DE3130595A1

DE3130595A1 - Schleifringanordnung

Info

Publication number: DE3130595A1
Application number: DE19813130595
Authority: DE
Inventors: Günter 7015 Korntal-Münchingen Zorn
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-08-01
Filing date: 1981-08-01
Publication date: 1983-02-17
Also published as: JPS5826546A; FR2510826A1; FR2510826B1

Description

E. 7196
28.7.19-81 Lr/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1

Schlei fr i nganor dnun g

Die Erfindung betrifft eine Schleifringanordnung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Bei den seither bekannten Schleifringanordnungen werden Preßformen verwendet, in welche die Schleifringe, die meistens von Bronze- oder Kupferrohren in der erforderlichen Schleifbahnbreite abgestochen werden, gleichachsig zueinander eingelegt wer>den und dann der zwischen einem zentrischen, zylindrischen Kern und der Außenform verbleibende Hohlraum mit einer unter Druck und Hitze aushärtenden Kunstharzmasse ausgefüllt wird. Die Herstellung ist demgemäß teuer und erfordert meistens eine Nachbearbeitung des Preßlings, damit ein schlagfreier Lauf bzw. Sitz auf der Ankerwelle der Lichtmaschine gewährleistet ist.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Ausrüstung von Läufern für Drehstromgeneratoren mit Kohleschleifringen eine Schleifringanordnung zu schaffen, welche in einfacher Weise auf einen Läufer aufgepreßt werden kann, eine lange Laufzeit des Bürsten-Schleifringsystems gewährleistet und eine hohe Festigkeit aufweist. Hierzu sind erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen vorgesehen.

Die erfindungsgemäße Schleifringanordnung bringt den Vorteil mit sich, daß die nur eine geringe Zugfestigkeit aufweisenden Kohleschleifringe durch die Imprägnierung in Verbindung mit der Hülse auf ihrer Welle mit hoher mechanischer Festigkeit verbunden werden können. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit den nachstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen:

Figur 1 einen Ausschnitt aus der Ankerwelle mit einer erfindungsgemäßen Schleifringanordnung im axialen Längsschnitt,

Figur 2 in einem entlang der Linie II/II in Figur 1 geführtem Querschnitt,

Figur 3 in eimern nach der Linie III/III geführten Querschnitt,

Figur k ausschnittsweise eine radiale Draufsicht auf die Hülse und die beiden Schleifringe, Figur 5 einen Ausschnitt aus dem axialen Längsschnitt durch die Hülse in fertig imprägniertem Zustand zur Hachstellung einer stirnseitigen Rastnase und Figur 6 eine abgewandelte Ausführungsform einer solchen Rastnase bei im übrigen gleicher Darstellung wie in Figur 5,

Figur 7 einen stark -vergrößerten Ausschnitt aus einer
weiteren, abgewandelten Ausführungsform mit jeweils
entlang einer Mantellinie der Hülse verlaufenden Längsleisten,

Figur 8 eine andere, abgewandelte Ausführungsform einer vorgefertigten Isolierstoffhülse im axialen Längsschnitt ,

Figur 9 eine axiale Ansicht der einen der beiden
Stirnseiten der Hülse.

In der Zeichnung ist bei 1 der Endabschnitt der Läuferwelle einer im übrigen nicht dargestelltn Drehstromlichtmaschine angedeutet, die auf der Welle 1 einen nur ausschnittsweise wiedergegebenen Klauenpolanker 2 mit einer ebenfalls nur abschnittsweise wiedergegebenen Erregerwicklung 3 trägt, welcher der zur Erregung notwendige Gleichstrom über zwei Leitungen k und 5 sowie zwei mit der Welle umlaufende Schleifringe 6 und 7 zugeführt wird.

Die beiden Schleiringe β und 7 sind aus Kohlepulver unter Verwendung eines erhärtenden Bindemittels gepreßt und haben gegenüber den seither verwendeten Bronze- bzw. Kupferringen den Vorteil, daß die auf ihrer äußeren Mantelfläche gleitenden Bürsten eine wesentlich längere Standzeit aufweisen. Die Kohleschleifringe 6 und 7 eignen
sich jedoch für die herkömmliche Befestigung auf einer
Preßstoffnabe nur begrenzt, weil die beim Aufpressen der Habe auftretenden Zugspannungen in den Schleifringen zu deren Zerstörung führen würden.

