EP4154363A1 - Erdungskontakt und verfahren zur ableitung elektrischer ströme - Google Patents

Erdungskontakt und verfahren zur ableitung elektrischer ströme

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Publication number
EP4154363A1
EP4154363A1 EP20730398.3A EP20730398A EP4154363A1 EP 4154363 A1 EP4154363 A1 EP 4154363A1 EP 20730398 A EP20730398 A EP 20730398A EP 4154363 A1 EP4154363 A1 EP 4154363A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
conductor
contact
rotor part
earthing
contact surface
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.)
Pending
Application number
EP20730398.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf HOERR
Philipp HORNIK
Tom NUSCH
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.)
Schunk Transit Systems GmbH
Original Assignee
Schunk Transit Systems 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 Schunk Transit Systems GmbH filed Critical Schunk Transit Systems GmbH
Publication of EP4154363A1 publication Critical patent/EP4154363A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05F—STATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F3/00—Carrying-off electrostatic charges
    • H05F3/04—Carrying-off electrostatic charges by means of spark gaps or other discharge devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/40—Structural association with grounding devices
    • 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
    • H01R39/18—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
    • H01R39/20—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush characterised by the material thereof
    • H—ELECTRICITY
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/003—Couplings; Details of shafts
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05F—STATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F3/00—Carrying-off electrostatic charges
    • H05F3/02—Carrying-off electrostatic charges by means of earthing connections

Definitions

  • the invention relates to a grounding contact and a method for diverting electrical currents from a rotor part of a machine, in particular a vehicle, rail vehicle or the like, formed with an axis or shaft, into a stationary stator part of the machine, comprising a holding device and a contact element, the holding device with the stationary stator part of the machine can be electrically connected, the contact element being designed as a flexurally elastic conductor, the conductor having a free end that can be arranged on a limb of the rotor part and an end attached to the holding device, the conductor being dimensionally stable in this way that in order to form an electrically conductive sliding contact between a sliding contact surface of the conductor provided for forming the sliding contact and a contact surface on the limb of the rotor part, a contact force can be applied to the contact surface.
  • a discharge device for discharging electrostatic charges from a wave in which a carbon lenstoffmaschinean extract is arranged from a plurality of filaments on a Hal ter, which is annular and arranged coaxially to the shaft.
  • shaft contact sections of the individual filaments are aligned normal to the shaft circumference.
  • a physical contact between the filaments and the shaft circumference therefore only occurs at the axial ends of the filaments.
  • Due to the arrangement of the filaments normal to the shaft circumference depending on the direction of rotation of the shaft, there is an inclination of the filaments in the direction of rotation. In particular when the direction of rotation of the shaft changes, filaments are inclined in the opposite direction. As a result, if there are frequent changes in direction, the filaments can break and the carbon fiber arrangement splices. Electrical contacting of the shaft is then no longer ensured in the desired manner.
  • ground contact is known from DE 10 2015 206 520 A1.
  • conductors are attached to an annular holder and bear tangentially on the circumference of the axle of the vehicle. These conductors are made of carbon fibers and are attached to the annular holder at their respective ends.
  • the disadvantage here is that the production of such a grounding contact is very expensive due to the location and fastening of the carbon fibers on the ring-shaped holder.
  • the position of the conductor relative to the axis or shaft must be precisely matched to the relevant diameter of the shaft so that the desired contact force is exerted on the circumference of the shaft.
  • the assembly of this grounding contact is complex, since an assembly aid is required to center the ring-shaped holder together with the conductors clamped thereon at one axial end of the shaft and without damaging the conductors on the circumference of the shaft with one formed between the conductors To postpone before tension or a contact force.
  • the present invention is therefore based on the object to propose a ground contact and a method for deriving electrical currents from a rotor part of a machine formed with an axis or shaft, with which a safe direction-independent contact is made possible with simple means.
  • the grounding contact according to the invention for diverting electrical currents from a rotor part of a machine, in particular a vehicle, rail vehicle or the like, formed with an axis or shaft into a stationary stator part of the machine comprises a holding device and a contact element, the holding device with the stationary stator part of the Machine is electrically conductively connectable, the contact element being designed as a flexible conductor, the conductor having a free end that can be arranged on an Elmfang of the rotor part and an end attached to the holding device, the conductor being dimensionally stable in such a way that to form an electrically conductive sliding contact between a sliding contact surface of the conductor provided for forming the sliding contact and a contact surface on the Elmfang of the rotor part, the contact surface can be acted upon with a contact force, the conductor between the free end and de m attached end is designed so that it can be bent in an arc shape, such that when the grounding contact is arranged on the rotor part, the free end extend
  • the contact element is designed as a flexurally elastic electrical conductor which can be contacted with the Elmfang of the rotor part or the axis or shaft of the machine.
