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Schleifring für elektrische Hasoninen Bei elektrischen Maschinen,
z. B. bei Synchron- oder Asynchronmotoren, werden üblicherweise zur Stromübertragung
auf die rotierenden Teile Schleifringe und darauf gleitende Bürsten verwendet. Diese
Schleifringe bestehen im allgemeinen aus massiven Ringkörpern aus hochwertigem Werkstoff
mit guter' Gleiteigenschaften, wie z. B. Bronze, Kupfer oder rostfreier Stahl. Da
in letzter Zeit wegen der steigenden Einheitsleistungen der elektrischen Maschinen
auch die über die Schleifringe zu übertragenden Ströme stark angestiegen sind. bereitet
die Kühlung der Schleifringe Schwierigkeiten und man muß die Ringkörper mit radial
oder axial verlaufenden Bohrungen bzw. Kühlkanälen versehen und auch ftemdbelüften.
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Die vorliegende Erfindur,g betrifft eine neue, besondere konstruktive
Ausbildung der Schleifringe für elektrische Maschinen. Gemäß der Erfindung sind
an einem Nabenstern Tragkörper befestigt, die auf Abstand zueinander angeordnete
Lamellen halten, welche die Schleifringoberfläche bilden. Der Schleifring besteht
also nicht mehr aus einem einzigen massiven Ringkörper, sondern aus einem tragenden
Nabenstern mit Tragkörpern und zwischen den Tragkörper angeordneten Lamellen, die
allein die Schleifringoberfläche bilden. Demzufolge brauchen auch nur die Lamellen
aus dem hochwertigen Schleifringinaterial hergestellt zu sein, während für die tragenden
Konstruktionsteile normale Eisen- bzw Stahlwerkstoffe ausreichen. Dadurch wird eine
wesentliche Einsparung an hoshwertigem Sehleifringmateral erzielt. Außerdem wird
aber noch durch den lamellenartigen Aufbau der Schleifringe eine starke Vergrößerung
der Oberfläche ccr cc- der Stromübertragung M¾:tiv beteiligten
Teile
erzielt, so daß die Abführung der während des Betriebes der elektrischen Maschine
in den Schleifringen entstehenden Stromwärme an die umgebende Außenluft wesentlich
verbessert ist. Dadurch können die gemäß der Erfindung ausgebildeten Schleifringe
als selbstlüftende Schleifringe für wesentlich größere Stromstärken eingesetzt werden,
als dies bisher mit selbstlüftenden Schleifringen möglich war.
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Die Lamellen, welche die Schleifringoberfläche bilden, können mit
Vorteil in Umfangsrichtung, in axialer Richtung oder schräg dazu verlaufen. Bei
den beiden letztgenannten Anordnungen ist es zweckmäßig, die Lamellen an mindestens
einem Ringscheibe als Tragkörper zu befestigen. Die Lamellen wirken dann wie Lüfterflügei1
so daß die Kühlluft durch die Zwischenräume zwischen den Lamellen angesaugt wird
und man eins sehr intensive Kühlwirkung erzielt, nicht nur für den Schleifring,
sondern auch fjfr die darüber liegenden Bürstenhalter@ Außerdem verhindert die aus
den Lamellen gebildete unterbrochene Lauffläche die Bildung aerodynamischer Luftpolster
unter den Bürsten, welche den Stromübergang wesentlich verschlechtern würden.
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Wird all-ein die Vergrößerung der kühlenden Oberfläche alc wichtig
angesehan, so können auch der Tragkörper und die Lamellen aus einem Teil bestehen.
Dazu wird man in zweckmäßiger Weise die Lamellen so in einer* massiven Ringkörper
einarbeiten, daß Schlitze die Abstande zwischen den Lamelle bilden.
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Verlaufen dagegen die Lamellen in Umfangsrichtung, ci. h. bestehen
sie aus Ringscheiben, so ergibt sich der Vorteil, d die Anzahl der einen Shleifring
bildenden Lamellen wesen-çlich geringer ist und die Herstellung dcs Schleifringes
somit vereinfacht. Es empfiehlt sict) dann, die als Lame55er dienenden Ringscheiben
an mehreren längs de s Umfanges ertelL-ten
Stellen mit zwischen
ibnen angeordneten DistanzstUcken zu halten und an den Armen des Nabensterns zu
befestigen. Um auch bei diesen in Umfangsrichtung verlaufenden Lamellen die Ausbildung
eines aerodynamischen Luftpolsters unter den BUrsten zu verhindern, ist es zweckmäßig*
die Ringscheiben in den zwischen der Befestigung liegenden Bereichen zu wellen.
