DE2539091C2 - Schleifringanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleifringanordnung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine solche Anordnung wird beispielsweise in Drehstrom-Generatoren, insbesondere vom Klauenpol-Typ, eingesetzt und dient dazu, der Frregerwicklung die Erregerleistung zuzuführen. Bei einem Einsatz von solchen Generatoren in Kraftfahrzeugen kommt es darauf an, für eine gegebene Generator-Leistung die Abmessungen des Generators möglichst klein zu halten. Man hat daher schon verschiedentlich versucht, Generatoren mit möglichst kleinen Schleifring-Abmessungen zu bauen. Einer Verkleinerung der Schleifringanordnung mit ihren Isolierungen und der zugehörigen Bürstenanordnung stehen aber die in einem Kraftfahrzeug auftretenden hohen mechanischen Beanspruchungen im ,Wege. Ein Problem ist auch die Ausführung der elektrischen. Kontaktierung kleiner Schleifringe.

Neben vielen anderen auf diesem Gebiet gemachten Vorschlägen wurde in der DE-PS 903 944 ein Schleifringsatz beschrieben, bei dem als Träger für die Schleifringe eine elektrisch isolierende Keramikhülse Verwendung findet; diese Keramikhülse ist mit Ringnuten versehen, in welche jeweils eine Schleifringbahn eingesetzt ist Derartige Keramikhülsen benöligen jedoch insbesondere dann eine relativ dicke Wandstärke, wenn metallische Zuleitungsstreifen für die Schleifbahnen in der Keramikhülse eingebettet sind. Infolge des sich dadurch ergebenden relativ großen Schleifring-Durchmessers erhält der Schleifring während des Betriebes der betreffenden elektrischen Maschine eine hohe Umfangsgeschwindigkeit, welche als Folge einen unerwünscht starken Abrieb an den Schieifkohlen mit sich bringt

Aus der DE-AS 11 31 319 ist außerdem ein Schleifringsatz eines Wechselstromerzeugers bekannt, der einen aus härtbarem Kunststoff bestehenden Isolierkörper hat; dieser Isolierkörper trägt zwei starr miteinander verbundene Schleifringe mit seitlichen radialen Scheiben und ist mit seiner Innenbohrung auf der Nutenwelle des Rotors festgelegt Der Isolierkörper und die radialen Scheiben dienen dabei gleichzeitig als Träger der Dioden eines Gleichrichters, welcher sich folglich mit dem Rotor dreht und von dem der negative Schleifring elektrisch direkt mit der Rotorwelle verbunden ist Aufgrund dieses Aufbaus der kombinierten Schleifring- und Gleichrichtereinheit ist die notwendige Austauschbarkeit des als Verschleißteil anzusehenden Schleifringsatzes aber erheblich erschwert und verteuert gegenüber Wechselstromerzeugern mit feststehenden Dioden; darüber hinaus führt der bei dieser Anordnung der kombinierten Schleifring- und Gleichrichtereinheit über die Maschinenwelle verlaufende elektrische Strom zu einer raschen Zerstörung der Maschinenwellenlager.

Die erfindungsgemäße Schleifringanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie neben der mechanischen Stabilität eine außerordentlich kompakte Bauweise aufweist, einen übermäßigen Verschleiß der Schleifkohlen verhindert, im Falle des Verschleißes der Schleifringe einfach austauschbar ist, nicht zur Zerstörung der Wellenlager beiträgt und eine elektrische Kontaktierung besitzt, die einfach und betriebssicher ist. Diese Schleifringanordnung hat darüber hinaus auch den weiteren Vorzug, daß für ihre Herstellung modernste Fertigungsverfahren Anwendung finden können, was auf die Kosten dieses Massenprodukt-Bauteils von erheblichem Einfluß ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Schleifringanordnung möglich. Die erfindungsgemäße Anordnung hat insbesondere auch bei nichtmetallischen Schleifringen (beispielsweise bei Graphitschleifringen) Vorteile, weil hier ein Verstemmen der Anschlußleitung zum mechanischen Haltern direkt am Schleifring nicht möglich ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der zugehörigen Beschreibung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt den Klauenpolrotor eines Generators mit einer Variante der erfindungsgemäßen Schleifringanordnung. Auf einer Welle 11 sind ein Polkern 12 und

Klauenpolräder 13 und 14 aufgesetzt, zwischen den Polrädern 13,14 liegt die Erregerwicklung 15. Die Zuführung der Erregerleistung zur Erregerwicklung 15 erfolgt über einen ersten Anschlußdraht 16 und einen zweiten Anschhißdraht 17. Auf die Wei's 11 ist ein buchsenförmiger Träger iS aufgeschoben, der einen Bund 19 aufweist Der Träger ist teilweise von einer Isolierschicht 21 bedeckt Der Träger i8 trägt einen ersten Schleifring 22 und einen zweiten Schleifring 23. Im Ausführungsbeispiel nach Fi g. 1 besteht der Träger 18 aus Metall; die Isolierschicht 21 isoliert den Träger 18 gegenüber der Welle 11 und gegenüber dem zweiten Schleifring 23, der erste Schleifring 22 liegt auf einem blanken Bereich des Trägers 18 auf und ist damit elektrisch leitend mit ihm verbunden. Der Bund 19 weist eine erste Kerbe 24 auf, in der der erste Anschlußdraht 16 elektrisch und mechanisch — beispielsweise durch Verstemmen und Verlöten — angeschlossen ist Es besteht somit eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Anschlußdraht 16 über den Träger 18 zum ersten Schleifring 22.