  • the rotor part is an axle or a shaft.
  • the axis or shaft has an ElmfangKey Scheme on the Elmfang, where the conductor on the Wave can be created.
  • the attached end of the conductor is firmly fixed to the holding device, with the free end resting on the limb. Since the conductor is electrically conductive, the electrically conductive sliding contact can be formed between the rotor part and the stator part, via which electrostatic charges can be discharged.
  • the flexurally elastic and thus dimensionally stable formations of the conductor make it possible to preload the conductor on the circumference of the shaft and thus apply a contact force to the shaft.
  • the conductor is further attached to the holding device in such a way that the free end of the conductor extends in the direction of an axis of rotation of the rotor part.
  • the free end is accordingly inclined in the direction of the axis of rotation or aligned precisely with it.
  • the flexurally elastic, dimensionally stable design of the conductor in one direction can prevent the conductor from aligning with the free end in one direction of rotation.
  • a direction-of-rotation-dependent movement of the conductor and a fanning-out at the free end can thus be avoided, as a result of which an extended service life of the earthing contact can be achieved.
  • the conductor can nestle against the shaft or the contact surface of the circumference of the shaft, which enables reliable contact to be made.
  • the conductor can initially be designed essentially straight, so that a deformation of the conductor occurs when the grounding contact is pushed on axially or when the grounding contact is joined together radially on the rotor part or the shaft.
  • the conductor is then bent in an arc shape, for example with a radius, between the free end and the fastened end, which creates a preload with the contact force.
  • the conductor is designed in such a way that the conductor is bent in such a way that the free end extends in the direction of the axis of rotation of the rotor part.
  • a shape of the conductor is consequently designed in such a way that a bend of the conductor essentially in one direction is possible on its own. In this way, undesired deformation of the conductor can be prevented. changes and an assembly of the ground contact on an axis or shaft or a rotor part of a machine can be significantly simplified.
  • a section of the conductor can be arranged with the free end parallel relative to the axis of rotation.
  • the free end of the conductor can then be bent in the direction of the axis of rotation of the rotor part in such a way that, starting from the free end, the section of the conductor extends somewhat parallel to the axis of rotation of the rotor part.
  • the attached end can be arranged on the holding device to run transversely, preferably orthogonally, to the axis of rotation of the rotor part.
  • the attached end accordingly extends essentially at right angles relative to the axis of rotation, but can also, for example, be inclined at an obtuse angle relative to the axis of rotation. If the free end extends in the direction of the axis of rotation, an angle of essentially 90 ° can be formed between the free end and the fixed end.
  • the earthing contact to use for different Elmflinde or diameter of rotor parts, since a large tolerance compensation is possible due to the bow-shaped bendability of the conductor.
  • the earthing contact therefore does not necessarily always have to be adapted to a fixed diameter of a rotor part, but can be used for rotor parts within a diameter range.
  • the grounding contact can thus be established in a standardized and more cost-effective manner.
  • the conductor can be designed at least in sections with a rectangular cross section.
  • the rectangular cross-section is then at least like this in a region of the conductor that can be bent in an arc designed that the conductor can only be bent in the direction of the axis of rotation.
  • the rectangular cross section makes it possible to make the conductor bendable in a defined direction.
  • the cross section of the conductor also has a different shape that ensures this flexibility.
  • a longitudinal axis of the rectangular cross-section or a neutral bending line of the conductor cross-section then always runs in the manner of a passer-by relative to a cross-section of the rotor part.
  • the conductor can preferably be designed as a conductor strip.
  • a band-shaped conductor can simply be attached to the holding device and arranged on the rotor part with a small installation space.
  • the conductor can be made predominantly of carbon. This can prevent possible corrosion of the conductor. At the same time, there is little friction or dry lubrication of the conductor on the circumference of the rotor part, so that maintenance is essentially unnecessary.
  • the conductor can be formed from carbon fibers.
  • the carbon fibers can be formed in a structured carbon fiber arrangement, for example as a fiber braid.
  • the conductor is alternatively formed from other electrically conductive fibers.
  • the conductor is formed from a fiber braid made of carbon fibers and metal fibers.
  • the metal fibers can consist of aluminum, copper, silver, gold or alloys of these substances.
  • the conductor can be formed out of a layer of a felt or a fleece.
  • the layer of a textile fabric can form a conductor strip.
  • the felt or the fleece can consist of electrically conductive fibers, for example carbon fibers.
  • a felt or a fleece is flexurally elastic due to the unstructured arrangement of the fibers.
