EP2696443A2 - Multifunktionales Schleifringgehäuse - Google Patents

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EP2696443A2
EP2696443A2 EP13175948.2A EP13175948A EP2696443A2 EP 2696443 A2 EP2696443 A2 EP 2696443A2 EP 13175948 A EP13175948 A EP 13175948A EP 2696443 A2 EP2696443 A2 EP 2696443A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
slip ring
space
module
brush
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP13175948.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2696443B1 (de
EP2696443A3 (de
Inventor
Michael Hallermeier
Johann Jilg
Christian Endraß
Wolfgang Graef
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schleifring und Apparatebau GmbH
Original Assignee
Schleifring und Apparatebau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schleifring und Apparatebau GmbH filed Critical Schleifring und Apparatebau GmbH
Priority to EP13175948.2A priority Critical patent/EP2696443B1/de
Priority to CN201310337370.XA priority patent/CN103579881B/zh
Publication of EP2696443A2 publication Critical patent/EP2696443A2/de
Publication of EP2696443A3 publication Critical patent/EP2696443A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2696443B1 publication Critical patent/EP2696443B1/de
Active legal-status Critical Current
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/08—Slip-rings

Definitions

  • the invention relates to a housing for a slip ring assembly and a slip ring assembly.
  • electrical signals can be transmitted by means of sliding contacts or contactless between mutually rotatable parts.
  • the EP 0662736 A discloses a slip ring assembly in which a brush having a plurality of wires of electrically conductive material runs in a V-groove of a sliding track of electrically conductive material.
  • the galvanic contact between the slideway and the wires electrical current can be transmitted.
  • the housing is cylindrical and must be disassembled to gain access to the slip ring components. When reassembling, the assembly must be adjusted for precise alignment of the brushes with the sanding paths.
  • this slip ring arrangement can only be maintained by a workshop which has the corresponding adjustment devices available. Even simple maintenance work, such as a re-oiling of the slideways also necessarily require such a workshop.
  • DE 1489080 A discloses a slip ring assembly in which brushes in the form of solid strands run in grooves of a slideway. Again, a cylindrical housing is disclosed which must be disassembled to gain access to the slip ring components.
  • EP 1154 920 B1 is a motor-pump unit disclosed in which a separate rule or. Control circuit is provided in a separate housing.
  • the DE 1928597 discloses an electric machine having an easily replaceable brush holder assembly accessible through its own service door.
  • the connection terminals are under another operating door.
  • the cooling air flow is directed via the terminals to the brush holder assembly.
  • the invention has for its object to design a slip ring housing and a slip ring assembly such that an easy access to the slip ring components is possible, which also allows maintenance without re-adjustment of the slip ring assembly.
  • a slip ring assembly having a slip ring housing has at least four sides, preferably exactly four sides, which are preferably arranged at a right angle to the respective adjacent sides. It encloses at least one slip ring module with a rotation axis, which is rotatable about this rotation axis, and at least one brush block. The sides are preferably arranged parallel to the axis of rotation. This allows a simple, space-saving and modular design can be achieved.
  • the individual pages fulfill individual functions and are preferably designed for access by certain groups of people. The separation of functions results in a simple and easy-to-maintain arrangement that also eliminates errors during assembly and maintenance work helps avoid. Thus, certain covers that close the access to individual pages can be closed with different means.
  • the first side is preferably a mounting wall, by means of which the slip ring housing can be fastened.
  • the entire slip ring housing for example, be attached to the rotating or stationary part of a device or even a machine.
  • an additional torque bridge To accommodate the torque can still be provided an additional torque bridge.
  • the torque bridge transmits only the torque and is otherwise freely movable to avoid overdetermination. Since the bearings precisely define the axis of rotation in the bearing housing, only a torque may be introduced by the torque bridge. Additional and especially lateral forces are not desired.
  • the torque bridge is, for example, a rod which is received in a thread of the module or bearing housing and is held or taken by the customer by a mechanical stop.
  • the mounting wall has a receptacle for a clamping device in which the slip ring housing can be held during at least one manufacturing step.
  • the second side has an opening to a brush carrier space through which the brush carriers are accessible.
  • This brush carrier space is preferably only accessible for qualified maintenance personnel. For example, a brush carrier with a defective brush can be exchanged from this brush carrier space.
  • the individual brush holders are connected via connectors by cables with external connectors, wherein the cables are guided outside of the brush carrier space.
  • the connectors are arranged so that they allow a direct connection from outside the brush carrier space. This allows the individual brush holders to be replaced without any further wiring work.
  • the brush carrier space can preferably be sealed off from the slip ring module and is particularly preferably sealed off from it.
  • the brush carrier space can preferably be sealed off from the slip ring module and is particularly preferably sealed off from it.
  • the penetration of dust and / or particles into the space of the module and the penetration of electrically conductive abrasion, in particular of carbon brushes in the brush carrier space can be prevented.
  • the electrical wiring for electrical contacting and in particular for the parallel connection of a plurality of brushes in the brush carrier space and not in the space of the slip ring module is preferably mounted. If the brush carrier space is free of electrically conductive impurities, smaller insulation distances can be used here.