Bei der erfindungsgemäßen Schleifringanordnung ist demgegenüber vorgesehen, daß zur Bildung der notwendigen
Isolierstoffnabe eine Kunststoffhülse 8 verwendet wird,

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die Tor dem Zusammenbau der Schleifringanordnung aus spritzbarem Kunststoff, beispielsweise aus Polyamid gepreßt wird, und daß die Kunststoffhülse 8 zur axialen und radialen Lagefixierung der Kohleschleifringe 6 und 7 auf der Läuferwelle 1 und dann zusammen mit den Kohleschleifringen einen Imprägnierungsvorgang unterworfen wird, bei welchem eine feste Verbindung mit der Läuferwelle 1 entsteht, wobei die Hülse 8 zusammen mit" dem Imprägnierungswerkstoff die notwendige Isolierstoffnabe bildet.

Bei der Montage werden die beiden Kohleschleifringe 6 und T jeweils νση einer der beiden Stirnseiten der Hülse 8 her auf diese aufgeschoben, bis sie beidseits an einem an die Hülse 8 angeformten, niedrigen Zentralflansch 9 zur Anlage kommen. Damit die Kohleschleifringe 6 und T in dieser Lage gegen axiale Verschiebung gesichert werden können, ist jeweils am strinseitigen Randbereich der Hülse 8 ein Anschlag 10 "vorgesehen, der radial über die übrige, zylindrische ümfangsfläche der Hülse 8 vorsteht. Dieser Anschlag kann wie in Figur 5 dargestellt ein keilförmig gegen die Stirnseite hin ansteigender Rand sein, welcher infolge seiner Konizität den zugehörigen Schleifring 6 gegen den Zentralflansch 9 drückt. In Figur 1 und 6 ist als eine andere Ausführungsform für den Anschlag 10 ein schulterförmiger Bund 10 vorgesehen, welcher den Schleifring 6, der eine streng rechteckförmige Querschnittsfläche hat, an der Außenstirnseite hintergreift.

Damit die Schleifringe beim Aufschieben auf die Hülse 8 keinen unzulässig hohen Zugspannungen unterworfen werden, ist die Hülse von beiden Stirnseiten her mit Hilfe von schmalen Längsschlitzen 11 (s. Figur 2, Figur 3 und Figur 8) in sechs Segmente unterteilt, derart, daß die im Bereich der Schlitze 11 liegenden Endabschnitte der Hülse 8 unter starker Verringerung ihres Außendurchmessers zusammengedrückt werden können. Damit die Kohleschleif-

ringe 6 und 7"in ihrem markierten, aber noch nicht imprägnierten Zustand die richtige Lage gegenüber der Hülse 8 beibehalten, ist an dem Flansch 9 eine in Figur k deutlich erkennbare Radialrippe 12 vorgesehen, die in der aus Figur 1 erkennbaren Weise in eine entsprechende Radialnut 1.3 an der inneren Stirnseite des Kohleschleifrings 7 eingreift. Wach dem Einrasten der Radialnuten 13 über die Radialrippen sind die Schleifringe in ihrer richtigen Läge gegen Verdrehen gesichert und zur Aufnahme der -Enden der Leitungen k und 5 ausgerichtet. Erst bei richtiger Lage und Fixierung der Schleifringe federn die segmentförmigen Endabschnitte der Hülse 8 in ihre Ausgangslage zurück und ermöglichen so das Aufziehen der Hülse auf das Wellenende der Welle

Damit die soweit vormontierte Schleifringanordnung in axialer Richtung auf der Welle 1 fixiert werden kann, sind drei federnde Zungen Ik innerhalb der Schlitze 11 vorgesehen. Diese federnden Zungen sind in Figur 3 deutlich erkennbar. Sie rasten in eine nahe dem Lagerzapfen 15 in die Welle 1 eingestochene Rundnut 16 ein und halten die Schleifringanordnung während des nachfolgenden Imprägniervorganges fest. Wenn das die vorhandene Zwischenräume ausfüllende Imprägniermittel ausgehärtet ist, können die als Laufflächen für die nicht dargestellten Büsten dienenden Umfangsflachen der beiden Kohleschleifringe feinstbearbeitend überschliffen werden.