  • a conductor designed in this way is insensitive to contamination, since oil or dirt particles located on the circumference of the rotor part can be absorbed by the felt or fleece. Contact is then only insignificantly influenced by oil or dirt particles.
  • the conductor can furthermore be formed from a plurality of layers in a stacking arrangement.
  • a precisely defined contact force can be easily formed.
  • the layers with the same or different geometry can be arranged on top of one another in the manner of an elliptical spring or leaf spring, so that a spring package is formed with a desired spring characteristic.
  • a contact pressure on the circumference of the rotor part can then be set or varied via the number of layers.
  • the conductor is infiltrated with pyrolytic carbon is particularly advantageous.
  • the conductor is formed, for example, from fibers, in particular carbon fibers
  • the pyrolytic carbon coating can serve to compress a contact surface of the conductor and to form a sheath that supports the fiber braid in question.
  • the infiltration with the pyrolytic carbon or a coating of the fibers then ensures the desired flexurally elastic properties of the conductor, which has a rigidity that can in particular also be influenced by the thickness of the coating on the fibers.
  • Coating carbon fibers with the C VI process has proven to be particularly advantageous, as this process is not only used for surface coating of the conductor, but also for the development of binding forces between the individual filaments of the fiber braid cares.
  • the fiber braid can consist of sheaths of a unidirectional one extending in the longitudinal direction of the conductor Be formed fiber strand, which has filaments running essentially parallel to each other, so that capillary pillars are formed through fiber interstices, which enable the utilization of capillary effects for the removal of fat or moisture from the circumference of the rotor part.
  • the holding device can have a stationary ring body and at least one pressure element, wherein the attached end of the conductor can be connected to the holding device between the ring body and the pressure element in a non-positive, positive and / or material fit.
  • the holding device then consists of at least two components and is therefore particularly simple and inexpensive to adjust.
  • the pressure element can be designed such that the attached end of the conductor is clamped between the ring body and the pressure element. This can be done, for example, by screwing, pressing or squeezing. Alternatively or additionally, depending on the material pairing, the conductor can also be glued, soldered or welded to the ring body.
  • the ring body can be designed in the shape of a circular ring with an axial contact surface for the conductor, the pressure element being designed as a circular ring and being able to be braced against the contact surface.
  • the ring body can be designed at least in the form of a disk, the conductor then being arranged on the axial contact surface and being pressed against the ring body via the pressure element, which can also be designed like a disk.
  • the ring body and / or the pressure element can be designed with a quadratic outer contour. The conductor is therefore clamped between the ring body and the pressure element.
  • a connection between the ring body and the pressure element can be formed, for example, by a simple screw connection or by pressing into one another.
  • An inner diameter of the contact surface can be approximated to an outer diameter. This makes it possible to ensure that the grounding contact is centered on the rotor part with the inner diameter of the contact surface.
  • the inside diameter then forms an assembly aid for the grounding contact, since if the grounding contact is pushed onto the circumference of the rotor part, for example, a radial offset of the grounding contact or tilting of the grounding contact is only possible within a defined tolerance range.
  • the contact surface and / or the pressure element can form at least one hump for clamping and / or for positively locking the conductor.
  • the hump can be a material increase on the contact surface and / or the pressure element.
  • a plurality of humps or grooves can be provided in relation to a cross section of the contact surface or the pressure element, which can bring about a large clamping force and positive locking of the conductor when the ring body and pressure element are joined together.
  • a recess can be formed in the conductor, into which the hump engages in order to prevent the conductor from twisting on the contact surface and / or the pressure element.
  • the hump can serve as a spacer to form a precise distance between the contact surface and the pressure element, so as to ensure a defined clamping of the conductor.
  • An outer diameter of the ring body can be formed by a radial shoulder, the outer diameter being able to form a press fit with an inner diameter in the stator part.
  • a longitudinal sectional surface of the ring body can consequently be L-shaped, with the radial shoulder and a second leg being able to form the axial contact surface.
  • the grounding contact can be pressed in so easily, for example, in a housing cover, so that a good electrical contact is established between the housing cover and the Erdungskon contact without additional mounting means. It is also then possible to mount the earth contact together with the housing cover on the rotor part.
  • the ground contact can be designed to be radially divisible ver bindable.
  • the holding device can then consist of two half-rings which can be placed around the circumference of the rotor part and connected to one another or separated again accordingly. If the holding device is formed from an annular body and a pressure element, the annular body and the pressure element can each be designed to be divided. Sliding onto one end of the rotor part is then no longer necessary, so that the earthing contact can also be used for shaft or axle sections that are not accessible from one end.
  • the ground contact can comprise at least two, three, four or more conductors, which can be arranged on the holding device coaxially, preferably symmetrically, relative to the axis of rotation.
