildet, Messdaten der Bürste und/oder des Schleifrings der elektrischen Maschine zu erzeugen. Der Sensor ist vorzugsweise als ein analoger oder als ein digitaler Sensor ausgebildet. Beispielsweise ist der Sensor als ein Verschlei ßsensor ausgebildet, wobei der Verschleißsensor einen Kontaktdraht aufweist, welcher bei einer verschlissenen Bürste freiliegt und bei Kontakt mit dem Schleifring ein Signal sendet. Alternativ oder optional ergänzend ist der Sensor als ein Thermosensor oder als ein Drucksensor oder als ein Widerstandssensor oder als ein Magnetfeldsensor ausgebildet. Die Messdaten der Bürste und/oder des Schleifrings sind vorzugsweise Daten zur Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, Ausdehnung oder elektrischen Widerstand. Die Messdaten dienen vorzugsweise zur Erkennung einer verschlissenen Bürste oder zur Erkennung von Bürstenfeuer oder anderen Störungen des Gleitkontaktes zwischen Bürste und Schleifring.
Bei einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung weist die Bürstenvorrichtung eine Schnittstelleneinrichtung zur Übernahme der Messdaten des Sensors auf, wobei die Schnittstelleneinrichtung ausgebildet ist, eine Datenverbindung zur Übertragung der Messdaten aufzubauen. Der Sensor ist vorzugsweise mit der Schnittstelleneinrichtung elektrisch verbunden. Vorzugsweise ist die Schnittstelleneinrichtung als eine Maschinenschnittstelle zur Datenverbindung mit weiteren Maschinen ausgebildet, wobei die Schnittstelleneinrichtung physikalische Messdaten des Sensors empfängt und über die Datenverbindung an die weiteren Maschinen sendet.
In einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung ist vorgesehen, dass die Datenverbindung als eine drahtlose und/oder drahtungebundene Datenkommunikationsverbindung zur Übertragung der Messdaten ausgebildet ist. Vorzugsweise ist diese als eine Funkverbindung ausgebildet. Bevorzugt verwendet die Funkverbindung ein Kommunikationsprotokoll, beispielsweise eine IEEE 802.11, auch W-LAN genannt, oder Bluetooth, um die Messdaten drahtlos zu übertragen.
Bei einer weiteren Realisierung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bürstenanordnung eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung der Bürste und/oder des Schleifrings aufweist. Die Überwachungsvorrichtung gibt vorzugsweise dem Benutzer ein Signal und/oder Mitteilung aus, wenn eine Bürste verschlissen ist oder informiert diesen über den derzeitigen Zustand der Bürste und/oder des Schleifrings. Die Überwachungsvorrichtung ist vorzugsweise als ein Computer mit einer Software ausgebildet. Alternativ oder optional ergänzend ist die Überwachungsvorrichtung als ein SCADA-Kontrollsystem (Supervisory Control And Data Acquisition) ausgebildet, wobei das SCADA-Kontrollsystem beispielsweise mehrere Prozesse in einer Anlage, z.B. einem Kraftwerk, überwacht und steuert. Die Überwachungsvorrichtung ist ausgebildet, die Messdaten des Sensors über die Datenverbindung der Schnittstelleneinrichtung zu empfangen. Die Schnittstelleneinrichtung und die Überwachungsvorrichtung kommunizieren die Messdaten miteinander, vorzugsweise über die drahtlose Datenkommunikationsverbindung, wobei die Überwachungsvorrichtung vorzugsweise die Messdaten verarbeitet und dem Benutzer bereitstellt.
In einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Überwachungsvorrichtung mit einem mobilen Endgerät mit einer Anzeigeneinrichtung kommunizierbar ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das mobile Endgerät als ein Smartphone, Tablet, Handheld oder Notebook ausgebildet, wobei die Anzeigeeinrichtung vorzugsweise als eine optische Signalanzeigeeinrichtung z.B. ein Display oder Touch-Display, ausgebildet ist. Die Überwachungsvorrichtung stellt Metadaten auf Basis der Messdaten zum Anzeigen auf der Anzeigeeinrichtung des mobilen Endgerätes bereit. Die Metadaten sind strukturierte Daten, welche Informationen über die Messdaten enthalten oder auf ihnen basieren. Vorzugsweise sind die Metadaten abgeleitete Daten zum Zustand der Bürste aus den Messdaten. Beispielsweise werden aus der Temperatur oder dem elektrischen Widerstand der Bürste Metadaten zur geschätzten Lebensdauer oder der Verschleiß der Bürste in Millimeter erzeugt. Vorzugsweise zeigt das mobile Endgerät einen Verschleißzustand der Bürste an. Bevorzugt weist das mobile Endgerät eine Software mit einer Benutzeroberfläche für den Benutzer auf. Dadurch kann der Verschleiß der Bürste schnell dem Benutzer mitgeteilt und visualisiert werden. Beispielsweise ist die Software ausgebildet, ein Instandsetzungsprotokoll der Bürste dem Benutzer anzuzeigen, sodass dieser getätigte Instandsetzungen der Bürste überprüfen kann.
In einer weiteren bevorzugten Realisierung der Erfindung weist die Bürstenanordnung eine Kopplungsvorrichtung zur Kopplung der Bürstenvorrichtung und dem Schleifring auf. Die Kopplungseinrichtung ist vorzugsweise zum Schieben und Ziehen, alternativ zum Heben und Senken, der Bürstenvorrichtung ausgebildet. Vorzugsweise ist die Bürstenvorrichtung über die Kopplungsvorrichtung in axialer Richtung in Bezug auf die Bewegungsachse verlagerbar, sodass die Bürste von dem Schleifring abhebbar ausgebildet ist. Besonders bevorzugt verbleibt dabei die Bürstenvorrichtung an der Grundträgervorrichtung. Beispielsweise ist die Kopplungsvorrichtung als ein Kipp- und/oder Schwenkmechanismus oder als ein bewegliches Gelenk ausgebildet. Die Kopplungsvorrichtung ist elektrisch und/oder pneumatisch ansteuerbar, sodass vorzugsweise ein automatisches Schieben und Ziehen der Bürstenvorrichtung ausführbar ist. Beispielsweise weist die Kupplungsvorrichtung einen elektrisch ansteuerbaren Motor auf, welcher mit der Bürstenvorrichtung wirkverbunden ist. Alternativ weist die Kupplungsvorrichtung einen hydraulischen Zylinder auf. Grundsätzlich kann die Kopplungsvorrichtung konstruktiv beliebig realisiert sein, wobei die Kopplungsvorrichtung die Aufgabe hat, die Bürstenvorrichtung bei Bedarf automatisch von dem Schleifring zu trennen oder zu verbinden. Beispielsweise ist die Kopplungsvorrichtung als ein integrales Bauteil mit der Bürstenvorrichtung verbunden und ermöglicht durch eine mechanische Bewegung, z.B. durch ein Umklappen, ein Kippen oder ein Schwenken, der Bürstenvorrichtung, dass die Bürste von dem Schleifring abgezogen wird und/oder abziehbar ist. Die Kopplungsvorrichtung dient vorzugsweise zum automatischen Verbinden oder Trennen, wobei ein Wechsel der Bürsten, beispielsweise zur Instandsetzung der Bürste, nach wie vor durch den Entnahmegriff und den Benutzer vorgenommen wird. Vorzugsweise sind die mehreren Bürstenvorrichtungen über mehrere Kopplungsvorrichtungen unabhängig und/oder einzeln von den Schleifringen trennbar oder mit ihnen verbindbar. Beispielsweise kann bei niedriger Drehzahl der elektrischen Maschine und/oder bei niedrigeren Strömen, insbesondere niedrigen Erregerströmen, ein Teil der mehreren Bürstenvorrichtungen von den Schleifringen getrennt werden, sodass die elektrische Kontaktierung der Bürstenvorrichtungen mit den Schleifringen über die Kopplungsvorrichtungen abhängig eines Parameters der elektrischen Maschine, z.B. Drehzahl, Strom oder Spannung, gesteuert werden kann und/oder steuerbar ist. Vorteilhaft ist, dass bei geringer Auslastung der elektrischen Maschine und/oder niedrigen Strömen nur ein Teil der Bürsten die elektrische Leistung übertragen, jedoch diese mit einem möglichst geringen Verschleiß betreiben werden können. Zudem kann vermieden werden, dass bei zu niedrigen Strömen in den einzelnen Bürsten die elektrische Kontaktierung mit den Schleifringen unterbrochen wird und/oder abreißt.