  • the third side has an opening to a connection space through which the electrical connections are accessible.
  • this connection space preferably the cable for connecting the brush holder with external connectors are performed. It can easily do maintenance work such as configuration changes and / or replacement of the cables or external connectors are made, without coming in contact with slip ring module in and / or brush holders. Thus, work in this area could also be carried out by persons who are not qualified to work on the slip ring. Often there is the problem that when closing a cover of a slip ring housing a plurality of cables must be accommodated in a confined space.
  • the cables may come too close to moving slip ring components and possibly contact moving components, which may lead to damage to the insulation and possibly to a fault such as interruption and / or short circuit.
  • the cables could mechanical load slip ring components, for example, press on a brush holder and deform it. As a result, a brush could be pressed laterally out of the web and / or its pressure force could be changed. This can lead to higher wear or premature failure.
  • the inventive design with a separate connection space any contact of the cable with slip ring module and / or brush holders is avoided. This can be safely prevented even with strong compression of the cable influencing these slip ring components, resulting in a higher reliability and quality of the arrangement.
  • connection space may preferably be dust-tight with respect to the slip ring module be sealed or is preferably sealed. This can still be a seal against the brush carrier space, if this is not self-sealed against the module.
  • a cooling air flow over the slip ring arrangement can be performed without the particles contaminated by slip ring abrasion cooling air enters the terminal compartment.
  • the fourth side provides an opening to a module space in which at least one slip ring module is arranged.
  • the slip ring modules are accessible from one side, which faces away from the side of the brush holder and is preferably arranged opposite to the side of the brush holder or of the brush carrier space.
  • there is no access to the brushes Thus, they can not be damaged during maintenance work on the slip ring modules.
  • By rotating the slip ring modules relative to the slip ring housing By rotating the slip ring modules relative to the slip ring housing, however, they can all around be checked and maintained. For example, a lubrication and / or cleaning and / or machining of the surface of the sliding tracks of the slip ring modules can be performed.
  • a slip ring arrangement comprises at least one slip ring module and at least one corresponding brush carrier. These are housed in a previously described slip ring housing.
  • FIG. 1 a device according to the invention is shown in plan view.
  • the slip ring module 10 is preferably by means of a module carrier 11 to a shaft 12 rotatably mounted relative to the slip ring housing 30.
  • the slip ring module 10 rotates about the shaft, the center of which represents the axis of rotation of the assembly.
  • In engagement with the at least one slip ring module 10 is at least a first brush 21 and a second brush 22, which are preferably held by at least one brush holder 20 and are particularly preferably contacted by means of this.
  • the at least one brush holder 20 is connected by at least one connector 23 via at least one cable 24 with at least one external connector 62.
  • the slip ring housing preferably has four sides, which are particularly preferably arranged at a right angle to their adjacent sides.
  • a first side preferably comprises a mounting wall 40, which particularly preferably has at least one fastening element 41 for fastening the slip ring housing 30.
  • a second side preferably comprises an opening to a brush carrier space 50, which is preferably closable by a brush carrier cover 51.
  • a third side preferably comprises an opening to a connection space 60, which is preferably closable by a connection cover 61.
  • This terminal cover 61 is preferably used as a carrier for external connectors, such as a first external connector 62 and a second external connector 63.
  • external connectors such as a first external connector 62 and a second external connector 63.
  • at least one cable gland 64 intended.
  • This may be a simple opening, which is preferably sealed with a sealant. Particular preference is given to using a permanently elastic sealing compound, for example silicone.
  • a fourth side preferably comprises an opening to a module space 70, in which the slip ring module 10 is arranged. This opening is preferably closed with a module cover 71.
  • the slip ring housing is preferably made of a metal such as zinc or aluminum, particularly preferably produced by injection molding.
  • the housing may also comprise a plastic material, particularly preferably a fiber-reinforced plastic material reinforced, for example, by glass fibers and / or carbon fibers.
  • a seal 31 is provided for sealing the covers 51, 61 and 71. This can be a circumferential seal, for example a sealing cord or even an applied and / or molded plastic and / or rubber seal.
  • FIG. 2 a side view of the mounting wall 40 is shown.
  • This mounting wall 40 preferably has at least one fastening element 41.
  • mounting holes such as a first mounting hole 42 and a second mounting hole 43 are provided. These have particularly preferably an internal thread.
  • FIG. 3 a side view of the brush carrier space 50 is shown.
  • individual brush holders 20, 25, 26 are preferably fastened by fastening screws 89.
  • the distance of the individual brush holder preferably corresponds to the distance of the individual slip ring modules.
  • the brush carriers have conductor tracks 81 for connecting brush contacts 80 to at least one plug connector 23.
  • recesses 82 can be provided in the brush holder, through which access to the brushes is possible.
  • a connector is provided per brush holder. But it can also be multiple connectors. It is particularly favorable if the plug connector is arranged directly after the connection space, so that no connection cables run inside the brush support space.
  • connection space 60 a side view of the connection space 60 is shown.
  • a first grommet 64 a second grommet 65 and a third cable gland 66 can be seen, which lead to the corresponding brush holders 20, 25 and 26.
