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Halterung für die Schleifringe einer elektrischen
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Maschine
Die Erfindung betrifft eine Halterung für
die Schleifringe einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Eraftfahrzeug-Generators,
mit einer Rotorwelle, auf der voneinander und von der Rotorwelle elektrisch isoliert
zwei Schleifringe befestigt sind, die über elektrische Anschlußleiter mit der Ankerwicklung
der Maschine verbunden sind, ferner mit zwei an der Rotorwelle ausgebildeten Lagerflächen
für die drehbare Lagerung der Welle, von denen sich die eine zwischen den Schleifringen
und dem Anker befindet, wobei der Durchmesser der Schleifringe nicht größer ist
als der Durchmesser dieser Lagerfläche, wobei ferner die Strombahnen zwischen den
Schleifringen und dem Anker im Bereich dieser Lagerfläche innerhalb der Welle verlaufen,
die an diesen Ende als von der Stirnseite her zugängliche Hohlwelle ausgebildet
ist.
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Eine solche Halterung beschreibt die deutsche Gebrauche musterschrift
8 013 477. Gegenüber früheren Ausführungsformen einer solchen Halterung, qio eje
beispielsweise die deutsche Gebrauchsmusterschrift 7 931 678 beschreibt, hat diese
Halterung den Vorteil, der die LagerBlEche sehr nahe an dem Anker der Maschine vorgesehen
ist. Die beiden Schleifringe haben außerdem einem so kleinen Durch messer, daß die
Rotorwelle mit Anker von den betreffenden Lager abgezogen werden kann, ohne daß
hierzu die Schleifringe demontiert werde müßten.
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Bei der erwähnten deutschen Gebrauchsmusterschrift 8 013 477 hat die
Hohlwelle zwei Radialbohrungen, und zwar eine vor der Lagerfläche und die andere
hinter die Lagerfläche.
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Jeweils einer der beiden Anschlußteiler ist durch eine der Radialbohrungen
hindurchgeführt und mit seinem Schleifring
verbunden. Hieran ist
es aber insbesondere nachteilig, daß die Montage der Anschlußleiter, bedingt durch
die Führung durch die Radialbohrungen mit Verlauf innerhalb der Hohlwelle in deren
Längsrichtung, nur von Hand erfolgen kann.
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Bei der Halterung nach der DE-OS 2 926 295 befinden sich die Langerfläche
der Rotorwelle ebenfalls zwischen den beiden Schleifringen und dem Anker der Maschine.
Die beiden Anschlußleiter sind dort in axialen Nuten der Welle geführt.
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Der Durchmesser der Schleifringe ist hier aber bedeutend größer als
der Durchmesser der zugehörigen Lagerfläche, so daß die Rotorwelle nicht ohne weiteres
von dieser Lagerfläche abgezogen werden kann. Daher ist die Lebensdauer der Schleifringe
wegen der höheren Zentrifugalkraft geringer.
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Auch ist deren Abnutzung und diejenige ihrer Bürsten größer, weil
pro Umdrehung ein größerer Weg zurückgelegt wird.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde,
eine Halterung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß bei Beibehaltung
der Vorteile dieser Halterung, insbesondere deren Montage vereinfacht wird. Die
neuartige Halterung soll sich durch eine hohe Betriebssicherheit, insbesondere bei
starken Schwingungen und Erschütterungen auszeichnen sowie auch durch einen geringen
Lagerabstand an der Rotorwelle. Außerdem soll der Bürstenwechsel erleichtert werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß die Schleifringe an einem Einsatz befestigt sind, der elektrisch isoliert in
die Hohlwelle eingesetzt ist, daß der Einsatz ein von der Stirnseite her betätigbares,
axial verspannbares und gegen Verdrehung gesichertes Klemmteil zu seiner Befestigung
in der Hohlwelle hat, daß beide Radialbohrungen für die Anschlußleiter zwischen
der betreffenden Lagerfläche und dem Anker vorgesehen sind, und daß
die
Anschlußleiterenden über voneinander und von der Welle isolierte Verbindungsstücke
elektrisch mit jeweils einem der Schleifringe verbunden sind Es braucht jetzt lediglich
der vorher fertig montierte Einsatz mit den beiden Schleifringen und seiner elektrischen
Isolation axial von der frei zugänglichen Stirnseite her in die Hohlwelle eingesetzt
zu werden worauf beide Anschluß leiter in die Radialbohrungen der Hohlwelle in entsprechende
Aufnahmen im Einsatz eingeschoben werden. Der Einsatz wird dann axial verspannt
und dabei gleichzeitig in der Hohlwelle festgelegt. Hierbei erfolgt die elektrische
Verbindung der beiden Anschlußleiter mit den ihnen zugeordnete ten Schleifringen.
Gleichzeitig wird der Einsatz be als Verspannen in der Hohlwelle festgelegt.
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Das Verspannen des Einsatzes erfolgt vorzugsweise dadurch, daß das
Klemmteil sich konisch erwoitert, und daß auf der Erweiterung eine Klemmhülse mit
entsprechend konischer Bohrung aufsitzt.
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Um beide Teile gegeneinander axial zu verspannen, wird es bevorzugt,
wenn auf das äußere Ende des Klemmteils eine Mutter aufgeschraubt ist. Mit einem
geeigneten Werkzeug, beispielsweise einem Schraubendreher, wird der Einsatz unverdrehbar
gehalten, während gleichzeitig die Mutter derart auf das Außengewinde dos Einsatzes
aufgeschraubt wird, daß der Einsatz dabei axial verspannt wird.