Bei einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kopplungsvorrichtung von der Überwachungsvorrichtung erzeugte Steuerungsdaten empfängt, wobei die Steuerungsdaten einen Befehl zum Koppeln oder Entkoppeln der Bürste von dem Schleifring enthalten. Insbesondere ist die Kupplungsvorrichtung über die Überwachungsvorrichtung steuerbar ausgebildet. Vorzugsweise ist die Bürstenvorrichtung über die Software des Überwachungsvorrichtung oder das SCADA-Kontrollsystem automatisch und/oder automatisiert steuerbar.
Bei einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kopplungsvorrichtung mit der Schnittstelleneinrichtung zum Empfangen der Steuerungsdaten verbunden ist. Vorzugsweise sind diese über eine drahtgebundene Verbindung verbunden.
Bei einer weiteren Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuerungsdaten der Überwachungsvorrichtung auf Basis der Messdaten des Sensors gebildet sind. Dadurch ist vorzugsweise ein Schieben und Ziehen der Bürstenvorrichtung durch die Kopplungsvorrichtung abhängig der erzeugten Messdaten des Sensors. Beispielsweise sendet der Sensor einen Messwert, wie z.B. Temperatur, an die Überwachungsvorrichtung, wobei die Überwachungsvorrichtung einen zuvor festgelegten Grenzwert, z.B. eine Grenztemperatur, aufweist, wobei die Überwachungsvorrichtung den Messwert mit dem Grenzwert vergleicht und gegebenenfalls beim Überschreiten des Grenzwertes die Steuerungsdaten mit dem Befehl zum Entkoppeln der Bürstenvorrichtung an die Kopplungsvorrichtung sendet.
Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Überwachungsvorrichtung als das mobile Endgerät ausgebildet ist, wobei das mobile Endgerät zum Empfangen der Messdaten und/oder zum Senden der Steuerungsdaten mit der Schnittstelleneinrichtung verbindbar und/oder verbunden ist. Die Bürstenanordnung weist vorzugsweise die Kopplungsvorrichtung auf, wobei die Kopplungsvorrichtung vorzugsweise zum Empfangen der Steuerungsdaten des mobilen Endgerätes mit der Schnittstelleneinrichtung verbunden ist. Vorzugsweise ist die Kopplungseinrichtung über die drahtlose Datenkommunikationsverbindung von dem mobilen Endgerät aus steuerbar. Beispielsweise kann der Benutzer über die Anzeigeeinrichtung des mobilen Endgerätes das Schieben und Ziehen der Bürstenvorrichtung steuern. Vorzugsweise sind Messdaten des Sensors auf dem mobilen Endgerät in Echtzeit anzeigbar.
Bei einer besonders bevorzugten Realisierung der Erfindung weist die Bürstenanordnung mehrere Bürstenvorrichtungen zur umlaufenden Kontaktierung mit dem Schleifring der elektrischen Maschine auf, wobei die mehreren Bürstenvorrichtungen mit der einen Grundträgervorrichtung verbunden sind. Die Bürstenvorrichtungen sind umlaufend um den Schleifring anordbar, wobei die Grundträgervorrichtung vorzugsweise als ein gemeinsamer Träger zur mechanischen und elektrischen Verbindung mit den Bürstenvorrichtungen ausgebildet ist. Vorzugsweise sind die Bürstenvorrichtungen gelichmäßig benachbart auf der Grundträgervorrichtung angeordnet, wobei die Bürstenvorrichtungen mit ihren Bürsten bevorzugt zentrisch zur Mitte des Schleifrings und/oder zur Drehachse hin ausgerichtet sind. Alternativ oder optional ergänzend sind die Bürstenvorrichtungen in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse höhenversetzt auf der Grundträgervorrichtung angeordnet.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Weiterentwicklung weist die Grundträgervorrichtung eine erste und eine zweite Kontaktträgereinrichtung auf. Die erste und die zweite Kontaktträgereinrichtung sind vorzugsweise koaxial und/oder konzentrisch in Bezug auf die Drehachse ausgebildet und in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse versetzt zueinander angeordnet. Vorzugsweise sind die erste und die zweite Kontaktträgereinrichtung als stromführende Bauteile ausgebildet. Die erste Kontaktträgereinrichtung ist mit mindestens einer der Bürstenvorrichtungen zur Kontaktierung mit einem ersten Schleifring der elektrischen Maschine mechanisch verbunden, wobei die zweite Kontaktträgereinrichtung mit mindestens einer der Bürstenvorrichtungen zur Kontaktierung eines zweiten Schleifrings der elektrischen Maschine mechanisch verbunden ist. Vorzugsweise weist die elektrische Maschine, insbesondere die als Synchronmaschine ausgebildete elektrische Maschine, den ersten und den zweiten Schleifring auf. Beispielsweise ist die Synchronmaschine mit einem Erregerstrom des Erregersystems erregbar, wobei der Erregerstrom als ein Gleichstrom ausgebildet ist, wobei die erste und die zweite Kontaktträgereinrichtung mit unterschiedlicher Polarität gleichbleibend betrieben werden.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Weiterentwicklung der Erfindung weist die Grundträgervorrichtung eine Isolatoreinrichtung zur elektrischen Isolation auf. Die Isolatoreinrichtung ist mit der ersten und der zweiten Kontaktträgereinrichtung mechanisch verbunden. Die Isolatoreinrichtung trennt die beiden Kontaktträgereinrichtung elektrisch voneinander. Insbesondere sind die beiden Kontaktträgereinrichtungen durch die Isolatoreinrichtung elektrisch isoliert voneinander, sodass diese beispielweise mit einer Gleichspannung versorgt werden können. Die Isolatoreinrichtung ist vorzugsweise aus einem nicht elektrisch leitfähigen Material, z.B. einem Kunststoffmaterial oder Keramik, gefertigt. Beispielsweise ist die Isolatoreinrichtung als eine Stegverbindung zwischen den beiden Kontaktträgereinrichtungen ausgebildet. Die Stegverbindung isoliert und beabstandet die beiden Kontaktträgereinrichtungen voneinander, sodass kein elektrischer Strom, z.B. durch Funkenschlag, übertragbar ist.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Isolatoreinrichtung als eine Isolationsschicht aus einem Isolierstoff ausgebildet ist. Die Isolationsschicht ist mit der ersten und der zweiten Kontaktträgereinrichtung verbunden. Insbesondere ist die Isolationsschicht vollflächig mit den beiden Kontaktträgereinrichtung verbunden. Bevorzugt sind die erste und die zweite Kontaktträgereinrichtung mit der Isolationsschicht in einer Sandwichbauweise angeordnet. Die Isolationsschicht verbindet vorzugsweise die beiden Kontaktträgereinrichtung stoffschlüssig miteinander. Die Isolationsschicht ist vorzugsweise als eine Kunststoffschicht und/oder eine Harzschicht und/oder eine Keramikschicht ausgebildet.