  • a cable 24 is shown here, which leads to the plug connector 23 of the brush holder 20.
  • a separate cable bushing is provided for each brush holder.
  • the cable glands are adapted to the required cable cross sections and / or sizes of the connector.
  • the cable bushings are sealed in order to achieve a separation of the connection space 60 from the brush carrier space 50.
  • the connection space 60 can also have connection terminals for connection. In this case, at least a part of the external connector 62,63 could be omitted.
  • FIG. 5 a side view of the module space 70 is shown.
  • three slip ring modules, a first slip ring module 10, a second slip ring module 15 and a third slip ring module 16 are shown here by way of example.
  • the slip ring modules have at least one sliding track.
  • the slip ring module 10 has three grinding paths, a first grinding path 17, a second grinding path 18 and a third grinding path 19. It is particularly preferred if individual modules with three slideways or a slideway number corresponding to an integer multiple of 3 are used.
  • FIG. 6 is a further side view of the brush carrier space 50 shown, in which the terminal space 60 is cut.
  • FIG. 7 an overall view of the arrangement is shown.
  • This shows a closed brush holder cover 51, which is preferably firmly closed by fastening screws 52.
  • a bearing housing 90 is shown in which preferably a bearing, which is a Rotation of the modules relative to the slip ring housing allows, is located.
  • a module connection housing 91 below the bearing housing 90 is, rotationally fixed to the modules connected, a module connection housing 91, in which the slip ring modules can be contacted. So may optionally be located in this housing terminals and / or connectors.
  • the module connection housing is preferably round. In an alternative embodiment, it is rectangular, preferably square, wherein particularly preferably an arrangement is symmetrical to the axis of rotation.
  • Connectors for connecting the module connection housing can optionally be arranged radially or on the axial side of the housing.
  • a terminal box with cable strain relief can be mounted inside or on the module connection housing.
  • the module junction box itself is an important part of the assembly because it terminates the slip ring housing or slip ring assembly on the side of the module. Without this module connection housing, the slip ring housing would be open on one side, so that the functionality of the slip ring housing would not exist.
  • the upper part comprising the brush carrier cover 51 and the terminal cover 61 are rotatably connected to the module connector housing 91 via the bearing housing 90. Together with the module connection housing, the at least one slip ring module 10 is rotatable in the interior of the arrangement. This is the at least one brush holder 20 with the brush holder cover 51 and the terminal cover 61 together rotatable.

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  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Abstract

Eine Schleifringanordnung umfasst mehrere Schleifringmodule sowie entsprechende Bürstenträger. Diese sind in einem Schleifringgehäuse mit vier rechtwinklig zueinander angeordneten Seiten untergebracht. Die erste Seite ist eine Montagewand, mittels derer das Schleifringgehäuse befestigt werden kann. Die zweite Seite hat eine Öffnung zu einem Bürstenträgerraum, durch den die Bürstenträger zugänglich sind. Die dritte Seite hat eine Öffnung zu einem Anschlussraum, durch den die elektrischen Anschlüsse zugänglich sind. Durch die vierte Seite mit einer Öffnung zu einem Modulraum ist ein darin angeordnetes Schleifringmodul zugänglich.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für eine Schleifringanordnung sowie eine Schleifringanordnung. Mit einer Schleifringanordnung können elektrischer Signale mittels Schleifkontakten oder auch kontaktlos zwischen gegeneinander drehbaren Teilen übertragen werden.
    • Stand der Technik
  • Die EP 0662736 A offenbart eine Schleifringanordnung, bei der eine Bürste mit mehreren Drähten aus elektrisch leitfähigem Material in einer V-Nut einer Schleifbahn aus elektrisch leitfähigem Material läuft. Durch den galvanischen Kontakt zwischen der Schleifbahn und den Drähten kann elektrischer Strom übertragen werden. Das Gehäuse ist zylinderförmig aufgebaut und muss demontiert werden, um Zugang zu den Schleifringkomponenten zu erhalten. Beim erneuten Zusammenbau muss die Anordnung auf exakte Ausrichtung der Bürsten zu den Schleifbahnen justiert werden. Dadurch kann diese Schleifringanordnung nur von einer Werkstatt, die die entsprechenden Justagevorrichtungen zur Verfügung hat, gewartet werden. Auch einfache Wartungsarbeiten, wie ein Nachölen der Schleifbahnen erfordern ebenfalls zwingend eine solche Werkstatt.
  • In der DE 1489080 A ist eine Schleifringanordnung offenbart, bei der Bürsten in Form von massiven Einzeldrähten in Nuten einer Schleifbahn laufen. Auch hier ist ein zylindrisches Gehäuse offenbart, welches demontiert werden muss, um Zugang zu den Schleifringkomponenten zu erhalten.
  • In der EP 1154 920 B1 ist ein Motor-Pumpenaggregat offenbart, bei dem eine separate Regel-bzw. Steuerschaltung in einem separaten Gehäuse vorgesehen ist.
