DE7931678U1

DE7931678U1 - Anordnung zum Befestigen von Schleifringen

Info

Publication number: DE7931678U1
Application number: DE19797931678
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-11-09
Filing date: 1979-11-09
Publication date: 1980-02-07

Description

R-5858

24,10,1979 Ki/Kö

ROBERT B05CH.

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Anordnung zum.Befestigen von Schleifringen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung nach der Gattung des Hauptanspruchs ι Bei einer bekannten Anordnung dieser Gattung sitzt die die Schleifringe tragende Buchse über ihre gesamte Länge mit Preßpassung auf dem umlaufenden Teil auf (DE-OS 25 39 09I)₅ Diese Anordnung ermöglicht eine stabile Befestigung der Schleifringe auf dem umlaufenden Teil und eine einfache Kontaktierung, die auch den Anforderungen des rauhen Betriebs in einem Kraftfahrzeug genügen. Bei dieser Anordnung läßt es sich jedoch nicht vermeidenj daß beim Aufpressen der Buchse auf das umlaufende Teil und danach die Schleifringe durch radiale Kräfte nicht unbeachtlich beansprucht werden, die je= doch möglichst klein gehalten v/erden sollten, wenn die Schleifringe aus einem spröden Material*.Wie Graphit öder, Sintermetall, bestehen*

Zu diesem Zweck ist bei Anordnungen der gattungsmäßigen Art auch schon vorgeschlagen worden^ die Schleifringe durch axial wirkende Drückringe reibüngs- und/oder formschlüssig auf der Buchse festzuspahnen (DS^OS 28 08 3^7)_ä

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Diese Anordnung erfordert jedoch zusätzliche Teile Urtd gegebenenfalls einen zusätzlichen Arbeifcögängj Wenn die Druckringe nicht gleichzeitig mit dem Aufpressen der Buchse auf das umlaufende Teil auf die Buchse aufgepreßt Werden<

Ferner ist es bekannt₃ Graphit^Schleifringe mit Metalleinlagen zu versehen^ welche die Tangentialspannungen auf-¹ nehmen^ die durch das Aufpressen der Schleifringe auf den umlaufenden Teil oder durch eine Unwucht bei hohen Drehzahlen entsteht -. Es ist auch bekannt, Graphit^Schleiffinge ohne eingepreßte Metallteile lediglich durch Kleben mit dem umlaufenden Teil zu verbinden*

Vorteile der Erfindung |

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil j daß auch bei Verwendung von Schleifringen aus sprödem Material eine allen Beanspruchungen des Betriebes standhaltende Preßverbindung zwischen Buchse und umlaufendem Teil vorgesehen v/erden kann, ohne daß die Schleifringe unzulässig hoch beansprucht oder zusätzliche Druckringe „ zum axialen Festspannen der Schleifringe auf der Buchse notwendig werden. Gleichzeitig ist eine spielfreie Zentrierung der Schleifringe zur Generatorachse erzielbar *

Durch die in den Ünteränsprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die· Preßpassungsbereiche der Buchse mit dem bzw. den die Schleifringe tra-

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genden Bereichen über spahnungsäbbäUende Wähdäbschnitte verbunden sind, In diesem Pail können die die Schleifringe tragenden Bereiche der Buchse selbst starr genug öeihj Urn die Schleifringe in der vorschriftsmäßigen Achs^ lage zu halten.

Die spannungsabbauenden Wandabschnitte können durch spanlose Verformungen der Buchse, Z₁B, durch Sicken oder durch spanabhebende Verformungen, Z₁B, durch je eine oder mehrere Ringnuten in der Buchse, gebildet sein.-Die Ringnuten können dabei in axialem Abstand eng nebeneinanderliegen und abwechselnd vom Mantelumfang und von der Innenwand der Buchse ausgehen.

Ein Spannungsabbau kann auch erzielt oder der durch entsprechend ausgebildete Ubergangswandabschnitte erzielte Spannungsabbau kann untersützt werden, wenn die die Schleifringe tragenden Bereiche der Buchse eine geringere Wandstärke und in Bezug auf radial einwirkende Kräfte eine flachere Federkennlinie als die Preßpassungsbereiche der Buchse haben* Durch die Verringerung der Wandstärke kann ein Ringspalt zwischen der Buchse und dem umlaufenden Teil gebildet sein, der vorteilhaft mit einem Stoff mit geringem Elastizitätsmodul ausgefüllt ist> Dieser dämpft die Schwingungen der Schleifringe -, welche im Betrieb durch deren Unwucht hervorgerufen werden. Der zwi-"S^:chen^J^Buciis§ -ÜhcL· ümttäüf endeir Teil angebrachte 'Stoff "'k-änE " zweckmäßig auch elektrisch isolierende Eigenschaften haben und dadurch die Stromzuführung zu den Schleifringen erleichtern. Darüber hinaus können dadurch die Köntaktierungsstellen korrosionsgeschützt werden.