  • the conductors can be equidistantly spaced from one another in a circumferential direction of the rotor part, wherein preferably all of the conductors can then be arranged in a common shaft contact plane which runs orthogonally to the axis of rotation of the rotor part. It can then also always be ensured that the grounding contact is arranged coaxially relative to the circumference. Installation of the grounding contact on the circumference or the rotor part is also significantly simplified, since the grounding contact is centered itself.
  • the ring body and / or the pressure element can each be formed in one piece.
  • a one-piece ring or a circular ring, for example, can easily be produced by turning, punching, pressing, deep drawing, laser cutting, etc.
  • a holding device designed in this way is particularly suitable for mounting on free axle or shaft ends.
  • the machine according to the invention comprises a grounding contact according to the invention for diverting electrical currents from one to one Axis or shaft formed rotor part in a fixed stator part of the machine.
  • electrical currents are diverted from a rotor part of a machine, in particular a vehicle, rail vehicle or the like, formed with an axis or shaft, into a stationary stator part of the machine with a grounding contact comprising a holding device and a contact element, the holding device is electrically conductively connected to the stationary stator part of the machine, the contact element being designed as a flexurally elastic conductor, the conductor having a free end arranged on a limfang of the rotor part and an end attached to the holding device, with an electrically conductive sliding contact between a Sliding contact surface of the conductor and a contact surface on the Elmfang of the rotor part is formed, wherein the conductor is dimensionally stable in such a way that the contact surface is subjected to a contact force, the conductor between the free end and the bef Este end is formed arcuate, the free end extending in the direction of an axis of rotation of the rotor part.
  • Fig. 2 is a longitudinal sectional view of the ground contact.
  • FIG. 1 and 2 show sectional views of a grounding contact 10, wherein in Fig. 1, the grounding contact 10 in connection with a rotor part 11 and a stator part 12 on a machine not shown here, and in Fig. 2 the grounding contact alone is shown.
  • the grounding contact 10 serves to divert electrical currents from the rotor part 11 to the stator part 12 or vice versa.
  • the earthing contact 10 comprises a holding device 13 and a contact element 14 which is formed by a conductor 15.
  • the holding device 13 is essentially formed from a stationary ring body 16 and a pressure element 17.
  • the ring body 16 is designed in the shape of a circular ring and forms an axial contact surface 18.
  • the Anyakele element 17 is designed as a circular ring 19 and inserted into the ring body 16.
  • the ring body 16 further forms a radial shoulder 20 with an outside diameter 21, the outside diameter 21 or the ring body 16 being inserted into an inside diameter 22 of a housing cover 23 of the stator part 12.
  • a press fit between the outer diameter 21 and the inner diameter 22 ensures good electrical contact and adequate attachment of the earth contact 10 to the housing cover 23.
  • the ring body 16 is asbil det with an inner diameter 24, which is approximated to an outer diameter 25 of a pin 26 of a shaft 27 of the rotor part 11.
  • the shaft 27 is therefore radially encompassed by the grounding contact 10.
  • a circumference 28 of the pin 26 forms a contact surface 29 for forming a sliding contact with the conductor 15.
  • the grounding contact 10 here comprises four conductors 15, which are arranged coaxially to an axis of rotation 30 of the rotor part 11 and are equidistant from one another relative to one another based on the circumference 28 are spaced.
  • the conductors 15 are each designed as a conductor strip 31 which is clamped between the ring body 16 and the pressure element 17.
  • the conductor strip 31 is formed by a one-piece, molded fleece made of carbon fibers.
  • a hump 32 is formed on the contact surface 18, which engages in a recess in the conductor 15, not shown here.
  • the pressure element 17 is screwed to the ring body 16 by means of screws (not shown here) or a threaded connection and is thus braced against the contact surface 18 with the conductors 15.
  • the conductors 15 are essentially made of carbon fibers which are infiltrated with pyrolytic carbon and are thus made flexible.
  • a fastened end 33 of the conductor 15 clamped to the holding device 13 is arranged essentially orthogonally relative to the axis of rotation 30, a free end 34 of the conductor 15 being bent relative to the fastened end 33 to such an extent that the free end 34 is parallel to the axis of rotation 30 extends.
  • a bow 35 is formed between the attached end 33 and the free end 34 as a result of this bending.
  • the free ends 34 When the grounding contact 10 is mounted on the pin 26, the free ends 34 also initially run orthogonally relative to the rotation axis 30, but are deformed as a result of being pushed onto the pin 26 with the shape shown here or the arc 35, so that a Contact force is brought about by the flexible conductor 15 on the circumference 28.