Bei einer bevorzugenden konstruktiven Realisierung ist vorgesehen, dass die Grundträgervorrichtung konzentrisch zu dem ersten und dem zweiten Schleifring der elektrischen Maschine anordbar ist, wobei die mehreren Bürstenvorrichtungen umlaufend auf der Grundträgervorrichtung angeordnet sind. Insbesondere ist die Grundträgervorrichtung mit der ersten und der zweiten Kontaktträgereinrichtung konzentrisch zu dem ersten und dem zweiten Schleifring angeordnet, wobei mehrere Bürstenvorrichtungen mit Bürsten zur Kontaktierung mit dem ersten Schleifring auf der ersten Kontaktträgereinrichtung und zur Kontaktierung mit dem zweiten Schleifring auf der zweiten Kontaktträgereinrichtung angeordnet sind.
Bei einer weiteren konstruktiven Weiterentwicklung ist vorgesehen, dass die Bürstenanordnung die Abriebschutzvorrichtung mit dem Gehäuse und der Absaugeinrichtung aufweist, wobei das Gehäuse mit der Grundträgervorrichtung verbunden ist und wobei das Gehäuse konzentrisch und/oder koaxial zu der Grundträgervorrichtung angeordnet ist. Vorzugweise bilden die erste und die zweite Kontaktträgereinrichtung einen Teil des Gehäuses um die Schleifringe. Alternativ oder optional ergänzend ist das Gehäuse zweigeteilt ausgebildet, wobei die beiden Kontaktträgereinrichtung zum Tragen des Gehäuses jeweils mit einem Teil des zweiteiligen Gehäuses verbunden sind.
Bei einer besonders bevorzugen Weiterentwicklung ist vorgesehen, dass der Luftspalt als ein konzentrischer Ringraum zwischen dem Gehäuse und dem ersten und dem zweiten Schleifring ausgebildet ist, wobei die Absaugeinrichtung ausgebildet ist, den Abrieb der mehreren Bürsten und/oder des ersten und zweiten Schleifrings abzusaugen. Vorzugzugsweise ist ein gemeinsamer Ringraum gebildet, sodass die Absaugeinrichtung gemeinsam den Abrieb aller Bürstenvorrichtungen und/oder der beiden Schleifringe absaugt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine elektrische Maschine mit der Bürstenanordnung, wie zuvor beschreiben. Die elektrische Maschine weist in einer bevorzugten Ausgestaltung einen Ständer, auch Stator genannt, und einen rotierbaren Läufer, auch Rotor genannt, auf, wobei die Bürstenanordnung zur elektrischen Kontaktierung des Läufers ausgebildet ist. Vorzugsweise weist der Ständer eine Ständerwicklung auf, wobei die Ständerwicklung aus vorzugsweise drei versetzten Wicklungssträngen, auch Drehstromwicklung genannt, gebildet ist. Der Läufer ist innerhalb des Ständers rotierbar angeordnet. Der Läufer definiert vorzugsweise mit seiner Rotation um seine Längsachse eine Drehachse der elektrischen Maschine.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Weiterentwicklung der Erfindung weist die elektrische Maschine einen ersten und einen zweiten Schleifring aufweist, wobei die beiden Schleifringe mit dem Läufer drehfest verbunden sind. Die Bürstenanordnung ist ausgebildet, einen Gleitkontakt über die Bürsten mit dem ersten und dem zweiten Schleifring aufzubauen. Der Läufer weist vorzugsweise eine Erregerwicklung auf, wobei die beiden Schleifringe vorzugsweise elektrisch mit der Erregerwicklung verbunden sind. Die Schleifringe sind vorzugsweise an einem Ende des Läufers oder einer Welle des Läufers angeordnet und koaxial und/oder konzentrisch zur Drehachse des Läufers ausgebildet. Da der Läufer im Betreib der elektrischen Maschine relativ zum Ständer rotiert, ist die Aufgabe der Bürstenvorrichtung einen elektrischen Kontakt zu einem dynamischen Bauteil herzustellen. Diese Aufgabe wird durch den Gleitkontakt der Bürsten mit den beiden Schleifringen gelöst.
Bei einer besonders bevorzugten Realisierung der Erfindung ist die elektrische Maschine als eine Synchronmaschine mit einem Erregersystem zur Erzeugung mit einem Erregerstrom ausgebildet. Vorzugsweise ist das Erregersystem als ein statisches Erregersystem ausgebildet. Das statische Erregersystem weist vorzugsweise einen Erregertransformator auf, welcher aus einem Ständerkreis der Synchronmaschine gespeist wird. Der Erregertransformator transformiert die angelegte Spannung aus dem Ständerkreis auf die nötige Erregerspannung und speist die Erregerwicklung. Die Bürstenanordnung ist ausgebildet, den Erregerstrom des Erregersystems auf den Läufer zu übertragen. Dies erfolgt über den Gleitkontakt der Bürsten mit den Schleifringen.
Die Synchronmaschine wird vorzugsweise in einem Generatorbetrieb zur Energieerzeugung betrieben, wobei der Läufer vorzugsweise über eine Welle angetrieben wird. Die Synchronmacheine oder bei Geratorbetrieb auch Synchrongenerator genannt, kann in unterschiedlichen Bauformen zur Energieerzeugung ausgeführt sein. Beispielsweise ist die Synchronmaschine als eine Vollpolmaschine und/oder als ein Turbogenerator ausgebildet, wobei vorzugsweise die Drehstromwicklung im Ständer untergebracht ist und die Erregerwicklung in einen massiven Zylinder mit gefrästen Nuten als Läufer eingebracht ist. Alternativ ist die Synchronmaschine als eine Schenkelpolmaschine ausgebildet. Diese Bauart umfasst Innenpolmaschinen sowie Außenpolmaschinen, wobei bei der Innenpolmaschine die Drehstromwicklung wie bei der Vollpolmaschine im Ständer untergebracht ist. Als Außenpolmaschine sitzt die Erregerwicklung im Ständer, wobei die Drehstromwicklung im Läufer untergebracht ist.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:

1 eine stark schematische Darstellung einer elektrischen Maschine mit einer Bürstenanordnung;
2 eine schematisierte Vorderansicht der Bürstenanordnung aus 1 in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit einem Entnahmegriff;
3 eine Draufsicht der Bürstenanordnung aus 1 und 2 als ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Absaugeinrichtung.

Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In der 1 ist ein stark schematisierter Aufbau einer elektrischen Maschine 7 gezeigt, wobei die elektrische Maschine 7 einen Stator 8a und einen Rotor 8b aufweist. Der Rotor 8b ist innerhalb des Stators 8a angeordnet und um eine Drehachse D rotierbar ausgebildet. Der Rotor 8b weist eine Welle 15 auf, wobei die Welle 15 als Rotationsachse die Drehachse D aufweist. Die Welle 15 ist mit mindestens einem Schleifring 9 drehfest verbunden. Die elektrische Maschine 7 weist, gemäß diesem Ausführungsbeispiel, einen ersten Schleifring 9a und einen zweiten Schleifring 9b auf. Die Schleifringe 9a,b sind an einem Ende der Welle 15 angeordnet und als ringförmige elektrische Kontakte ausgebildet. Im Betreib der elektrischen Maschine 7 rotiert der Rotor 8b um die Drehachse D, wobei die Schleifringe 9a,b über die Welle 15 mit angetrieben werden und ebenfalls um die Drehachse D rotieren.
Die elektrische Maschine 7 weist eine Bürstenanordnung 1 auf, wobei die Bürstenanordnung 1 zur Kontaktierung mit den Schleifringen 9a,b benachbart zu diesen angeordnet ist. Die Bürstenanordnung 1 weist eine Grundträgervorrichtung 2 auf, wobei die Grundträgereinrichtung 2 beispielsweise als zwei Platten oder zwei Scheiben ausgebildet ist. Alternativ ist die Grundträgereinrichtung 2 als ein geschlossener Ring ausgebildet, wobei die Grundträgereinrichtung 2 umlaufend um die Schleifringe 9a,b ausgebildet ist. Die Grundträgervorrichtung 2 ist ein stromführendes Bauteil und mit einem Erregersystem 10 der elektrischen Maschine verbunden. Das Erregersystem 10 ist stark vereinfacht dargestellt. Das Erregersystem 10 ist mit dem Stator 8a verbunden, wobei der Stator 8a das Erregersystem mit einer elektrischen Spannung versorgt, wobei das Erregersystem 10 ausgebildet ist, die angelegte Spannung in eine Erregerspannung zu transformieren. Beispielsweise ist eine Gleichspannung an der Grundträgervorrichtung 2 durch das Erregersystem 10 anlegbar, sodass die Grundträgervorrichtung 2 zum Leiten eines Gleichstroms und/oder Erregerstroms ausgebildet ist. Die elektrische Maschine 7 ist beispielweise als eine Synchronmaschine ausgebildet, wobei die Synchronmaschine ausgebildet ist, elektrische Energie zu erzeugen. Dazu wird die Welle 15 z.B. durch eine Wasserturbine angetrieben. Zur Erzeugung eines Erregermagnetfeldes zwischen Stator 8a und Rotor 8b weisen diese eine Erregerwicklung 11 und eine Ständerwicklung 12 auf.
Die Bürstenanordnung 1 weist eine Bürstenvorrichtung 3 auf, wobei die Bürstenvorrichtung 3 mit der Grundträgervorrichtung 3 verbunden ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Bürstenanordnung 1 zwei Bürstenvorrichtungen 3 auf. Die Bürstenvorrichtungen 3 sind ausgebildet, einen Gleitkontakt mit den Schleifringen 9a,b zu bilden. Die beiden Bürstenvorrichtungen 3 sind zum Kontaktieren von jeweils einem der Schleifringe 9a, 9b ausgebildet. Die Bürstenvorrichtungen 3 sind mit der Grundträgervorrichtung 2 elektrisch verbunden, sodass eine angelegte Erregerspannung auf die Bürstenvorrichtungen 3 übertragen werden kann. Die Bürstenvorrichtungen 3 sind ausgebildet, die Erregerspannung auf die Schleifringe 9a,b zu übertragen. Im Betreib der elektrischen Maschine 7 bilden die Bürstenvorrichtungen 3 den Gleitkontakt mit den Schleifringen 9a,b wobei die Erregerspannung über den Gleitkontakt auf den Rotor 8b übertragbar ist.
Die Bürstenvorrichtung 3 weist einen Entnahmegriff 5 zur Entnahme der Bürstenvorrichtung 3 auf. Der Entnahmegriff 5 ist mit der Bürstenvorrichtung 3 mechanisch verbunden, wobei der Entnahmegriff 5 elektrisch isoliert zur Bürstenvorrichtung 3 ausgebildet ist. Die Bürstenvorrichtung 3 ist von der Grundträgervorrichtung 2 lösbar ausgebildet, wobei die Bürstenvorrichtung 3 über den Entnahmegriff 5 von der Grundträgervorrichtung 2 getrennt werden kann und/oder trennbar ist. Beispielsweise um eine defekte Bürstenvorrichtung 3 im Betrieb der elektrischen Maschine auszutauschen. Beispielsweise ist der Entnahmegriff 5 aus einem nicht elektrisch leitenden Vollmaterial, z.B. Kunststoff, gefertigt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Bürstenanordnung 1 zwei Bürstenvorrichtungen 3 mit jeweils einem Entnahmegriff 5 auf. Beim Abziehen der Bürstenvorrichtung 3 z.B. durch einen Benutzer (nicht gezeigt), wird der Gleitkontakt mit den Schleifringen 9a,b getrennt, sodass kein Strom mehr durch die Bürstenvorrichtung 3 fließen kann. Die Bürstenvorrichtungen 3 sind unabhängig voneinander über den jeweiligen Entnahmegriff 5 von der Grundträgervorrichtung 2 trennbar.
Die Bürstenanordnung 1 weist eine Abriebschutzvorrichtung 13 auf, wobei die Abriebschutzvorrichtung 13 als eine Verschalung lediglich angedeutet ist. Die Abriebschutzvorrichtung 13 weist ein Gehäuse 14 auf, wobei das Gehäuse 14 mit der Grundträgervorrichtung 2 verbunden ist. Die Abriebschutzvorrichtung 13 ist ausgebildet, einen Abrieb (nicht gezeigt) von der Bürstenvorrichtung 3 und/oder den Schleifringen 9a,b zurückzuhalten, sodass sich beispielsweise kein Abrieb auf die umliegenden Bauteile der Bürstenanordnung 1 und/oder der elektrischen Maschine 7 ablagern kann.
Die Bürstenvorrichtung 3 weist eine Bürste 4 auf. Dazu zeigt die 2 die Bürstenanordnung 1 mit der Büste 4 in einer teilweise schematisierten Ansicht sowie einen Ausschnitt der elektrischen Maschine 7 mit den Schleifringen 9a,b. Gemäß dem Ausführungsbeispiel weist die Bürstenanordnung 1 zwei Bürstenvorrichtrungen 3 mit jeweils einer Bürste 4 auf. Die Bürsten 4 sind zwischen der Bürstenvorrichtung 3 und dem ersten beziehungsweise dem zweiten Schleifring 9a,b angeordnet. Die Bürsten 4 sind beispielsweise als Kohlebürsten ausgebildet, wobei die Kohlebürsten aus einer Graphit-Metall Mischung hergestellt sind. Die Bürsten 4 sind zum Übertragen einer elektrischen Spannung und/oder Stroms von einem statischen Bauteil, z.B. dem Erregersystem 10, auf ein dynamisches Bauteil, z.B. dem Rotor 8b, der elektrischen Maschine 7 ausgebildet.