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Zeichnung

Fünf Ausführuhgsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung nä= her erläutert. Es zeigen Figur 1 den Rotor eines Klauenpol-Generators für Kraftfahrzeuge mit dem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schleifringbefestigungj Figur 2 Einzelteile nach Figur i in vergrößerter Darstel^ lungj und die Figuren 3 bis 6 die Schleifringbefestigungen des zweiten bis fünften Ausführungsbeispiels_s jeweils vergrößert und im Schnitt *

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Rotor nach Figur 1 hat eine Welle 11, auf der ein Polkern 12 und zwei Klauenpolräder 13 und 14 befestigt sind, zwischen denen eine Erregerwicklung 15 liegt. Die Erregerleistung wird der Erregerwicklung 15 über nicht dargestellte Schleifbürsten und zwei Schleifringe 16 und 18 zugeführt j welche in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise auf der Welle 11 befestigt und über Anschlußdrähte 20 und 22 mit der Erregerwicklung 15 verbunden sind.

Zur Befestigung der Schleifringe 16 und 18 auf der Welle 11 dient eine Buchse 24 aus tiefziehfähigem Blech, die zunächst mit den Schleifringen verbünden: Und-dann auf die Welle aufgepreßt wird. Die Buchse 24 hat zu diesem Zweck z'iei Endbereiche 26 (Figur 2), deren Innendurchmesser d. auf den Durchmesser der Welle 11 so abgestimmt Und so toleriert ist, daß sich bei allen Toleranzabweichungen und -paarungen eine Preßpassung ergibt^ die bei allen vorkommenden betrieblichen Beanspruchungen eine festen

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Sitz der Buchse 2k auf der Welle 11 gewährleistet. Die Endbereiche 26 sind über spannungsabbauende Wandabschnitte 28, die als umlaufende Sicken ausgeführt sind, mit einem mittleren Bereich 30 der Buchse 2k verbunden, der die Schleifringe 16 und 18 trägt. Der mittlere Bereich 30 hat einen Innendurchmesser d„, der auf den Durchmesser der Welle 11 so abgestimmt ist, daß sich im gesamten Toleranzbereieh äußerstenfalls eine leichte Pressung zv/ischen dem mittleren Bereich 30 und der Welle 11 ergibt.

Beim Aufbrir gen der Schleifringe 16 und 18 auf die Buchse 2k ist diese zunächst am aufsteckseitxgen Ende noch nicht mit der Sicke 28 versehen, so daß die Schleifringe 16 und 18 ungehindert bis in den mittleren Bereich 30 der Buchse 2k aufgeschoben v/erden können. Dort werden sie dann auf eine Art und V/eise mit der Buchse verbunden, bei v/elcher keine nennenswerten Radialkräfte auf die Schleifringe 16 und 18 ausgeübt werden. Das kann z.B. durch Kleben, Löten oder auch durch Aufpressen bei entsprechender Passung der Teile geschehen. In diesem letzteren Fall ist jedoch zweckmäßig darauf zu achten, daß die Buchse 2k im mittleren Bereich 30 in Bezug auf radiale Kräfte eine entsprechend flache Federkennlinie hat und der mittlere Bereich 30 so toleriert ist, daß es in keinem Fall zu einem Untermaß des mittleren Bereichs 30 gegenüber der Welle 11 kommt.

Mach dem Befestigen der Schleifringe 16 und 18 auf der Buchse 2k v/ird die aufsteckseitige Sicke 28 gebildet, was z.B. dadurch geschehen kann, daß die¹ Buchse an der Stelle diesel¹ Siöke mit; einetrt geschwäöhteiä Wandäbsöhnifct VeFsehen wird, V/elöhei* sieh beim SfcäUehtSn der Buehse au der Siöke verformfc· Auch können beide SiöKen 28 auf diese

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Weise nach dem Befestigen der Schleifringe auf der Buchse gebildet werden. Die so vorgefertige Baueinheit wird dann auf die Welle 11 aufgepreßt. Dabei verhindern die Sicken 28, daß sich die durch die Preßpassung in den Bereichen entstehenden Tangentialspannungen ungehindert in den mittleren Bereich 30 fortsetzen und dort die Schleifringe als Radialkräfte beanspruchen können. Die Sicken 28 schirmen den mittleren Bereich 30 der Buchse 2H von derartigen Tangentialspannungen weitgehend ab, so daß auch Schleifringe aus sprödem Stoff sicher und ohne Bruchgefahr auf der Welle 11 befestigt v/erden können.