  • a direction of deformation of the conductors 15 is always ensured by the fact that the conductors 15 are designed in the form of a strip.
  • the orientation of the conductor 15 is then not influenced by a direction of rotation of the rotor part 11.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Erdungskontakt (10) sowie ein Verfahren zur Ableitung elektrischer Ströme von einem mit einer Achse oder Welle (27) ausgebildeten Rotorteil (11) einer Maschine, insbesondere eines Fahrzeugs, Schienenfahrzeugs oder dergleichen, in einen feststehenden Statorteil (12) der Maschine, umfassend eine Haltevorrichtung (13) und ein Kontaktelement (14), wobei die Haltevorrichtung mit dem feststehenden Statorteil der Maschine elektrisch leitend verbindbar ist, wobei das Kontaktelement als ein biegeelastischer Leiter (15) ausgebildet ist, wobei der Leiter an einem Umfang (28) des Rotorteils anordbares freies Ende (34) und ein an der Haltevorrichtung befestigtes Ende (33) aufweist, wobei der Leiter derart formstabil ist, dass zur Ausbildung eines elektrisch leitenden Schleifkontaktes zwischen einer zur Ausbildung des Schleifkontaktes vorgesehenen Schleifkontaktfläche des Leiters und einer Kontaktfläche (29) an dem Umfang des Rotorteils die Kontaktfläche mit einer Kontaktkraft beaufschlagbar ist, wobei der Leiter zwischen dem freien Ende und dem befestigten Ende bogenförmig biegbar ausgebildet ist, derart, dass sich bei einer Anordnung des Erdungskontaktes im Rotorteil das freie in Richtung einer Rotationsachse (30) des Rotorteils erstreckt.

Description

Erdungskontakt und Verfahren zur Ableitung elektrischer Ströme
Die Erfindung betrifft einen Erdungskontakt und ein Verfahren zur Ableitung elektrischer Ströme von einem mit einer Achse oder Welle ausgebildeten Rotorteil einer Maschine, insbesondere eines Fahrzeugs, Schienenfahrzeugs oder dergleichen, in einen feststehenden Statorteil der Maschine, umfassend eine Haltevorrichtung und ein Kontaktelement, wobei die Haltevorrichtung mit dem feststehenden Statorteil der Maschi ne elektrisch leitend verbindbar ist, wobei das Kontaktelement als ein biegeelastischer Leiter ausgebildet ist, wobei der Leiter ein an einem Limfang des Rotorteils anordbares freies Ende und ein an der Haltevor- richtung befestigtes Ende aufweist, wobei der Leiter derart formstabil ist, dass zur Ausbildung eines elektrisch leitenden Schleifkontaktes zwischen einer zur Ausbildung des Schleifkontaktes vorgesehenen Schleifkontaktfläche des Leiters und einer Kontaktfläche an dem Limfang des Rotorteils die Kontaktfläche mit einer Kontaktkraft beaufschlagbar ist.
Aus der US 7, 193,836 ist eine Ableitungseinrichtung zur Ableitung elektrostatischer Ladungen von einer Welle bekannt, bei der eine Koh- lenstofffaseranordnung aus einer Vielzahl von Filamenten an einem Hal ter angeordnet ist, der ringförmig ausgebildet und koaxial zur Welle an geordnet ist. Zur Ausbildung eines Berührungskontaktes mit der Welle sind Wellenkontaktabschnitte der einzelnen Filamente normal zum Wellenumfang ausgerichtet. Ein Berührungskontakt zwischen den Fila menten und dem Wellenumfang ergibt sich daher lediglich an den axialen Enden der Filamente. Aufgrund der Anordnung der Filamente normal zum Wellenumfang ergibt sich je nach Drehrichtung der Welle eine Neigung der Filamente in die Drehrichtung. Insbesondere bei einer Änderung der Drehrichtung der Welle werden Filamente in die entgegen gesetzte Richtung geneigt. Dies führt dazu, dass bei häufigen Richtungs wechseln die Filamente brechen können und die Kohlenstofffaseranord nung aufspleißt. Eine elektrische Kontaktierung der Welle ist dann nicht mehr in der gewünschten Weise sichergestellt.