Die Bürstenvorrichtung 3 weist eine Bürstenträgereinrichtung 6 auf, wobei die Bürstenträgereinrichtung 6 zum Tragen und Halten der Bürste 4 ausgebildet ist. Die Bürstenträgereinrichtung 6 ist mechanisch und elektrisch mit der Bürste 4 verbunden. Die Bürstenträgereinrichtung 6 ist ausgebildet, im Betreib der elektrischen Maschine 7 die Bürste 4 schleifend an einem der Schleifringe 9a,b zu halten. Die Bürstenträgereinrichtung 6 ist in der 2 schematisch dargestellt, wobei die Bürstenträgereinrichtung 6 mit dem Entnahmegriff 5 mechanisch verbunden ist. Die Bürstenträgereinrichtung 6 ist ein stromführendes Bauteil, daher ist der Entnahmegriff 5 elektrisch isoliert zur Bürstenträgereinrichtung 6 ausgebildet, sodass beispielsweise der Benutzer vor der elektrischen Spannung und/oder Strom geschützt ist. Die Bürstenträgereinrichtung 6 ist mit der Grundträgervorrichtung 2 elektrisch und mechanisch verbunden. Die Bürstenvorrichtung 3 ist über den Entnahmegriff 5 von der Grundträgervorrichtung 2 lösbar, wobei die Bürstenträgereinrichtung 6 trennbar ausgebildet ist.
Die Bürstenträgereinrichtung 6 weist einen Formschlussabschnitt 16a und einen Aufnahmeabschnitt 16b auf. Die Formschlussabschnitt 16a greift formschlüssig in den Aufnahmeabschnitt 16b ein (nicht gezeigt), sodass diese eine Formschlussverbindung eingehen. Beispielsweise bilden die Formschluss- und Aufnahmeabschnitt 16a,b einen Schiebemechanismus und/oder ein Schienensystem, wobei der Formschlussabschnitt 16a relativ zum Aufnahmeabschnitt verlagerbar ist. Der Aufnahmeabschnitt 16b ist mit der Grundträgervorrichtung 2 elektrisch und mechanisch, z.B. über eine elektrisch leitfähige Schraubverbindung, verbunden. Der Formschlussabschnitt 16a ist mit dem Entnahmegriff 5 verbunden. Die Bürstenträgereinrichtung 6 ist über den Formschluss- und Aufnahmeabschnitt 16a,b trennbar und/oder teilbar ausgebildet. Im Betreib der elektrischen Maschine 7 zur Erzeugung des Gleitkontaktes der Bürste 4 mit einem der Schleifringe 9a,b sind der Formschluss- und Aufnahmeabschnitt 16a,b in einer Verbindungsposition VP miteinander verbunden angeordnet. In der 2 ist die Bürstenanordnung 1 mit einer der beiden Bürstenvorrichtung 3 in der Verbindungsposition VP gezeigt Der Gleitkontakt der Bürste 4 mit einem der Schleifringe 9a, b kann durch den Entnahmegriff 5 unterbrochen werden und/oder ist unterbrechbar ausgebildet, wobei der Formschlussabschnitt 16a, beispielsweise durch ziehen am Entnahmegriff 5, von dem Aufnahmeabschnitt 16b getrennt wird und/oder trennbar ist. Dabei verbleibt der Aufnahmeabschnitt 16b am den Grundträgervorrichtung 2, wobei die Bürste 4 von einem der Schleifringe 9a,b zusammen mit dem Formschlussabschnitt 16a abgezogen wird und/oder abziehbar ist. Die Bürstenvorrichtung 3 befindet sind dann in einer freien Position FP. Beispielsweise ist die Bürste 4 in der freien Position FP wechselbar, sodass z.B. eine verschlissene Bürste 4 ausgetauscht werden kann. In der 2 ist eine Bürstenvorrichtung 3 in der freien Position FP angedeutet.
Der Entnahmegriff 5 weist einen Handbetätigungsabschnitt 17a und einen Verlängerungsabschnitt 17b auf. Der Handbetätigungsabschnitt 17a ist beispielsweise als ein ovaler Handgriff zum Greifen mit einer Hand des Benutzers ausgebildet. Der Handbetätigungsabschnitt 17a ist mit dem Verlängerungsabschnitt 17b verbunden, wobei der Verlängerungsabschnitt 17b mit dem Formschlussabschnitt 16a der Bürstenträgereinrichtung 6 verbunden ist. Der Handbetätigungsabschnitt 17a ist an einem gegenüberliegenden Ende des Verlängerungsabschnitt 17b angeordnet und beispielsweise stoffschlüssig mit diesem verbunden. Dadurch beabstandet der Verlängerungsabschnitt 17b den zum Greifen durch den Benutzer ausgebildeten Handbetätigungsabschnitt 17a, sodass der Benutzer nicht mit stromführenden Bauteilen in Berührung kommt. Beispielsweise weisen der Verlängerungsabschnitt 17b und der Handbetätigungsabschnitt 17a eine elektrisch isolierende Umhüllung auf und/oder sind aus einem elektrisch isolierenden Vollmaterial gefertigt. Beispielsweise bildet der Verlängerungsabschnitt 17b mit seinem Körper eine Bewegungsachse, welche im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse verläuft. Beispielsweise ist der Entnahmegriff 5 um die Bewegungsachse drehbar ausgebildet. Beispielsweise kann zur Überführung der Bürstenvorrichtung 3 von der Verbindungsposition VP in die freie Position FP eine Drehbewegung um die Bewegungsachse durch den Entnahmegriff 5 durchgeführt werden.
Die Bürstenvorrichtung 3 weist eine Verriegelungseinrichtung 18 zum Sperren der Entnahme der Bürstenvorrichtung 3 auf. Die Verriegelungseinrichtung 18 ist mit dem Aufnahmeabschnitt 16b und/oder mit der Grundträgervorrichtung 2 mechanisch verbunden. Die Verriegelungseinrichtung 18 ist zum Sperren der Bürstenvorrichtung 3 in der Verbindungsposition VP ausgebildet. Die Verriegelungseinrichtung 18 ist mit dem Entnahmegriff 5 wirkverbunden ausgebildet. Beispielsweise ist die Verriegelungseinrichtung 18 über den Entnahmegriff 5 sperr- oder entsperrbar ausgebildet. Beispielsweise ist durch die Drehbewegung des Entnahmegriffs 5 um die Bewegungsachse die Verriegelungseinrichtung 18 entsperrbar, sodass die Bürstenvorrichtung 3 von der Grundträgervorrichtung 2 durch den Benutzer lösbar ist. Die Verriegelungseinrichtung 18 ist beispielsweise als eine Platte mit einer Aussparung ausgebildet, wobei die Verriegelungseinrichtung 18 senkrecht zur Bewegungsrichtung angeordnet ist. Der Verlängerungsabschnitt 17b ist beispielsweise drehbar zum Formschlussabschnitt 16a ausgebildet und erstreckt sich durch den Formschlussabschnitt 16a zur Wirkverbindung mit der Verriegelungseinrichtung 18. Der Verlängerungsabschnitt 17b ist beispielsweise mit der Verriegelungseinrichtung 18 formschlüssig verbindbar. Beispielsweise sind diese dazu als Schlüssel-Schloss-Verbindung ausgebildet. Der Verlängerungsabschnitt 17b ist dazu durch die Aussparung der Verriegelungseinrichtung 18 steckbar. Durch eine Drehung des Verlängerungsabschnitt 17b um die Bewegungsachse ist eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung mit der Verriegelungseinrichtung 18 geschaffen, welche durch eine Gegendrehung um die Bewegungsachse des Verlängerungsabschnitt 17b wieder umkehrbar ist.