  • Die DE 1928597 offenbart eine elektrische Maschine mit einer leicht auswechselbaren Bürstenhalteranordnung, die durch eine eigene Bedienungstüre zugänglich ist. Die Anschlussklemmen liegen unter einer weiteren Bedienungstüre. Der Kühlluftstrom wird über die Anschlussklemmen zur Bürstenhalteranordnung geleitet.
    • Darstellung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schleifringgehäuse und eine Schleifringanordnung derart auszugestalten, dass ein einfacher Zugang zu den Schleifringkomponenten möglich ist, der auch eine Wartung ohne erneute Justage der Schleifringanordnung ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Ein eine Schleifringanordnung mit einem Schleifringgehäuse hat wenigstens vier Seiten, bevorzugt genau vier Seiten, welche bevorzugt in einem rechten Winkel zu den jeweiligen benachbarten Seiten angeordnet sind. Sie umschließt wenigstens ein Schleifringmodul mit einer Rotationsachse, welches um diese Rotationsachse drehbar ist, sowie wenigstens einen Bürstenblock. Die Seiten sind bevorzugt parallel zur Rotationsachse angeordnet. Dadurch lässt sich ein einfacher, platzsparender und modularer Aufbau erreichen. Die einzelnen Seiten erfüllen individuelle Funktionen und sind bevorzugt für einen Zugang durch bestimmte Personenkreise ausgelegt. Durch die Funktionstrennung ergibt sich eine einfache und wartungsfreundliche Anordnung, die auch Fehler bei Montage-und Wartungsarbeiten vermeiden hilft. So können auch bestimmte Abdeckungen, die den Zugang zu einzelnen Seiten verschließen mit unterschiedlichen Mitteln verschlossen werden. Damit ist ein Zugang nur für diejenigen Personenkreise ermöglicht, die die entsprechenden Mittel zum Öffnen besitzen. Unterschiedliche Mittel zum Verschließen können beispielsweise unterschiedliche Arten von Schrauben mit unterschiedlichen Schraubenköpfen, bevorzugt Sicherungsköpfen sein. Ein einfacher Zugang beispielsweise zum Anschlussraum kann durch Schnellverschlüsse ermöglicht werden. Zur Sicherung des Zugangs wäre auch ein Verschluss durch wenigstens ein Schloss und/oder eine Versiegelung und/oder eine Verplombung möglich.
  • Die erste Seite ist bevorzugt eine Montagewand, mittels derer das Schleifringgehäuse befestigt werden kann. Somit kann das ganze Schleifringgehäuse beispielsweise an dem rotierenden oder dem stationären Teil einer Vorrichtung oder auch einer Maschine befestigt werden. Zur Aufnahme des Drehmoments kann noch eine zusätzliche Drehmomentbrücke vorgesehen sein. Die Drehmomentbrücke überträgt nur das Drehmoment und ist ansonsten frei beweglich, um eine Überbestimmung zu vermeiden. Da die Lager die Drehachse im Lagergehäuse präzise definieren, darf durch die Drehmomentbrücke ausschließlich ein Drehmoment eingebracht werden. Zusätzliche und insbesondere seitliche Kräfte sind nicht erwünscht.
  • Die Drehmomentbrücke ist z.B. ein Stab der in einem Gewinde des Modul oder Lagergehäuses aufgenommen wird und Kundenseitig durch einen mechanischen Anschlag gehalten bzw. mitgenommen wird. Besonders bevorzugt weist die Montagewand eine Aufnahme für eine Spannvorrichtung auf, in der das Schleifringgehäuse während wenigstens eines Fertigungsschrittes gehalten werden kann. So kann beispielsweise durch Fräsen des Schleifringgehäuses in einer Aufspannung eine sehr hohe Genauigkeit erreicht werden.
  • Die zweite Seite hat eine Öffnung zu einem Bürstenträgerraum, durch den die Bürstenträger zugänglich sind. Dieser Bürstenträgerraum ist bevorzugt nur für qualifiziertes Wartungspersonal zugänglich. So kann von diesem Bürstenträgerraum aus beispielsweise ein Bürstenträger mit einer defekten Bürste ausgetauscht werden. Es sind hier bevorzugt auch die Kontaktierungen der einzelnen Bürsten zugänglich und können überprüft werden. Ebenso können hier zur Fehlersuche verschiedene Signale und/oder Widerstände gemessen werden. Bevorzugt sind die einzelnen Bürstenträger über Steckverbinder durch Kabel mit externen Steckverbindern verbunden, wobei die Kabel außerhalb des Bürstenträgerraums geführt sind. Besonders bevorzugt sind die Steckverbinder so angeordnet, dass sie einen direkten Anschluss von außerhalb des Bürstenträgerraums ermöglichen. So lassen sich die einzelnen Bürstenträger ohne weitere Verdrahtungsarbeiten austauschen. Dadurch, dass im Bürstenträgerraum keine Kabel liegen, kann auf einfachste Weise auf die Bürstenträger zugegriffen werden, ohne vorher eine Vielzahl von Kabeln entfernen zu müssen. Bevorzugt ist der Bürstenträgerraum gegenüber dem Schleifringmodul abdichtbar und besonders bevorzugt gegenüber diesem abgedichtet. So kann, wie nachfolgend beschrieben, das Eindringen von Staub und/oder Partikeln in den Raum des Moduls sowie das Eindringen von elektrisch leitfähigem Abrieb, insbesondere von Kohlebürsten in den Bürstenträgerraum verhindert werden. So ist bevorzugt die elektrische Leitungsführung zur elektrischen Kontaktierung und insbesondere zur Parallelschaltung mehrerer Bürsten im Bürstenträgerraum und nicht im Raum des Schleifringmoduls angebracht. Wenn der Bürstenträgerraum frei von elektrisch leitfähigen Verunreinigungen ist, können hier geringere Isolationsabstände eingesetzt werden.