Ein weiterer Erdungskontakt ist aus der DE 10 2015 206 520 Al bekannt. Bei diesem Erdungskontakt sind an einem ringförmigen Halter Leiter befestigt, die tangential am Umfang der Achse des Fahrzeugs anliegen. Diese Leiter bestehen aus Kohlenstofffasern und sind an ihren jeweiligen Enden an dem ringförmigen Halter befestigt. Nachteilig ist hier, dass die Herstellung eines derartigen Erdungskontaktes aufgrund der Lage und Befestigung der Kohlenstofffasern an dem ringförmigen Halter sehr aufwendig ist. Weiter muss die Lage der Leiter relativ zur Achse oder Welle genau auf den betreffenden Durchmesser der Welle abgestimmt sein, damit die gewünschte Kontaktkraft auf den Umfang der Welle ausgeübt wird. Darüber hinaus ist eine Montage dieses Erdungskontaktes aufwendig, da eine Montagehilfe benötigt wird, um den ringförmigen Halter zusammen mit den daran aufgespannten Leitern an einem axialen Ende der Welle zu zentrieren und ohne die Leiter zu beschädigen auf den Umfang der Welle mit einer zwischen den Leitern ausgebildeten Vor spannung bzw. einer Kontaktkraft aufzuschieben. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Er dungskontakt und ein Verfahren zur Ableitung elektrischer Ströme von einem mit einer Achse oder Welle ausgebildeten Rotorteil einer Maschi ne vorzuschlagen, mit dem eine sichere drehrichtungsunabhängige Kon taktierung mit einfachen Mitteln ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch einen Erdungskontakt mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 18 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 19 gelöst.
Der erfindungsgemäße Erdungskontakt zur Ableitung elektrischer Ströme von einem mit einer Achse oder Welle ausgebildeten Rotorteil einer Maschine, insbesondere eines Fahrzeugs, Schienenfahrzeugs oder der gleichen, in einen feststehenden Statorteil der Maschine, umfasst eine Haltevorrichtung und ein Kontaktelement, wobei die Haltevorrichtung mit dem feststehenden Statorteil der Maschine elektrisch leitend verbind bar ist, wobei das Kontaktelement als ein biegeelastischer Leiter ausge bildet ist, wobei der Leiter ein an einem Elmfang des Rotorteils anordba- res freies Ende und ein an der Haltevorrichtung befestigtes Ende auf weist, wobei der Leiter derart formstabil ist, dass zur Ausbildung eines elektrisch leitenden Schleifkontaktes zwischen einer zur Ausbildung des Schleifkontaktes vorgesehen Schleifkontaktfläche des Leiters und einer Kontaktfläche an dem Elmfang des Rotorteils die Kontaktfläche mit einer Kontaktkraft beaufschlagbar ist, wobei der Leiter zwischen dem freien Ende und dem befestigten Ende bogenförmig biegbar ausgebildet ist, derart, dass sich bei einer Anordnung des Erdungskontaktes am Rotorteil das freie Ende in Richtung einer Rotationsachse des Rotorteils erstreckt.
Erfindungsgemäß ist das Kontaktelement als ein biegeelastischer elektri scher Leiter ausgebildet, der mit dem Elmfang des Rotorteils bzw. der Achse oder Welle der Maschine kontaktiert werden kann. Dabei ist es prinzipiell nicht von Bedeutung, ob es sich bei dem Rotorteil um eine Achse oder eine Welle handelt. Die Achse oder Welle weist an dem Elmfang einen Elmfangskontaktbereich auf, an dem der Leiter an der Welle angelegt werden kann. Der Leiter ist dabei mit dem befestigten Ende an der Haltevorrichtung fest fixiert, wobei das freie Ende an dem Limfang anliegt. Da der Leiter elektrisch leitend ist, kann so der elek trisch leitende Schleifkontakt zwischen dem Rotorteil und dem Statorteil ausgebildet werden, über den elektrostatische Ladungen abgeleitet werden können. Durch die biegeelastische und damit formstabile Ausbil dungen des Leiters ist es möglich den Leiter an dem Umfang der Welle vorzuspannen und so die Welle mit einer Kontaktkraft zu beaufschlagen. Der Leiter ist weiter so an der Haltevorrichtung befestigt, dass sich das freie Ende des Leiters in Richtung einer Rotationsachse des Rotorteils erstreckt. Das freie Ende ist demnach in Richtung der Rotationsachse geneigt oder genau danach ausgerichtet. Durch die in einer Richtung biegeelastische, formstabile Ausbildung des Leiters kann verhindert werden, dass sich der Leiter mit dem freien Ende in Richtung einer Drehrichtung ausrichtet. Eine drehrichtungsabhängige Bewegung des Leiters und ein Aufspleißen an dem freien Ende kann so vermieden werden, wodurch eine verlängerte Lebensdauer Erdungskontakts erzielt werden kann. Gleichwohl kann sich der Leiter an die Welle bzw. die Kontaktfläche des Umfangs der Welle anschmiegen, wodurch eine verlässliche Kontaktierung ermöglicht wird. Vor einer Montage des
Erdungskontaktes auf der Welle kann der Leiter zunächst im Wesentli chen gerade ausgebildet sein, sodass sich bei einem axialen Aufschieben oder bei einem radialen Zusammenfügen des Erdungskontaktes auf dem Rotorteil bzw. der Welle eine Verformung des Leiters einstellt. Der Leiter wird dann zwischen dem freien Ende und dem befestigen Ende bogenförmig, beispielsweise mit einem Radius, gebogen, wodurch eine Vorspannung mit der Kontaktkraft entsteht. Dabei ist der Leiter so ausgebildet, dass sich alleine eine Biegung des Leiters in der Art ergibt, dass sich das freie Ende in der Richtung der Rotationsachse des Rotor- teils erstreckt. Eine Gestalt des Leiters ist folglich so ausgebildet, dass alleine eine Biegung des Leiters im Wesentlichen in eine Richtung möglich ist. Eine unerwünschte Verformung des Leiters kann so verhin- dert und eine Montage des Erdungskontaktes an einer Achse oder Welle bzw. einem Rotorteil einer Maschine wesentlich vereinfacht werden.