Die Grundträgervorrichtung 2 weist eine erste und eine zweite Kontaktträgereinrichtung 19a,b auf. Die erste und die zweite Kontaktträgereinrichtung 19a,b sind miteinander mechanisch verbunden. Dazu weist die Grundträgervorrichtung eine Isolatoreinrichtung 20 auf, welche gemäß dem Ausführungsbeispiels als eine Isolationsschicht ausgebildet ist. Die Isolatoreinrichtung 20 ist beispielsweise aus einem nicht eklektisch leitfähigen Material, z.B. Kunststoff, Keramik oder einer Harzmischung, gefertigt, wobei die erste und die zweite Kontaktträgereinrichtung 19a,b flächig mit der Isolatoreinrichtung 20 verbunden sind. Die Isolatoreinrichtung 20 ist zwischen den beiden Kontaktträgereinrichtungen 19a,b angeordnet. Beispielsweise sind diese in einer Sandwichbauweise miteinander verbunden. Die Bürstenvorrichtungen 3 sind mit der ersten oder der zweiten Kontaktträgereinrichtung 19a,b elektrisch und mechanisch verbunden. Die beiden Kontaktträgereinrichtungen 19a,b versorgen beispielsweise jeweils eine oder mehrere Bürstenvorrichtungen 3 getrennt voneinander mit dem Erregerstrom.
Die Bürstenvorrichtung 3 weist mindestens einen Sensor 21 zur Erfassung von Messdaten der Bürste 4 und/oder der Schleifringe 9a,b auf. Der Sensor 21 ist gemäß dem Ausführungsbeispiels mit der Bürstenträgereinrichtung 6 verbunden, wobei jede Bürstenvorrichtung 3 einen separaten Sensor 21 aufweist. Alternativ oder optionaler glänzend ist der Sensor 21 mit der Bürste 4 verbunden oder in der Bürste 4 integriert. Als Messdaten erfasst der Sensor 4 beispielsweise eine Temperatur und/oder eine elektrische Spannung der Bürste 4. Im Betreib schleifen die Bürsten 4 an den Schleifringen 9a,b wobei beispielsweise Reibungswärme entsteht. Die Sensoren 21 sind ausgebildet, dem Benutzer Messdaten z.B. Temperaturdaten bereitzustellen.
Die Bürstenvorrichtung 3 weist eine Schnittstelleneinrichtung 22 auf, wobei die Schnittstelleneinrichtung 22 mit dem Sensor 21 verbunden ist, um die Messdaten des Sensors 21 zu empfangen und weiter zu kommunizieren. Jede Bürstenvorrichtung 3 weist jeweils eine Schnittstelleneinrichtung 22 auf, wobei diese mit dem Entnahmegriff 5 verbunden ist. Beispielsweise ist die Schnittstelleneinrichtung 22 an dem Handbetätigungsabschnitt 17a angeordnet oder in diesen integriert. Die Schnittstelleneinrichtung 22 ist ausgebildet, die Messdaten über eine Datenverbindung, beispielsweise eine drahtlose und/oder drahtungebundene Datenkommunikationsverbindung, zu übertragen.
Die Bürstenanordnung 1 weist die Abriebschutzvorrichtung 13 mit dem Gehäuse 14 auf. Das Gehäuse 14 weist zwei Durchgangsöffnungen 23 auf. In der Verbindungsposition VP ist die Bürste 4 und die Bürstenträgereinrichtung 6 zumindest teilweise durch die Durchgangsöffnung 23 erstreckt, sodass die Bürste 4 einen der Schleifringe 9a,b kontaktiert. Das Gehäuse 14 bildet eine Abschirmung für den Gleitkontakt der Bürsten 4 mit den Schleifringen 9a,b, sodass beispielsweise ein Gehäuseinnenraum 24 gebildet ist. Der Abrieb, welcher beispielsweise durch die Abnutzung der Bürsten 4 beim Schleifen mit den Schleifringen9a,b entsteht, wird durch die Abriebschutzvorrichtung 13 zurückgehalten, wobei der Abrieb im Gehäuseinnenraum 24 bleibt. Dadurch kann das Ablagern von Abrieb auf den anderen Bauteilen, z.B. den stromführenden Bauteilen der Bürstenanordnung 1 und/oder der elektrischen Maschine 7 vermieden werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in der 3 gezeigt, wobei die 3 die Bürstenanordnung 1 in einer Draufsicht mit mehreren Bürstenvorrichtung 3 und der Abriebschutzvorrichtung 13 zeigt. Die Bürstenanordnung 1 weist die Grundträgervorrichtung 2 auf, wobei die Grundträgervorrichtung 2 ringförmig um die Schleifringe 9a,b ausgebildet ist. Die Grundträgervorrichtung 2 weist die erste und die zweite Kontaktträgervorrichtung 19a,b auf. Die Bürstenvorrichtungen 3 sind mit der ersten oder der zweiten Kontaktträgereinrichtung 19a,b elektrisch und mechanisch verbunden, wobei in der Draufsicht in 3 die erste Kontaktträgereinrichtung 19a mit seinen Bürstenvorrichtungen 3 die zweite Kontaktträgereinrichtung 19b mit seinen Bürstenvorrichtungen 3 verdeckt. Die Bürstenvorrichtungen 3 sind in dreier Pakete auf den Kontaktträgereinrichtungen 19a,b angeordnet und punktsymmetrisch zueinander ausgebildet. Diese Anordnung der Bürstenvorrichtungen 3 ist konstruktionsbedingt. Alternativ sind Bürstenvorrichtungen 3 in einer beliebigen anderen Anordnung angeordnet und weisen einen beliebigen Abstand zueinander auf.
Die Abriebschutzvorrichtung 13 und/oder das Gehäuse 14 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel umlaufend um die Schleifringe 9a,b ausgebildet. Dadurch ist der Gehäuseinnenraum 24 als ein Ringraum ausgebildet und konzentrisch zu den Schleifringen 9a,b angeordnet. Das Gehäuse 14 ist umlaufend geschlossen ausgebildet und weist die Durchgangsöffnungen 23 für die Bürsten 4 auf. Alternativ oder optional ergänzen ist das Gehäuse 14 als eine Kapselung für die Schleifringe 9a,b ausgebildet, wobei das Gehäuse 14 in beide axialen Richtungen in Bezug auf die Drehachse D die Schleifringe 9a,b umschließt. Dadurch ist ein nahezu vollständig geschlossener Gehäuseinnenraum 24 geschaffen.