Beim dargestellten Ausfuhrungsbeispxel ist vorgesehen, daß der außenliegende Kohleschleifring 7 mit der Anschlußleitung 5 vor dem Imprägniervorgang verbunden werden kann. Hierzu enthält die Hülse 8 im Fußbereich des Flansches 9 nach Figur 2 eine zur Achse A parallele Längs nut 18, durch welche das Ende der Leitung 5

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hindurchgeschoben werden kann bis es an der äußeren Stirnseite der Hülse hervortritt und dort mit dem äußeren Schleifring T leitend verbunden werden kann.

Um Preßpassungen der Schleifringe 6 und T zu verhindern, kann die Hülse 8 im Auflagebereich der Schleifringe mit achsparallelen Längsrippen 20 versehen sein, vie dies in dem vergrößerten Querschnitt nach Figur 7 angedeutet ist. Entsprechende Tragleisten sind auch in der Bohrung der Hülse möglich; wenn dies aus fertigungstechnischen Gründen erforderlich ist, kann die Zahl der federnden Segmente reduziert oder vergrößert werden.

Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach-den Figuren 8 und 9 entfallen die vorher beschriebenen Zungen '\k und der Einstich 16 in die Welle 1. Die an ihrem Mittelsteg geschlossen ausgebildete Hülse 8 wird mit leichtem Preßsitz auf Maß aufgepreßt. Die Kohleringe erhalten auf der Hülse Spielpassung, so daß keine Pressung entstehen kann.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Schleifringanordnung besteht darin, daß die Herstellungskosten sehr ^- niedrig gehalten werden können und daß trotzdem eine

gesteigerte Lebensdauer der Schleifringe gewährleistet ist. ■

Leerseite

Claims

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28.7.1981 Lr/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1 ·

Ansprüche

Y T.Jschleifringanordnung mit zwei in axialem Abstand voneinander angeordneten Kohleschleifringen, die mittels einer Isolierstoff-Nabe auf der Läuferwelle einer Lichtmaschine befestigbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen und radialen Lagefixierung der Kohleschleifringe (6, 7) auf der Läuferwelle (1) während der Imprängierung eine aus Kunststoff vorgefertigte, in der Nabe verbleibende Hülse (8) vorgesehen ist, die bei der Montage in die beiden Kohleschleifringe (6, 7) einsetzbar ist, an ihrem Außenumfang wenigstens ein Distanzstück (9) für den gegenseitigen axialen Abstand der Kohleschleifringe sowie stirnseitig je mindestens einen Anschlag (10) für die Schleifringe aufweist.
2. Schleifringanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine federnde Zunge (1h) zur formschlüssigen axialen Sicherung auf der Welle (1) vorgesehen ist.
3. Schleifringanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Eingriff der Zunge (1U) in ihrem entspannten Zustand eine umlaufende Nut (16) in der Welle (1) Torgesehen ist,
h. Schleifringanordnung nach Anspruch 1 oder einem der "vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitigen, zum axialen Festhalten der Kohleschleifringe dienenden Anschläge (10) in ihrer axialen Draufsicht segmentförmig ausgebildet sind.
5. Schleifringanordnung nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (10) von einem über die übrige zylindrische Umfangsfläche der Hülse (18) radial vorstehenden Rand gebildet sind.
6. Schleifringanordnung nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (8) an ihren beiden stirnseitigen Endabschnitten in mehrere, vorteilhaft sechs federnde Segmente, vorzugsweise durch achsparallele Schlitze (11) aufgeteilt
T. Schleifringanordnung nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand der Hülse (8) wenigstens eine zur Hülsenachse (A) parallele, durchgehende Längsbohrung (18) vorgesehen ist.
8. Schleifringanordnung nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite der Hülse (8) mindestens drei, vorzugsweise sechs über den Umfang der Hülse verteilte Längsrippen (20) im Auflagebereich der Kohleschleifringe (6, 7) vorgesehen sind.
9. Schleifringanordnung nach einem der Ansprüche k bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (8) ein flanschförmiges Distanzstück (9) aufweist, das für jeden der beiden Kohleschleifringe (6, T) je eine Radialrippe (12) aufweist, für welche in der Stirnseite des ihm zugehörigen Schleifrings eine Radialnut (13) vorgesehen ist.
10. Schleifringanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (8) im Fußbereich des Distanzstücks (9) einen geschlossen Mittelsteg (21) aufweist.
11. Schleifringanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (8) mit Preßsitz auf die Welle (1) aufgedrückt ist und die Kohleschleifringe (6, 7) vor dem Imprägniervorgang Spielpassung gegenüber der Hülse (8) aufweisen.