Die Kontaktierung der Schleifringe 16 und 18 ist an sich unabhängig von der Anordnung zu ihrer Befestigung auf der Welle 11. Beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren |

1 und 2 dient wie bekannt die Buchse 2k selbst zur Strom-

i abführung vom Schleifring 18, der metallische Berührung

mit der Buchse hat, die innen durch einen elektrisch isolierenden überzug 32 gegenüber der Welle 11 isoliert ist. Die Buchse 2H hat an einem Ende einen Flansch 3*1 mit zwei Kerben 36 und 38, von denen die eine j 36; als Lötstützpunkt für den Anschlußdraht 22 des Schleifrings 18 dient. Die Kerbe 38 führt den Anschlußdraht 20, der « unmittelbar mit dem anderen Schleifring 16 in einyr in | einem Ringbund HO gebildeten Kerbe *J2 verlötet ist. Die Buchse 2*1 trägt außen eine zweite Isolierschicht kh _s die bis unter den Schleifring 16 reicht und diesen gegenüber der Buchse 24 und dem anderen Schleifring 18 isoliert.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist eine Buchse 50 mit einem einzigen Preßpassungsbereiöh 52 Versehen, der über einen als Sicke ausgeführten spannungsabbauendisn Wandäbsehnifcfc 5*) mit einem die Schleifringe 16 und ,18

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tragenden Bereich 56 der Buchse verbunden ist. Dieser ist dünnwandiger als der Preßpassungsberexch 52 ausgeführt und so bemessen, daß innen ein Ringspalt 58 zur Welle 11 gebildet ist. Der Ringspalt 58 ist mit einem Kunststoffkörper 60 ausgefüllt, der einen kleinen Elastizitätsmodul hat und das aus dem Bereich 56 der Buchse £>D und den Schleifringen l6 und l8 gebildete schwingungsfähige System so bedämpft, daß die Schleifringe im Betrieb keine die einwandfreie Stromübertragung beeinträchtigenden Schwingungen ausführen können.

Der Kunststoffkörper 60 kann durch Einspritzen oder Einschäumen von Kunststoff in den Ringspalt 58 gebildet sein, oder er kann als vorgefertigter, gestaltfester Körper in den Ringkörper 58 eingesetzt und darin durch geeignete Mittel festgehalten sein. Das nachträgliche Einspritzen oder Einschäumen des Kunststoffes in den Ringspalt 58 empfiehlt sich, wenn die Anschlußd^ühte zu tien Schleifringen durch die Welle 11 hindurchgeführt werden, wobei der nachträglich eingebrachte Kunststoff gleichzeitig zur Isolierung und schüttelsicheren Pestlegung der Anschlußdrähte dienen kann. Die Herstellung tier vorgefertigten Baueinheit aus Buchse und Schleifringen ist einfacher als bei der Ausführung nach Figur 1, V/eil die nachträgliche Bildung der zv/eiten Sicke entfällt. Die Anordnung mit einer einzigen Sicke kann aber auch dann vorgesehen werden, wenn die Buchse wie beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 in dem mittleren Bereich, der die Schleifringe trägt, ohne Zwischenschaltung eines Kunststoffkörpers unmittelbar auf der Welle 11 aufliegt.

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Beim Ausführungsbeispiel nach Figur i{ ist eine Buchse 60 mit mehreren Ringnuten 62 und Sk versehen,, die axial nebeneinanderliegend abwechselnd vom Mantelumfang und von der Innenwand der Buchse ausgehen und einen elastisch verformbaren Wandbereich 66 bilden, der einen starkwandigen Preßpassungsbereich 68 mit einem die Schleifringe 16 und 18 tragenden mittleren Bereich 70 geri..tierer Wandstärke verbindet,.