  • Die dritte Seite hat eine Öffnung zu einem Anschlussraum, durch den die elektrischen Anschlüsse zugänglich sind. In diesem Anschlussraum werden bevorzugt auch die Kabel zur Verbindung der Bürstenträger mit externen Steckverbindern geführt. Es können hier auf einfache Weise Wartungsarbeiten wie Konfigurationsänderungen und/oder Austausch an den Kabeln bzw. externen Steckverbindern durchgeführt werden, ohne im Kontakt mit Schleifringmodul in und/oder Bürstenträgern zu kommen. So könnten Arbeiten in diesem Bereich auch von Personen durchgeführt werden, die nicht für Arbeiten am Schleifring qualifiziert sind. Häufig ergibt sich das Problem, dass beim Schließen einer Abdeckung eines Schleifringgehäuses eine Vielzahl von Kabeln auf engstem Raum untergebracht werden müssen. Hierbei kann es bei Schleifringgehäusen nach dem Stand der Technik vorkommen, dass die Kabel zu nahe an bewegte Schleifringkomponenten kommen und gegebenenfalls bewegliche Komponenten berühren, was zu einer Beschädigung der Isolation und gegebenenfalls zu einem Fehler wie durch Unterbrechung und/oder Kurzschluss führen kann. Zudem könnten die Kabel Schleifringkomponenten mechanisch belasten, beispielsweise auf einen Bürstenträger drücken und diesen verformen. Dadurch könnte eine Bürste seitlich aus der Bahn gedrückt werden und/oder deren Andruckkraft verändert werden. Dies kann zu höheren Verschleiß oder vorzeitigem Ausfall führen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung mit einem separaten Anschlussraum wird jeder Kontakt der Kabel mit Schleifringmodul und/oder Bürstenträgern vermieden. Damit kann auch bei starkem Zusammenpressen der Kabel eine Beeinflussung dieser Schleifringkomponenten sicher verhindert werden, was in einer höheren Zuverlässigkeit und Qualität der Anordnung resultiert. In dem Anschlussraum steht ein definierter, meist gegenüber dem Stand der Technik vergrößerter Raum für Kabel zur Verfügung. So können in dem Anschlussraum auch Kabel besser und reproduzierbarer geführt werden. Damit können definierte Abstände eingehalten werden, um beispielsweise eine bestimmte Übersprechdämpfung zu erhalten, welches auch in der Serie reproduzierbar ist. Ebenso können größere Kabellängen untergebracht werden. So können nun aus Rationalisierungsgründen mehrfach gleiche Anschlusskabel mit gleichen Längen eingesetzt werden, da überschüssige Kabellängen nun in dem Anschlussraum untergebracht werden können. Der Anschlussraum kann bevorzugt staubdicht gegenüber dem Schleifringmodul abgedichtet werden bzw. ist bevorzugt abgedichtet. Hierbei kann noch eine Abdichtung gegenüber dem Bürstenträgerraum erfolgen, falls dieser nicht selbst gegenüber dem Modul abgedichtet ist. Im Falle von Goldfederdrahtbürsten ist es wichtig, ein Eindringen von Staub auf die Schleifbahnen zu verhindern. So würde beispielsweise ein abrasiver Staub, wie er häufig in Industrieanlagen vorkommt, zu einem hohen Verschleiß und einem vorzeitigen Ausfall der dünnen Goldbeschichtungen auf den Schleifbahnen und den Bürsten führen. Im Falle eines Schleifrings mit Kohlebürsten entsteht ein extrem feiner Bürstenabrieb aus dem leitfähigen Kohlematerial, der durch kleinste Ritzen kriecht und sich überall ablagert. Dies führt zur Beeinträchtigung der Isolation und zu Kriechströmen bzw. Überschlägen. Die Schleifring- spezifischen Komponenten wie Module und Bürstenblöcken werden daher regelmäßig mit besonders großen Kriechstrecken bzw. Isolationsabständen ausgestattet. Im Anschlussraum müssen aber häufig standardisierte Steckverbinder bzw. Anschlussklemmen verwendet werden. Diese sind für normale Umgebungen ausgelegt, aber weisen nicht die erhöhten Kriechstrecken, die beim Einsatz in der Nähe von Schleifringen notwendig sind auf. Durch die Abdichtung des Anschlussraums können nun auch solche standardisierten Steckverbinder bzw. Anschlussklemmen problemlos eingesetzt werden. Gegebenenfalls kann auch ein Kühlluftstrom über die Schleifring Anordnung geführt werden, ohne dass die durch Schleifring-Abrieb Partikel kontaminierte Kühlluft in den Anschlussraum gelangt.