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FUr die elektrische Verbindung zwischen beiden Anschluß leitern und
den ihnen zugeordneten Schleifringen wird es bevorzugt, wenn auf das Klemmteil eine
Klemmhülse sowie eine davon getrennte Vwerbindungsgehülse aufgeschoben sind, die
beide gegenüber der Welle isoliert sind, wobei die Klonnhülse mit dem mit eine länglichen
Schaft versehenen Klemmteil elektrisch verbunden ist, der seinrseits mit dem Mußeren
Schleifring elektrisch und mechanisch verbunden ist, wobei ferner die Verbindungsgehülse
elektrisch mit dem inneren Schleifring verbunden ist.
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Zwischen der Klemmhülse und der Verbindungshülse ist ein Abstand derart
vorgesehen, daß zwischen beide Hülsen die beiden Anschlußleiter mit ihren Enden
geschoben werden können, Sie werden dort durch eine Isolierscheibe voneinander elektrisch
isoliert. Die Kontaktgabe zwischen den Anschlußleiterenden und ihren Hülsen erfolgt
durch das beschriebene axiale Verspannen des Einsatzes. Ein Schrumpfschlauch isoliert
die Hülsen und hält die Isolierscheibe an Se ErSindung wird im folgenden anhand
eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere wichtige Merkmale
ergeben.
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Die Figur zeigt einen Axialschnitt durch ein Ende einer Rotorwelle
nach der Erfindung.
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Eine Welle 1 einer elektrischen Maschine ist an ihrem zeichnerisch
dargestellten Ende als Hohlwelle ausgebildet, Der nicht dargestellte Anker befindet
sich rechts in der Figur. In die Sackbohrung der Welle ist ein Einsatz eingesetzt,
der aus einem länglichen Klemmteil 2 besteht, dessen inneres Ende sich konisch erweitert.
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Auf diese konische Erweiterung 3 ist eine Klemmhülse 4 aufgesetzt,
die einen Innendurchuesser mit entsprechender Konizität hat.
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Auf den Schaft des Klemmteils 2 ist außerdem eine Verbindungahülse
5 aufgeschoben, wobei ein gewisser Abstand zwischen beiden Hülsen besteht. Die Verbindungshülse
5 ist über einen Isolierschlauch 6 elektrisch vom Klemmteil 2 isoliert. Zwischen
den beiden Hülsen 4 und 5 ist auf den Schaft des Klemmteils 2 eine Isolierscheibe
7 aufgeschoben.
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Der Isolierschlauch 6 erstreckt sich bis kurz vor das linke Ende des
Klemmteils 2, und zwar bis unter einen äußeren
Schleifring 8. Das
Klemmteil 2 ist mit diesem Schleifring 8 elektrisch über eine Scheibe 9 verbunden,
die sich an die äußere Stirnfläche des Schleifringes 8 anlegt. Das Ende des Klemmteiles
ist hier mit einem Gewinde versehen, auf das eine Mutter 10 aufgeschraubt ist. Außerdem
hat das Klemmteil hier einen von außen zugänglichen Schlitz 11 oder ein anderes
Mittel zum Eingriff eines geeigneten Werkzeugs.
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Ein innerer Schleifring 12 ist elektrisch vom Klemmteil 2 über den
Isolierschlauch 6 und von äußeren Schleifring 8 über eine Isolierscheibe 13 isolierte
Dar innere Schleifring 12 ist elektrisch mit der Verbindungsgehülse 5 rbunden die
mit ihrer linken Stirnfläche an der richten Stirn; fläche des Schleifringes 12 anliegt.
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In der Hohlwelle sind einander gegenüberliegend zwei Radialbohrungen
14, 15 vorgesehen, in die Anschlußleiter 16, 17 mit ihren abisolierten Enden eingesetzt
sind. Der Einsatz ist von der Welle 1 über einen Schrumpfschlauch 18 elektrisch
isolierte Beim Einsetzen der Anschlußleiter 16, 17 in den Ringraum zwischen den
beiden Hülsen 4, 5 wird der Schrumpfschlauch an diesen Stellen entweder von den
Enden der Anschlußleiter oder vorher mit einem geeigneten Werkzeug durchstoßen.
Einer der Anschlußleiter, im gezeichneten Beispiel der Anschlußleiter 16, wird in
den Ringraum links von der Isolierscheibe 7 eingesetzt und der andere Anschlußleiter
Pos. 17 in den Ringraum rechts von der Isolierscheibe 7. Beide Enden der Anschlußleiter
liegen an ihrer Hülse 5 bzw. 4 an.
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Durch das Anziehen der Mutter 10 bei gleichzeitigem Festhalten des
Klemmteils 2 über den Schlitz 11 wird der Einsatz in der Sackbohrung des Wellenedes
festgelegt und die elektrische Verbindung hergestellt. Diese erfolgt vom unteren
Anschlußleiter 17 über die Klemmhülse 4, das Klemmteil 2, die Scheibe 9 zum äußeren
Schleifung 0 Vom oberen Anschlßleiter
16 erfolgt die elektrische
Verbindung über die Verbindungshülse 5 zum inneren Schleifring 12.
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Eine Lagerfläche für ein Lager der Rotorwelle ist bei Pos. 19 ausgebildet.