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Dadurch wird die gleiche Wirkung erzielt, welche die bisher bei den
aus massiven Ringkörpern gebildeten Schleifringen auf der Oberfläche angebrachten
Spiralnuten hatten. Eine derartige Wellung der Ringßcheiben ist aber wesentlich
einfacher herzustellen und hat weiterhin den Vorteil, daß spitze oder scharfkantige
Auslaufkanten vermieden werden.
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Im folgenden sei die Erfindung noch anhand der in den Figuren i bis
5 dargestellten Ausführungsbeispiele naher erläutert.
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De Figur 1 zeigt eine seitliche Ansicht, die Figur 2 einen Axialschnitt
durch einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Schleifring mit axial angeordneten
Lamellen* während die Figur 3 eine seitliche Ansicht eines Schleifringes mit in
Umfangsrichtung verlaufenden Lamellen zeigt, von dem die Figur 4 einen Axialschnitt
und die Figur 5 eine Aufsicht auf einen abgewickelten Teil des Umfanges des Schleifringes
zeigt.
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Die Oberfläche des in Fig. 1 und 2 dargestellten, gemäß der Erfindung
ausgebildeten Scieifringes besteht aus einer Vielzahl von zwischen zwei Tragringen
1 und 2 elngelöteten Lamellen 3 aus Bronze. Diese Lamellen 3 verlaufen in axialer
Richtung oder geneigt dazu und sind auf Abstand zueinander angeordnet. Die Tragringe
1 und 2 sind ihrerseits an den Armen 4 eines Nabensterns 5 mit Hilfe von Bolzen
6 befestigt. Außerdem tragen sie auch die Ableitungen 7 für den Strom.
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Die auf Abstand zueinander angeordneten Lamellen 3 wirken wie die
Flügel eines Lüfters und saugen somit während des Betriebes der elektrischen Maschine
Kühlluft durch den zwischen
den Tragringen 1 und 2 bestehenden
Zwischenraum und den Räumen zwischen den einzelnen Lamellen 3. Dadurch wird die
Oberfläche der Schleifringe, welche durch die Verwendung von Lamellen sowieso wesentlich
vergrößert ist, sehr intensiv gekühlt. Man kann daher einen gemäß der Erfindung
ausgebildeten Schleifring auch für große Stromstärken-als selbstlüftenden Schleifring
einsetzen. Außerdem hat die aus den Lamellen 3 gebildete unterbrochene Lauffläche
noch den Vorteil, daß unter den Bürsten keine aerodynamischen Luftpolster entstehen
können, so daß der Stromübergang zwischen der Bürste und dem Schleifring sich nicht
in unerwünschter Weise verschlechtert.
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Durch die Verwendung von Lamellen ist der Anteil an erforderlichem
hochwertigen Schleifringmaterial verhältnismäßig gering. Aufgrund der einfachen
Form der Lamellen können diese auch in einfachster Weise vorbehandelt werden, wie
z. B. verfestigt oder gehärtet, um dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßt zu werden.
Beschädigte Laufflächen lassen sich auch einfach auswechseln.
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Bei dem in den Figuren 3 bis 5 dargestellten Schleifring verlaufen
die Lamellen in Umfangsrichtung. Sie sind aus Scheiben 8 gebildet. Zur Befestigung
der Lamellen an den Armen 4 des Nabensterns 5 aus Stahl dienen Klammern 9, in denen
die einzelnen Scheiben 8 mit Distanzstücken 10 durch in axialer Richtung verlaufende
Bolzen zusammengespannt sind. Die Klammer 9 ist ihrerseits mit Hilfe eines Bolzens
11 an den Armen 4 befestigt. Da diese Befestigung der Scheiben 8 keine Lötung -erfordert,
kann man auch Kupfer als Werkstoff verwenden.
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Wie sich aus Fig. 5 ergibt, sind die Scheiben 8 in dem Bereich zwischen
den Befestigungsstellen an den Armen 4 gewellt ausgebildet. Dies verhindert ebenfalls
die Ausbildung von aerodynamischen Luftpolstern unter den Bürsten.
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5 Figuren 11 Ansprüche