  • Die vierte Seite bietet eine Öffnung zu einem Modulraum, in dem wenigstens ein Schleifringmodul angeordnet ist. Durch diese Öffnung sind die Schleifringmodule von einer Seite zugänglich, die von der Seite der Bürstenträger abgewandt ist und bevorzugt zur Seite der Bürstenträger bzw. des Bürstenträgerraums gegenüberliegend angeordnet ist. Durch eine solche gegenüberliegende Anordnung besteht kein Zugang zu den Bürsten. Somit können diese bei Wartungsarbeiten an den Schleifringmodulen nicht beschädigt werden. Durch eine Drehung der Schleifringmodule relativ zum Schleifringgehäuse können dennoch diese rundum geprüft und gewartet werden. So kann beispielsweise eine Schmierung und/oder Reinigung und/oder Bearbeitung der Oberfläche der Schleifbahnen der Schleifringmodule durchgeführt werden.
  • Eine Schleifringanordnung umfasst wenigstens ein Schleifringmodul sowie wenigstens einen entsprechenden Bürstenträger. Diese sind in einem zuvor beschriebenen Schleifringgehäuse untergebracht.
    • Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben.
    • Figur 1
    zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
    Figur 2
    zeigt eine Seitenansicht der Montagewand.
    Figur 3
    zeigt eine Seitenansicht des Bürstenträgerraums.
    Figur 4
    zeigt eine Seitenansicht des Anschlussraums.
    Figur 5
    zeigt eine Seitenansicht des Modulraums.
    Figur 6
    zeigt eine weitere Seitenansicht des Bürstenträgerraums.
    Figur 7
    zeigt eine Gesamtansicht.
  • In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung in der Draufsicht dargestellt. In dem Schleifringgehäuse 30 ist wenigstens ein Schleifringmodul 10 sowie wenigstens ein Bürstenträger 20 angeordnet. Das Schleifringmodul 10 ist bevorzugt mittels eines Modulträgers 11 an einer Welle 12 drehbar gegenüber dem Schleifringgehäuse 30 befestigt. Das Schleifringmodul 10 dreht sich um die Welle, deren Mitte die Rotationsachse der Anordnung darstellt. Im Eingriff mit dem wenigstens einen Schleifringmodul 10 befindet sich wenigstens eine erste Bürste 21 sowie eine zweite Bürste 22, welche bevorzugt durch wenigstens einen Bürstenträger 20 gehalten werden und besonders bevorzugt mittels diesem kontaktiert sind. Hier laufen die beiden Bürsten 21, 22 auf derselben Bahn des Schleifringmoduls und elektrisch miteinander verbunden. Der wenigstens eine Bürstenträger 20 ist durch wenigstens einen Steckverbinder 23 über wenigstens ein Kabel 24 mit wenigstens einem externen Steckverbinder 62 verbunden. Das Schleifringgehäuse weist vorzugsweise vier Seiten auf, welche besonders bevorzugt in einem rechten Winkel zu ihren benachbarten Seiten angeordnet sind. Eine erste Seite umfasst bevorzugt eine Montagewand 40, welche besonders bevorzugt wenigstens ein Befestigungselement 41 zur Befestigung des Schleifringgehäuses 30 aufweist. Eine zweite Seite umfasst bevorzugt eine Öffnung zu einem Bürstenträgerraum 50, welche bevorzugt durch eine Bürstenträgerabdeckung 51 verschließbar ist. Eine dritte Seite umfasst bevorzugt eine Öffnung zu einem Anschlussraum 60, der bevorzugt durch eine Anschlussabdeckung 61 verschließbar ist. Diese Anschlussabdeckung 61 dient bevorzugt als Träger für externe Steckverbinder, wie beispielsweise einen ersten externen Steckverbinder 62 und einen zweiten externen Steckverbinder 63. Um eine Durchführung des wenigstens einen Kabels 24 von dem Bürstenträgerraum 50 in den Anschlussraum 60 zu ermöglichen, ist bevorzugt wenigstens eine Kabeldurchführung 64 vorgesehen. Dies kann eine einfache Öffnung sein, welche bevorzugt mit einem Dichtmittel abgedichtet ist. Besonders bevorzugt wird eine dauerelastische Dichtmasse, beispielsweise Silikon eingesetzt. Eine vierte Seite umfasst bevorzugt eine Öffnung zu einem Modulraum 70, in dem das Schleifringmodul 10 angeordnet ist. Diese Öffnung ist bevorzugt mit einer Modulabdeckung 71 verschließbar. Das Schleifringgehäuse ist bevorzugt aus einem Metall wie beispielsweise Zink oder Aluminium, besonders bevorzugt in Spritzgusstechnik hergestellt. Alternativ kann das Gehäuse auch ein Kunststoffmaterial, besonders bevorzugt ein faserverstärktes, beispielsweise durch Glasfasern und/oder Kohlefasern verstärktes Kunststoffmaterial umfassen. Bevorzugt ist zur Abdichtung der Abdeckungen 51, 61 und 71 eine Dichtung 31 vorgesehen. Dies kann eine umlaufende Dichtung, beispielsweise eine Dichtschnur oder auch eine aufgelegte und/oder angespritzte Kunststoff- und/oder Gummidichtung sein.
