DE3121105C2

DE3121105C2 -

Info

Publication number: DE3121105C2
Application number: DE3121105A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. 7141 Schwieberdingen De Frister; Gerhard 7145 Markgroeningen De Pflueger; Burkhardt Schmidt; Martin 7000 Stuttgart De Scholpp; Reinhold 7141 Schwiederdingen De Wamsler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-05-27
Filing date: 1981-05-27
Publication date: 1991-09-19
Also published as: GB2099230A; US4406961A; FR2507022B3; DE3121105A1; FR2507022A1; JPH0461582B2; JPS57199455A; GB2099230B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleifringanordnung für elek trische Maschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer solchen, aus der DE-OS 25 39 091 bekannten Schleifringan ordnung sind die Schleifringe mit relativ kleinem Durchmesser zunächst auf eine Bundbuchse aufgesetzt. Die Bundbuchse ist dann auf die Maschinenwelle geschoben. Die Bundbuchse selbst ist teilweise von einer Isolierschicht bedeckt und dient außer zum Isolieren auch als Träger der Schleifringe. Derartige Lösungen sind aufwendig und daher aus Kostengründen nicht uneingeschränkt verwendbar. Außerdem wird durch die separat herzustellende Bundbuchse der Schleifringdurchmesser ver größert, was zwangsläufig zu einer höheren Umfangsgeschwindigkeit und damit zu einem größeren Abrieb an den Schleifkohlen führt. Diese Nachteile gelten auch für eine Schleifringausführung nach der AT-PS 2 26 806, bei der die Schleifringe unter Zwischenführung einer Isolier schicht auf einer Metallnabe aufgeschrumpft sind, welche dann auf das Ende der Maschinenwelle aufzuziehen ist.

Nach der DE-PS 9 05 511 werden zwischen den Schleifringen und der Maschinenwelle besonders hergestellte, mit Isolierringen versehene Preß ringe angeordnet. Neben den auch hier vorhandenen, vorerwähnten Nach teilen benötigt diese Lösung auch noch eine zusätzliche Spannvor richtung zur Zusammenhaltung der Schleifringanordnung. Schließlich ist aus der DE-AS 10 69 276 eine Schleifringanordnung bekannt, bei der die Schleifringe jeweils über einen relativ dünnen, jedoch ebenfalls separat hergestellten Isolierring unmittelbar auf das Ende der Maschinenwelle aufgesetzt sind. Zur Kühlung der Schleifringe und der Anschlußleiter werden dort Kühlmittel führende Hohlleiter verwendet, welche in aufwendiger und kostspieliger Weise in besondere, am Wellen ende axial gebohrte Locher elektrisch isoliert aufgenommen werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine kostengünstige, funktionssichere Schleifringanordnung mit hoher Lebensdauer zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Lösung hat den Vorteil, daß sie für jede handelsübliche Rotoranordnung mit Erregerwicklung bei elektrischen Maschinen verwendet werden kann, wobei sich die Herstellung der Schleifringanordnung sehr einfach und damit kostengünstig gestaltet. Dabei läßt sich insbesondere auch die Lebensdauer der Schleifringanordnung gegenüber den bisher bekannten Schleifringanordnungen noch erhöhen. Durch den Wegfall der Isolierbuchse liegt der Außendurchmesser der Schleifringe in vorteil hafter Weise nur wenig über dem Außendurchmesser der Maschinenwelle. Der dadurch erzielte Gewinn an Einbauraum kann dazu verwendet werden, die Länge der Kohlebürsten entsprechend zu erhöhen. Weiter ist von Vorteil, daß die elektrischen Leiter zum Anschließen der zugehörigen Wicklung an die Schleifringe in Längsnuten der Längsverzahnung der Welle geführt werden und somit keinen weiteren Platz, der auf Kosten des Schleifringdurchmessers ginge, beanspruchen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Haupt anspruch angegebenen Schleifringanordnung möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die Schleifringe mit dem Imprägnierharz, das zum Tränken der Erregerwicklung verwendet wird, auf der Welle aufgeklebt werden können.

Durch den Einsatz von Sinterkohle als Material für die Schleifringe ist eine weitere Er höhung der Lebensdauer der Kohlebürsten und der Schleif ringe möglich. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist es möglich, die Kohleschleifringe nach ihrer Abnützung oder bei einem Defekt auszutauschen. Durch die Befestigung der Kohleschleifringe mittels Aufkleben müssen die empfindlichen Kohleringe selbst keine Zugspannungen durch Innendruck auf nehmen.

Fertigungstechnische Vorteile ergeben sich unter an derem dadurch, daß mit dem Imprägnieren der Läuferwicklung gleichzeitig die Klebeschicht für die Schleifringe aufge bracht wird. Werden die Schleifringe aus massivem Metall, beispielsweise aus Kupfer oder Bronze, hergestellt, lassen sie sich selbstverständlich wie bisher auf die isolierte Läuferwelle aufpressen.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen Drehstromgenerator mit Me tallschleifring, Fig. 2 einen Rotor für einen Dreh stromgenerator mit Kohleschleifringen (davon Fig. 2a eine Übersicht, Fig. 2b eine Einzelheit).