Die Befestigungsanordnung nach Figur 5 ähnelt jener nach Figur 3, mit dem Unterschied, daß ein Preßpassungsbereich 7*5 einer Buchse 76 über eine stärker ausgeprägte Sicke 78 mit einem die Schleifringe 16 und l8 tragenden Bereich 80 verbunden ist, die Wandstärke des Preßpassungsbereiches 7¹J nicht verdickt ist und der Bereich 80 einen nach innen gerichteten Kragen 82 hat, der nach Ausfüllen des Ringspaltes zwischen Bereich 80 und Welle 11 mit einem Kunststoff körper 8¹J gebildet ist. Der Preßpassungsbereich 7^1 der Buchse 76 ist durch einen nach außen weisenden Bördelrand 86 versteift. Der zwischen Sicke 78 und Bereich 80 der Buchse 76 liegende Übergangsabschnitt 88 kann auf der Welle 11 spiellos aufliegen oder einen Abstand zur Welle haben.

Die Figur 6 zeigt eine Anordnung, bei welcher eine metallische Buchse 90 einen die Schleifringe 16 und 18 tragenden mittleren Bereich 92 und zwei um 18Ö° nach innen geformte Preßpassungsbereiche 94 hat, wobei die Krümmungsabschnitte 96 zwischen den Bereichen 92 und 94 die durch die Preßpassung in den Bereichen 94 hervorgerufenen Spannungen stark abbauen.

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Anordnung, zürn Be f e s t jl gen...xon_. „Sohle j fr Ingen Zusammenfas sung

Es wird eine Anordnung zum Befestigen von Schleifringen
auf umlaufenden Teilen₅ insbesondere auf Rotorv/ellen
von Klauenpol-Generatoren für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen mit welchem auch Schleifringe aus sprödem Stoffe

wie Graphit oder Sintermetall, sicher mit dem Umlaufen- i

den Teil verbunden werden können» Dazu dient eine Buchse> >

auf vielcher die Schleifringe vorab so befestigt sind,

daß keine oder nur geringe Radialkräfte auf sie übertrat

gen werden. Danach v/ird die Buchse auf das umlaufende ;

Teil aufgepreßt» Die Buchse ist so gestaltet, daß nur ;

axial neben den Schleifringen liegende Bereiche mit Preß- [

passung auf dem umlaufenden Teil aufliegen» Andere Be- |

reiche der Buchse sind so ausgebildet, daß sich die |

durch die Preßpassung verursachten Spannungen in der |

Buchse nur in einem erheblich verminderten Ausmaß als |

Rädiäikräfte auf die Schleifringe übertragen. Bei be- j

vorzugten Ausführungen sind die Preßpässungsbereiehe |

der Buchse mit deren die Schleifringe tragenden Berei- \

chen über spannungsabbaüende Wandabschnitte verbunden. I

Claims

R. 5858

21.10.1979 Ki/Kö

ROBERT BOSCH GMBH₃ 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

1. Anordnung zum Befestigen von Schleifringen auf umlaufenden Teilen, insbesondere auf Rotorwellen von Klauenpol-Generatoren für Kraftfahrzeuge, mit einer auf das umlaufende Teil aufgepreßten Buchse, auf welcher die Schleifringe befe.'äti^t sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse {2k, 5O₃ 60) nur in axial neben den Schleifringen (16, 18) liegenden Bereichen (26, 52, 68) fest nji.t dem umlaufenden Teil (11) verbunden ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fest mit dem umlaufenden Teil verbundenen Bereiche (26, 52) der Buchse (24, 50) über als Sicken ausgebildete Wandabschnitte (28, 5*0 mit dem bzw. den die Schleifringe (16, 18) tragenden Bereichen (30, 56) der Buchse verbunden sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadureh gekennzeichnet, daß die als Siöken ausgebildeten Wandabschnitte (5*1) der

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Buchse eine geringere Wandstärke als die fest; mit dem umlaufenden Teil verbundenen Bereiche (52) der Buchse haben.

H. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet₅ daß der bzw. die die Sch2 :ifringe (l6, lo) tragenden Bereiche (56, 70) der Buchse (50, 60) eine geringere Wandstärke als die fest mit dem umlaufenden Teil verbundenen Bereiche (52, 68) der Buchse haber..

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der die Schleifringe tragenden Bereiche (56, 70) der Buchse (50, 60) größer als der Außendurchmesser des die 3uchse tragenden umlaufenden Teils (11) ist.

6. Anordnung nach einem der vorhergehender. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus tiefziehfähigem Blech bestehende Buchse mit Isoliermaterial beschichtet ist.

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