  • In der Figur 2 ist eine Seitenansicht der Montagewand 40 dargestellt. Diese Montagewand 40 weist bevorzugt wenigstens ein Befestigungselement 41 auf. Zur Befestigung sind bevorzugt Befestigungsbohrungen, wie beispielsweise eine erste Befestigungsbohrung 42 und eine zweite Befestigungsbohrung 43 vorgesehen. Diese haben besonders bevorzugt ein Innengewinde.
  • In der Figur 3 ist eine Seitenansicht des Bürstenträgerraums 50 dargestellt. Es sind hier einzelne Bürstenträger 20, 25, 26 vorzugsweise durch Befestigungsschrauben 89 befestigt. Der Abstand der einzelnen Bürstenträger entspricht bevorzugt dem Abstand der einzelnen Schleifringmodule. Es ist bevorzugt, wenn die Bürstenträger Leiterbahnen 81 zur Verbindung von Bürstenkontaktierungen 80 mit wenigstens einem Steckverbinder 23 aufweisen. Weiterhin können in dem Bürstenträger Aussparungen 82 vorgesehen sein, durch die ein Zugang zu den Bürsten möglich ist. Hierdurch kann der Zustand und/oder Abrieb und/oder die Montage der Bürste kontrolliert bzw. justiert werden. Bevorzugt ist pro Bürstenträger ein Steckverbinder vorgesehen. Es können aber auch mehrere Steckverbinder sein. Besonders günstig ist es, wenn der Steckverbinder unmittelbar im Anschluss an den Anschlussraum angeordnet ist, so das keine Anschlusskabel innerhalb des Bürstenträgerraums verlaufen.
  • In der Figur 4 ist eine Seitenansicht des Anschlussraums 60 dargestellt. Es sind hier eine erste Kabeldurchführung 64, eine zweite Kabeldurchführung 65 und eine dritte Kabeldurchführung 66 zu erkennen, welche zu den entsprechenden Bürstenträgern 20, 25 und 26 führen. Beispielhaft ist hier ein Kabel 24 eingezeichnet, welches zum Steckverbinder 23 des Bürstenträgers 20 führt. Bevorzugt ist für jeden Bürstenträger eine eigene Kabeldurchführung vorgesehen. Es kann jedoch eine beliebige Anzahl von Kabeldurchführungen vorhanden sein. Bevorzugt sind die Kabeldurchführungen an die benötigten Kabelquerschnitte und/oder Größen der Steckverbinder angepasst. Besonders bevorzugt sind die Kabeldurchführungen abgedichtet, um eine Trennung des Anschlussraums 60 von dem Bürstenträgerraum 50 zu erreichen. Abweichend von der hier dargestellten Ausführung kann der Anschlussraum 60 auch Anschlussklemmen zum Anschluss aufweisen. In diesem Falle könnte zumindest ein Teil der externen Steckverbinder 62,63 entfallen.
  • In der Figur 5 ist eine Seitenansicht des Modulraums 70 dargestellt. Es sind hier beispielhaft drei Schleifringmodule, ein erstes Schleifringmodul 10, ein zweites Schleifringmodul 15 und ein drittes Schleifringmodul 16 gezeichnet. Die Schleifringmodule haben wenigstens eine Schleifbahn. Beispielhaft weist das Schleifringmodul 10 drei Schleifbahnen, eine erste Schleifbahn 17, eine zweite Schleifbahn 18 und eine dritte Schleifbahn 19 auf. Besonders bevorzugt ist es, wenn einzelne Module mit drei Schleifbahnen oder einer Schleifbahnzahl entsprechend einem ganzzahligen Vielfachen von 3 eingesetzt werden.
  • In der Figur 6 ist eine weitere Seitenansicht des Bürstenträgerraums 50 dargestellt, in der auch der Anschlussraum 60 geschnitten ist. Hier ist der Verlauf des Kabels 24 sowie die Anordnung der Kabeldurchführungen erkennbar.
  • In der Figur 7 ist eine Gesamtansicht der Anordnung dargestellt. Diese zeigt eine geschlossene Bürstenträgerabdeckung 51, welche bevorzugt durch Befestigungsschrauben 52 fest verschlossen ist. Unter dieser Bürstenträgerabdeckung 51 ist ein Lagergehäuse 90 dargestellt, in dem sich bevorzugt ein Lager, welches eine Drehung der Module gegenüber dem Schleifring-Gehäuse ermöglicht, befindet. Unterhalb des Lagergehäuses 90 befindet sich, Drehfest mit den Modulen verbunden, ein Modulanschlussgehäuse 91, in welchem die Schleifring-Module kontaktiert werden können. So können sich wahlweise in diesem Gehäuse Klemmen und/oder auch Steckverbinder befinden. Das Modulanschlussgehäuse ist bevorzugt rund. In einer alternativen Ausführungsform ist es rechteckig, bevorzugt quadratisch, wobei besonders bevorzugt eine Anordnung symmetrisch zur Rotationsachse erfolgt. Steckverbinder zum Anschluss des Modulanschlussgehäuses können wahlweise radial oder auch auf der axialen Seite des Gehäuses angeordnet sein. Ebenso kann ein Klemmkasten mit Kabelzugentlastung innerhalb des Modulanschlussgehäuses oder auf diesem montiert sein. Das Modulanschlussgehäuse selbst ist ein wichtiger Bestandteil der Anordnung, da es das Schleifringgehäuse bzw. die Schleifringanordnung auf der Seite des Moduls abschließt. Ohne dieses Modulanschlussgehäuse wäre das Schleifringgehäuse an einer Seite offen, sodass die Funktionalität des Schleifring Gehäuses nicht gegeben wäre.