Ein Abschnitt des Leiters kann mit dem freien Ende parallel relativ zu der Rotationsachse angeordnet sein. Das freie Ende des Leiters kann dann so in Richtung der Rotationsachse des Rotorteils gebogen sein, dass ausgehend von dem freien Ende der Abschnitt des Leiters ein Stück weit parallel relativ zu der Rotationsachse des Rotorteils verläuft. Somit kann nicht nur eine punktförmige Auflage bzw. ein Schleifkontakt an der Kontaktfläche am Elmfang, sondern zumindest eine Auflage einer linien- förmigen oder auch abschnittsweise rechteckförmigen Schleifkontaktflä che des Leiters an der Kontaktfläche des Elmfangs ausgebildet werden. Eine elektrisch leitende Verbindung kann so noch sicherer ausgebildet werden.
Das befestigte Ende kann quer verlaufend, bevorzugt orthogonal, zu der Rotationsachse des Rotorteils an der Haltevorrichtung angeordnet sein. Das befestigte Ende erstreckt demnach im Wesentlichen rechtwinklig relativ zu der Rotationsachse, und kann jedoch auch beispielsweise in einem stumpfen Winkel relativ zu der Rotationsachse geneigt sein. Wenn sich das freie Ende in Richtung der Rotationsachse erstreckt, kann zwischen dem freien Ende und dem befestigten Ende ein Winkel von im Wesentlichen 90° ausgebildet sein. Gleichwohl wird es aber auch mög lich den Erdungskontakt für unterschiedliche Elmfänge bzw. Durchmesser von Rotorteilen zu verwenden, da durch die bogenförmige Biegbarkeit des Leiters ein großer Toleranzausgleich möglich wird. Der Erdungskon- takt muss daher nicht zwingend immer an einen festgelegten Durchmes ser eines Rotorteils angepasst sein, sondern kann für Rotorteile innerhalb eines Durchmesserbereichs verwendet werden. Der Erdungskontakt kann so standardisiert und kostengünstiger hergestellt werden.
Der Leiter kann zumindest abschnittsweise mit einem rechteckförmigen Querschnitt ausgebildet sein. Dabei ist der rechteckförmige Querschnitt dann zumindest in einem bogenförmig biegbaren Bereich des Leiters so ausgebildet, dass der Leiter nur in Richtung der Rotationsachse gebogen werden kann. Insbesondere durch den rechteckförmigen Querschnitt wird es möglich, den Leiter in eine definierte Richtung biegbar auszubilden. Prinzipiell ist es jedoch auch vorstellbar, dass der Querschnitt des Leiters auch eine andere Form aufweist, die diese Biegbarkeit sicher stellt. Eine Längsachse des rechteckförmigen Querschnitts bzw. eine neutrale Biegelinie des Leiterquerschnitts verläuft dann stets in Art einer Passante relativ zu einem Querschnitt des Rotorteils.
Bevorzugt kann der Leiter als ein Leiterband ausgebildet sein. Bei einem bandförmigen Leiter kann ein Verhältnis von Höhe zu Breite eines Querschnitts von beispielsweise 1 : 10 oder mehr betragen. Ein bandför miger Leiter kann einfach an der Haltevorrichtung befestigt und mit einem kleinen Bauraum an dem Rotorteil angeordnet werden.
Weiter kann der Leiter überwiegend aus Kohlenstoff ausgebildet sein. So kann eine mögliche Korrosion des Leiters verhindert werden. Gleichzei tig ergibt sich eine geringe Reibung bzw. eine Trockenschmierung des Leiters an dem Umfang des Rotorteils, sodass eine Wartung im Wesentli chen nicht erforderlich ist.