Der Bund 19 trägt außerdem noch eine zweite Kerbe 25, in der der zweite Anschlußdraht 17 mechanisch gehaltert ist; da die Kabelisolation des zweiten Anschlußdrahtes 17 auf dem Draht belassen ist, ist der zweite Anschlußdraht gegenüber dem Bund 19 und damit gegenüber dem Träger 18 isoliert Der zweite Schleifring 23 trägt einen Bund 26 mit einer Kerbe, in der die Seele des zweiten Anschlußdrahtes 17 mechanisch und elektrisch angeschlossen ist.

Die F i g. 2 ist eine Ausschnittvergrößerung aus der F i g. 1 und zeigt Einzelheiten des Bundes 19 und des Bundes 26. Die F i g. 3 ist eine Stirnansicht auf den Bund 19. In den F i g. 2 und 3 sind dieselben Bezugszeichen wie in F i g. 1 verwendet, die F i g. 2 und 3 dürften aus sich selbst verständlich sein.

Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, in dem der Träger 18 als Bundbuchse ausgebildet ist ist im Ausführungsbeispiel nach Fig.4 der Träger 18 als Bundbolzen ausgeführt. Der Bundbolzen 18 weist einen Fortsatz 28 auf, der — mit Hilfe der Isolierschicht 21 isoliert — in eine Ausnehmung, vorzugsweise eine axiale Bohrung 29 der Welle 11 eingesetzt ist Die übrige Ausführung entspricht der des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1, so daß weitere Erläuterungen nicht erforderlich sind.

F i g. 5 zeigt noch einmal die erfindungsgemäße Schleifringanordnung nach dem ersten Ausführungsbeispiel mit einem als Bundbuchse ausgebildeten Träger 18 und der Isolierschicht 21 sowie mit dem nicht isolierten,

f aufgesetzten ersten Schleifring 22 und dem isoliert aufgesetzten zweiten Schleifring 23. Die Schleifringe 22,23 sind als Kupferringe ausgeführt.

F i g. 6 zeigt eine Variante zum ersten Ausführungsbeispiel, bei der die Schleifringe 22 und 23 als Graphit· ringe ausgebildet sind. Die Graphitschleifringc 22, 23 sind auf einer Seite mit Kupfereinlagerungen versehen. Die Kupfereinlagerung des ersten Schleifringes 22 be findet sich vorzugsweise auf der dem Polkern 12 abgewandten Seite; der erste Schleifring 22 ist dort mit Hilfe des Lots 31 an den Träger 18 angelötet. Die Kupfereinlagerung beim zweiten Schleifring 23 befindet sich zweckmäßigerweise in seinem Bund 26, dadurch kann auf einfache Weise der nicht eingezeichnete zweite Anschlußdraht 17 eingelötet werden.

l| Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schleiflinganordnung für elektrische Maschinen, insbesondere für Generatoren von Kraftfahrzeuges mit zwei Schleifringen, die auf einem mit der ■"MaschinenweHe umlaufenden Träger befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (18) elektrisch leitend ausgebildet ist und gegenüber der Maschinenwelle durch eine am Träger festhaftende Isolierschicht (21) isoliert ist, wobei der Träger im Bereich der Befestigungszone des ersten Schleifrings (22) zur unmittelbaren Kontaktierung mit diesem Schleifring blank gehalten ist, an der Befestigungsstelle für den zweiten Schleifring (23) die festhaftende Isolierschicht (21) trägt, auf welcher der zweite Schleifring (23) sitzt, wobei der Träger (18) gegenüber der Maschinenwelle durch diese Isolierschicht isoliert ist und einen flanschartigen Bund (19) mit zwei Aussparungen (24,'25) aufweise von denen die erste (24) einen ersten Anschlußdraht (16) zur elektrischen Verbindung des Trägers (18) mit dem ersten Schleifring (22) aufnimmt und die zweite (25) mit Isolierstoff ausgekleidet ist und den zweiten mit dem zweiten Schleifring (23) verbundenen Anschlußdraht (17) aufnimmt.

2. Schleifringanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger (18) eine auf die Maschinenwelle (11) aufgeschobene Bundbuchse vorgesehen ist.

3. Schleifringanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger (18) ein in eine Ausnehmung (29) der Maschinenwelle (11) eingeschobener Bundbolzen vorgesehen ist.

4. Schleifringanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit zwei Schleifringen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifringe (22, 23) als Kupferringe ausgebildet sind, von denen der zweite (23) einen Bund (26) mit einjr Kerbe zum mechanischen und elektrischen Anschluß des zweiten Anschlußdrahtes (17) aufweist.

5. Schleifringanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit zwei Schleifringen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifringe (22,23) als Graphitringe ausgebildet sind, wobei zum elektrischen Kontaktieren wenigstens einseitig ringförmige Kupfereinlagerungen vorgesehen sind, und wobei der zweite Schleifring (23) einen Bund (26) mit einer Kerbe zum elektrischen Anschluß des zweiten Anschlußdrahtes (17) aufweist.