  • In dieser Darstellung ist der obere Teil umfassend die Bürstenträgerabdeckung 51, sowie die Anschlussabdeckung 61 über das Lagergehäuse 90 drehbar mit dem Modulanschlussgehäuse 91 verbunden. Zusammen mit dem Modulanschlussgehäuse ist das wenigstens eine Schleifringmodul 10 im Inneren der Anordnung drehbar. Diesen gegenüber ist der wenigstens eine Bürstenträger 20 mit der Bürstenträgerabdeckung 51 sowie der Anschlussabdeckung 61 zusammen drehbar.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Schleifringmodul
    11
    Modulträger
    12
    Welle
    15
    zweites Schleifringmodul
    16
    drittes Schleifringmodul
    17
    erste Schleifbahn
    18
    zweite Schleifbahn
    19
    dritte Schleifbahn
    20
    Bürstenträger
    21
    erste Bürste
    22
    zweite Bürste
    23
    Steckverbinder
    24
    Kabel
    25
    zweiter Bürstenträger
    26
    dritter Bürstenträger
    30
    Schleifringgehäuse
    31
    Dichtung
    40
    Montagewand
    41
    Befestigungselement
    42
    erste Befestigungsbohrung
    43
    zweite Befestigungsbohrung
    50
    Bürstenträgerraum
    51
    Bürstenträgerabdeckung
    52
    Befestigungsschrauben
    60
    Anschlussraum
    61
    Anschlussabdeckung
    62
    erster externer Steckverbinder
    63
    zweiter externer Steckverbinder
    64
    Kabeldurchführung
    65
    zweite Kabeldurchführung
    66
    dritte Kabeldurchführung
    70
    Modulraum
    71
    Modulabdeckung
    80
    Bürstenkontaktierungen
    81
    Leiterbahnen
    82
    Aussparung
    89
    Befestigungsschrauben
    90
    Lagergehäuse
    91
    Modulanschlussgehäuse

Claims (9)

  1. Schleifringanordnung umfassend
    wenigstens ein Schleifringmodul (10) mit einer Rotationsachse,
    ein Modulanschlussgehäuse (91), sowie relativ dazu drehbar wenigstens einen Bürstenträger (20) mit wenigstens einer Bürste (21, 22), und ein Schleifringgehäuse (30) mit wenigstens vier Seiten (40, 50, 60,70), mit
    - einer ersten Seite eine Montagewand (40) umfasst, mittels derer das Schleifringgehäuse befestigt werden kann,
    - einer zweiten Seite eine Öffnung zu einem Bürstenträgerraum (50) umfasst, durch den die Bürstenträger zugänglich sind,
    - einer dritten Seite eine Öffnung zu einem Anschlussraum (60) umfasst, durch den die elektrischen Anschlüsse zugänglich sind, und
    - einer vierten Seite eine Öffnung zu einem Modulraum (70) umfasst, in dem ein Schleifringmodul anordenbar ist,
    wobei die wenigstens vier Seiten parallel zur Rotationsachse ausgerichtet und in radialer Richtung nebeneinander angeordnet sind.
  2. Schleifringanordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Schleifringgehäuse (30) genau vier Seiten (40, 50, 60,70) aufweist.
  3. Schleifringanordnung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Schleifringgehäuse (30) genau vier Seiten (40, 50, 60,70) aufweist, wobei jede Seite in einem rechten Winkel zu den benachbarten Seiten angeordnet ist.
  4. Schleifringanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    mindestens eine der Öffnungen zu einem Bürstenträgerraum (50), zu einem Anschlussraum (60) und/oder zu einem Modulraum (70) mit einer Abdeckung (61, 71, 81) verschließbar ist.
  5. Schleifringanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    wenigstens ein Mittel zur Befestigung wenigstens eines Bürstenträger (20) vorgesehen ist.
  6. Schleifringanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Bürstenträgerraum (50) gegenüber dem Schleifringmodul (10) abgedichtet ist.
  7. Schleifringanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Anschlussraum (60) gegenüber dem Schleifringmodul (10) abgedichtet ist.
  8. Schleifringanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Bürstenträgerraum (50) gegenüber dem Anschlussraum (60) abgedichtet ist.
  9. Schleifringanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    wenigstens ein Schleifringmodul (10) drei Schleifbahnen (17, 18,19) sowie wenigstens einen Bürstenträger (20) mit drei Bürsten umfasst.
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