Die Abriebschutzvorrichtung 13 weist eine Absaugeinrichtung 25 zur Absaugung des Abriebs auf. Die Absaugeinrichtung 25 ist mit dem Gehäuse 14 fluidtechnisch verbunden. Die Absaugeinrichtung 25 weist einen Absaugschlauch 26 und eine Absaugeinheit 27 auf, wobei der Absaugschlauch 26 die Absaugeinheit 27 mit dem Gehäuse 14 verbindet. Die Absaugeinheit 27 ist ausgebildet, einen Fluidstrom, z.B. einen Luftstrom, zu erzeugen, welcher den Abrieb aus dem Gehäuseinnenraum 24 absaugt. Beispielseise erzeugt die Absaugeinrichtung 25 ein Vakuum, welcher den Luftstrom vom Gehäuseinnenraum 24 über den Absaugschlauch 26 zu der Absaugeinheit 27 erzeugt. Die Absaugeinrichtung 25 ist nur schematisch angedeutet, wobei die Abriebschutzvorrichtung 13 gemäß dem Ausführungsbeispiel zwei gegenüberliegende Absaugeinrichtung 25 aufweist. Alternativ oder optional ergänzend weist die Absaugeinrichtung 25 mehrere Absaugschläuche 26 auf, welche fluidtechnisch zusammen geschaltet sind. Die Absaugschläuche 26 sind an mehreren Verbindungsstellen 28 mit dem Gehäuse 14 verbunden sind. Dadurch kann eine umlaufend gleichmäßige Absaugung des Abriebs realisiert werden. Die Verbindungsstellen 28 weisen beispielsweise einen größeren Querschnitt als die Absaugschläuche 26 auf, sodass beispielsweise eine größerer Absaufbereich innerhalb des Gehäuseinnenraums 24 gebildet ist. Beispielsweise bewegt sich der Abrieb im Gehäuseinnenraum 24 bei Betrieb der elektrischen Maschine 7, wobei beim Durchlaufen des Abriebs von einem der Absaugbereiches der Abrieb angesaugt und über den Absaufschlauch 26 zur Absaufeinheit 27 abtransportiert wird. Die Absaugeinheit 27 weist beispielsweise einen Filter zum Abscheiden des Abriebs aus dem Luftstrom auf.
Bezugszeichenliste

1: Bürstenanordnung
2: Grundträgervorrichtung
3: Bürstenvorrichtung
4: Bürste
5: Entnahmegriff
6: Bürstenträgereinrichtung
7: elektrische Maschine
8a: Stator
8b: Rotor
9: Schleifring
9a: erster Schleifring
9b: zweiter Schleifring
10: Erregersystem
11: Rotorwicklung
12: Statorwicklung
13: Abriebschutzvorrichtung
14: Gehäuse
15: Welle
16a: Formschlussabschnitt
16b: Aufnahmeabschnitt
17a: Handbetätigungsabschnitt
17b: Verlängerungsabschnitt
18: Verriegelungseinrichtung
19a: erste Kontaktträgereinrichtung
19b: zweite Kontaktträgereinrichtung
20: Isolatoreinrichtung
21: Sensor
22: Schnittstelleneinrichtung
23: Durchgangsöffnung
24: Gehäuseinnenraum
25: Absaugeinrichtung
26: Absaugschlauch
27: Absaugeinheit
28: Verbindungsstelle

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 102017202549 A1 [0003]

Claims

Bürstenanordnung (1) für eine elektrische Maschine (7), wobei die elektrische Maschine (7) mindestens einen Schleifring (9) aufweist, mit einer Grundträgervorrichtung (2), mit mindestens einer Bürstenvorrichtung zur elektrischen Kontaktierung mit dem Schleifring (9), wobei die Bürstenvorrichtung (3) eine Bürste (4) und einer Bürstenträgereinrichtung zum Tragen der Bürste aufweist, wobei die Bürstenträgereinrichtung (6) mit der Grundträgervorrichtung (2) mechanisch verbunden ist und wobei die Bürste (4) an dem Schleifring (9) der elektrischen Maschine (7) zur Bildung eines Gleitkontaktes anordbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenvorrichtung (3) einen stromisolierten Entnahmegriff (5) aufweist, wobei die Bürstenvorrichtung (3) über den Entnahmegriff (5) von der Grundträgervorrichtung (2) zur Kontakttrennung der Bürste (4) von dem Schleifring (9) lösbar ausgebildet ist.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entnahmegriff (5) mit der Bürstenträgereinrichtung (6) mechanisch verbunden ist.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Entnahmegriff (5) einen Handbetätigungsabschnitt (17a) zur Betätigung durch einen Benutzer und einen Verlängerungsabschnitt (17b) aufweist, wobei der Verlängerungsabschnitt (17b) den Handbetätigungsabschnitt (17a) mit der Bürstenträgereinrichtung (6) verbindet.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlängerungsabschnitt eine Bewegungsachse für den Entnahmegriff (5) definiert, wobei die Bewegungsachse senkrecht zu einer Drehachse des Schleifrings (9) der elektrischen Maschine (7) ausgebildet ist.
Bürstenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenvorrichtung (3) eine Verriegelungseinrichtung (18) zum Sperren der Entnahme der Bürstenvorrichtung (3) aufweist, wobei die Verriegelungseinrichtung (18) mit dem Entnahmegriff (5) zum Sperren und Lösen wirkverbunden ist.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (18) ausgebildet ist, durch eine Drehbewegung des Entnahmegriffes (5) um die Bewegungsachse die Bürstenvorrichtung (3) zu sperren oder zu lösen.
Bürstenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenvorrichtung (3) einen Formschlussabschnitt (16a) und einen Aufnahmeabschnitt (16b) aufweist, wobei der Formschlussabschnitt (16a) mit dem Aufnahmeabschnitt (16b) formschlüssig verbindbar ist, wobei der Entnahmegriff (5) ausgebildet ist, den Formschlussabschnitt (16a) aus dem Aufnahmeabschnitt (16b) zu lösen.
Bürstenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundträgervorrichtung (2) mit der Bürstenvorrichtung (3) elektrisch verbunden ist, wobei die Bürstenträgereinrichtung (6) mit der Grundträgervorrichtung (2) und der Bürste zur elektrischen Übertragung verbunden ist, sodass die Bürste (4) mit dem Schleifring (9) der elektrischen Maschine (7) über den Gleitkontakt elektrisch verbindbar ist.
Bürstenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenanordnung (1) eine Abriebschutzvorrichtung (13) aufweist, wobei die Abriebschutzvorrichtung (13) ein Gehäuse (14) mit mindestens einer Durchgangsöffnung (23) aufweist, wobei zumindest sich die Bürste (4) der Bürstenvorrichtung (3) durch die Durchgangsöffnung (23) zur Kontaktierung mit dem Schleifring (9) der elektrischen Maschine (7) erstreckt.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste in einem Luftspalt zwischen dem Gehäuse (14) und dem Schleifring (9) angeordnet ist, wobei die Abriebschutzvorrichtung (13) ausgebildet ist, einen Abrieb der Bürste (4) und/oder des Schleifrings (9) innerhalb des Luftspalts zurückzuhalten.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abriebschutzvorrichtung (13) eine Absaugeinrichtung (25) aufweist, wobei die Absaugeinrichtung (25) mit dem Gehäuse (14) zum Absaugen von Abrieb verbunden ist.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugeinrichtung (25) mindestens einen Absaugschlauch (26) und eine Absaugeinheit (27) aufweist, wobei der Absaugschlauch (26) das Gehäuse (14) mit der Absaugeinheit (27) fluidtechnisch verbindet.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugeinrichtung (25) einen Filter zur Trennung von Abrieb aus einem Fluidstrom aufweist.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugeinrichtung (25) einen Zulauf zur Rückführung eines gereinigten Fluidstroms der Absaugeinheit (27) aufweist, wobei der Zulauf mit der Absaugeinheit (27) und dem Gehäuse (14) fluidtechnisch verbinden ist.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abriebschutzvorrichtung (13) eine Kühleinrichtung zur Kühlung der Bürste (4) und/oder des Schleifrings (9) der elektrischen Maschine (7) aufweist.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung einen Kühlfluidstrom zur Kühlung erzeugt, wobei die Kühleinrichtung mit der Absaugeinrichtung (25) verbunden ist, wobei die Kühleinrichtung ausgebildet ist, den Kühlfluidstrom über den Zulauf dem Gehäuse (14) zur Kühlung der Bürsten (4) und/oder des Schleifrings (9) zuzuführen.
Bürstenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenvorrichtung (3) mindestens einen Sensor (21) aufweist, wobei der Sensor (21) Messdaten der Bürste (4) und/oder des Schleifrings (9) der elektrischen Maschine erzeugt.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenvorrichtung (3) eine Schnittstelleneinrichtung (22) zur Übernahme der Messdaten des Sensors (21) aufweist, wobei die Schnittstelleneinrichtung (22) eine Datenverbindung zur Übertragung der Messdaten aufbaut.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverbindung als eine drahtlose und/oder drahtungebundene Datenkommunikationsverbindung zur Übertragung der Messdaten ausgebildet ist.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenanordnung (1) eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung der Bürste (4) und/oder des Schleifrings (9) aufweist, wobei die Überwachungsvorrichtung ausgebildet die Messdaten des Sensors (21) über die Datenverbindung der Schnittstelleneinrichtung (22) zu empfangen.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsvorrichtung ausgebildet ist, mit einem mobilen Endgerät mit einer Anzeigeeinrichtung zu kommunizieren, wobei die Überwachungsvorrichtung Metadaten auf Basis der Messdaten zum Anzeigen auf der Anzeigeeinrichtung des mobilen Endgerätes bereitstellt.
Bürstenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenanordnung (1) eine Kopplungsvorrichtung zur Kopplung der Bürstenvorrichtung (3) und dem Schleifring (9) aufweist, wobei die Kopplungsvorrichtung elektrisch und/oder pneumatisch ansteuerbar ist.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung ausgebildet ist, von der Überwachungsvorrichtung erzeugte Steuerungsdaten zu empfangen, wobei die Steuerungsdaten einen Befehl zum Koppeln oder Entkoppeln der Bürste (4) von dem Schleifring (9) enthalten.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung mit der Schnittstelleneinrichtung (22) zum Empfangen der Steuerungsdaten verbunden ist.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsdaten der Überwachungsvorrichtung auf Basis der Messdaten des Sensors (21) gebildet sind.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsvorrichtung als das mobile Endgerät ausgebildet ist, wobei das mobile Endgerät zum Empfangen der Messdaten und/oder zum Senden der Steuerungsdaten mit der Schnittstelleneinrichtung (22) verbindbar und/oder verbunden ist.
Bürstenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenanordnung (1) mehrere Bürstenvorrichtungen (3) zur umlaufenden Kontaktierung mit dem Schleifring (9) der elektrischen Maschine aufweist, wobei die Bürstenvorrichtungen (3) mit der Grundträgervorrichtung (2) verbunden sind.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundträgervorrichtung (2) eine erste und eine zweite Kontaktträgereinrichtung (19a,b) aufweist, wobei die erste Kontaktträgereinrichtung (19a) mit mindestens einer der Bürstenvorrichtung (3)en zur Kontaktierung mit einem ersten Schleifring (9a) der elektrischen Maschine mechanisch verbunden ist, wobei die zweite Kontaktträgereinrichtung (19b) mit mindestens einer der Bürstenvorrichtung (3)en zur Kontaktierung eines zweiten Schleifrings (9b) der elektrischen Maschine mechanisch verbunden ist.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundträgervorrichtung (2) eine Isolatoreinrichtung (20) zur elektrischen Isolation aufweist, wobei die erste und die zweite Kontaktträgereinrichtung (19a,b) über die Isolatoreinrichtung (20) mechanisch verbunden sind.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolatoreinrichtung (20) als eine Isolationsschicht aus einem Isolierstoff ausgebildet ist.
Bürstenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundträgervorrichtung (2) konzentrisch zu dem ersten und dem zweiten Schleifring (9a,b) der elektrischen Maschine anordbar ist, wobei die mehreren Bürstenvorrichtung (3)en umlaufend auf der Grundträgervorrichtung (2) angeordnet sind.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenanordnung (1) die Abriebschutzvorrichtung (13) mit dem Gehäuse (14) und der Absaugeinrichtung (25) aufweist, wobei das Gehäuse (14) mit der Grundträgervorrichtung (2) verbunden ist und wobei das Gehäuse (14) konzentrisch und/oder koaxial zu der Grundträgervorrichtung (2) angeordnet ist.
Bürstenanordnung (1) nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftspalt als ein konzentrischer Ringraum zwischen dem Gehäuse (14) und dem ersten und dem zweiten Schleifring (9a,b) ausgebildet ist, wobei die Absaugeinrichtung (25) ausgebildet ist, den Abrieb der mehreren Bürsten und/oder des ersten und zweiten Schleifrings (9a,b) abzusaugen.
Elektrische Maschine (7) gekennzeichnet durch die Bürstenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Elektrische Maschine (7) nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine einen Ständer und einen rotierbaren Läufer aufweist, wobei die Bürstenanordnung (1) zur elektrischen Kontaktierung des Läufers ausgebildet ist.
Elektrische Maschine (7) nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (7) einen ersten und einen zweiten Schleifring (9a,b) aufweist, wobei die beiden Schleifringe (9a,b) mit dem Läufer drehfest verbunden sind, wobei die Bürstenanordnung (1) ausgebildet ist, einen Gleitkontakt über die Bürsten mit dem ersten und dem zweiten Schleifring (9a,b) aufzubauen.
Elektrische Maschine (7) nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (7) als eine Synchronmaschine mit einem Erregersystem (10) zur Erzeugung eines Erregerstroms ausgebildet ist, wobei die Bürstenanordnung (1) ausgebildet ist, den Erregerstrom des Erregersystems (10) auf den Läufer zu übertragen.