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist in einen Gehäuse 11 eines Drehstromgenerators in Lagern 12 eine Welle 13 gelagert. Im Gehäuse 11 ist ein Stator 14 mit einem Statorkern 15 und einer Phasenwicklung 16 gelagert. Auf die Maschinenwelle 13 ist ein Rotor 17 auf gesetzt, der einen Kern 18, Polräder 19 und eine Erreger wicklung 21 umfaßt. Die Erregerwicklung 21 ist über Wicklungs enden 22 an Schleifringen 23 angeschlossen. An ihrem an triebsfernen Ende 24 trägt die Welle 13 eine Längsverzahnung 25. Die Längsverzahnung ist zweckmäßig, aber nicht notwendig. Notwendig ist lediglich eine einzige Nut 26. In dieser Nut 26 ist ein Ende 22 der Erregerwicklung 21 geführt und an einen der Schleifringe 23 angelötet oder angeschweißt. Die Schleif ringe 23 sind in diesem Ausführungsbeispiel massiv und aus Bronze oder Kupfer hergestellt. Sie sind in einem Querpreß verband auf der Maschinenwelle 13 fixiert, sie können aber auch mit Lack auf der Läuferwelle 13 aufgeklebt sein. Als Lack ist der Imprägnierlack oder das Imprägnierharz, mit dem die Erreger wicklung 21 getränkt ist, verwendet. Falls die Schleifringe 23 auf die Welle 13 aufgeklebt werden, geschieht dies, solange der Tränklack noch nicht ausgehärtet ist. Gegenüber der Welle 13 sind die Schleifringe durch eine Isolierschicht 27 isoliert, die beim Ausführungsbeispiel als Wirbelsinterschicht ausge bildet ist. Als Material eignet sich besonders Resicoat ®. In der Bürstenhalteranordnung 28 sind Kohlebürsten 29 geführt.

Die Bürstenhalteranordnung ist beim Ausführungsbeispiel so ausgebildet, daß sie längere Bürsten 29 aufnehmen kann. Die Länge der Bürsten 29 ist um das Maß vergrößert, um das der Durchmesser der Schleifringe durch das Einsparen einer Iso lierbuchse verkleinert ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die Schleifringe 23 aus Sinterkohle hergestellt. Auch hier sind die Schleif ringe 23 gegenüber der Welle 13 durch eine Isolierschicht 27 isoliert. Auf die Welle 13 oder auf die Längsverzahnung 25 der Welle 13 sind die Schleifringe mit Hilfe des Imprägnier harzes, das auch zum Tränken der Erregerwicklung 21 verwen det wird, aufgeklebt. Das Imprägnierharz kann sich da bei lediglich auf den Stirnflächen der Längsverzahnung 25 oder aber auch in den Nuten zwischen den Zähnen der Längsver zahnung 25 befinden. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist nicht eine komplette Längsverzahnung erforderlich, es genügt vielmehr eine einzige Längsnut 26. Die Kohleschleifringe 23 sind an wenigstens einem Ende mit einer lötfähigen Schicht 31, beispielsweise einer Kupferschicht versehen. An dieser Schicht 31, ist der Leiter 32 des Wicklungsendes 22 angelötet oder angeschweißt. Die Schleifringe sind voneinander isoliert und auf gegenseitigen Abstand gehalten durch ein ringförmiges Abstandsstück 33.

Claims

1. Schleifringanordnung für elektrische Maschinen, insbesondere für Drehstrom-Generatoren in Kraftfahrzeugen, mit wenigstens einem Schleif ring (23), der auf die Maschinenwelle (13) unter Zwischenschaltung einer elektrischen Isolation (27) aufgesetzt und mit einem Ende (22) einer Wicklung der Maschine, insbesondere der Erregerwicklung (24) mit Hilfe eines elektrischen Leiters (32) verbunden ist, dadurch gekenn zeichnet, daß die elektrische Isolation (27) eine auf das den wenigstens einen Schleifring (23) tragende Ende (24) der Welle (13) aufgebrachte festhaftende Isolierschicht ist, wobei dieses Ende (24) der Welle (13) eine Längsverzahnung (25) aufweist, deren Nuten zumindest teilweise mit der Isolierschicht (27) gefüllt sind und von denen wenigstens eine Längsnut (26) das Wicklungsende (22) der Wicklung (21) aufnimmt.

2. Schleifringanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolierschicht (27) das gleiche Imprägnierharz verwendet ist, das zum Tränken der Wicklung (21) dient.

3. Schleifringanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolierschicht (27) eine Wirbelsinterschicht verwendet ist.

4. Schleifringanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifring (23) aus Sinterkohle besteht.

5. Schleifringanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einer der Seitenflächen des aus Sinterkohle bestehenden Schleifrings (23) eine lötfähige Schicht (31) angesintert ist.

6. Schleifringanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifring (23) als massiver Metallring aus gebildet ist.

7. Schleifringanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mittels eines Abstandsstücks (33) gegeneinander isolierte Schleifringe (23) vorgesehen sind.