Der Leiter kann an aus Kohlenstofffasern ausgebildet sein. Die Kohlen stofffasern können in einer strukturierten Kohlenstofffaseranordnung, beispielsweise als ein Fasergeflecht ausgebildet sein. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass der Leiter alternativ aus anderen elektrisch leitenden Fasern ausgebildet ist. Weiter ist es möglich, dass der Leiter aus einem Fasergeflecht aus Kohlenstofffasern und Metallfasern ausge bildet ist. Die Metallfasern können aus den Stoffen Aluminium, Kupfer, Silber, Gold oder Legierungen dieser Stoffe bestehen.
Der Leiter kann aus einer Lage aus einem Filz oder einem Vlies ausge bildet sein. Die Lage aus einem textilen Flächengebilde kann einen Leiterstreifen ausbilden. Der Filz oder das Vlies können aus elektrisch leitfähigen Fasern, beispielsweise Kohlenstofffasern, bestehen. Ein Filz oder ein Vlies ist aufgrund der unstrukturierten Anordnung der Fasern biegeelastisch. Weiter ist ein derart ausgebildeter Leiter unempfindlich gegenüber Verschmutzungen, da am Umfang des Rotorteils befindliches Öl oder Schmutzpartikel von dem Filz oder Vlies aufgenommen werden können. Eine Kontaktierung wird durch Öl oder Schmutzpartikel dann nur unwesentlich beeinflusst.
Der Leiter kann weiter aus einer Mehrzahl von Lagen in einer Stapelan ordnung ausgebildet sein. Mit einer Mehrzahl von Lagen kann eine genau definierte Kontaktkraft einfach ausgebildet werden. Beispielsweise können die Lagen mit gleicher oder unterschiedlicher Geometrie in Art einer Elliptikfeder bzw. Blattfeder aufeinander angeordnet werden, sodass ein Federpaket mit einer gewünschten Federkennlinie ausgebildet wird. Je nach gewünschter Kontaktkraft kann über die Anzahl der Lagen dann ein Anpressdruck auf den Umfang des Rotorteils eingestellt bzw. variiert werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Leiter mit pyrolytischem Kohlen stoff infiltriert ist. Wenn der Leiter beispielsweise aus Fasern, insbeson dere Kohlenstofffasern ausgebildet ist, kann die Beschichtung aus pyrolytischem Kohlenstoff dazu dienen, eine Kontaktoberfläche des Leiters zu verdichten, und eine das betreffende Fasergeflecht abstützende Hülle auszubilden. Die Infiltration mit dem pyrolytischen Kohlenstoff bzw. eine Beschichtung der Fasern sorgt dann für die gewünschten biegeelastischen Eigenschaften des Leiters, der eine Steifigkeit aufweist, die insbesondere auch durch eine Dicke der Beschichtung der Fasern beeinflussbar ist. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Beschichtung von Kohlenstofffasern mit dem C Vl-Verfahren (Chemical Vapour Infil tration) herausgestellt, da dieses Verfahren nicht nur für eine Oberflä chenbeschichtung des Leiters, sondern darüber hinaus auch für die Ausbildung von Bindungskräften zwischen den einzelnen Filamenten des Fasergeflechts sorgt. Das Fasergeflecht kann dabei aus Umhüllungen eines sich in Längsrichtung des Leiters erstreckenden unidirektionalen Faserstrangs ausgebildet sein, der im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Filamente aufweist, sodass durch Faserzwischenräume Ka pillare ausgebildet werden, welche die Ausnutzung von Kapillareffekten zum Abtransport von Fett oder Feuchtigkeit von dem Umfang des Rotor- teils ermöglichen.
Die Haltevorrichtung kann einen feststehenden Ringkörper und zumin dest ein Andruckelement aufweisen, wobei das befestigte Ende des Leiters mit der Haltevorrichtung zwischen dem Ringkörper und dem Andruckelement kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden sein kann. Die Haltevorrichtung besteht dann zumindest aus zwei Bauteilen und ist somit besonders einfach und kostengünstig her stellbar. Das Andruckelement kann dabei so ausgebildet sein, dass das befestigte Ende des Leiters zwischen dem Ringkörper und dem Andruck element geklemmt ist. Dies kann beispielsweise durch Verschrauben, Pressen oder Quetschen erfolgen. Alternativ oder ergänzend kann je nach Materialpaarung der Leiter auch an dem Ringkörper verklebt, verlötet oder verschweißt sein.
Der Ringkörper kann in einer Ausführungsform kreisringförmig mit einer axialen Anlagefläche für den Leiter ausgebildet sein, wobei das Andru- ckelement als ein Kreisring ausgebildet und gegen die Anlagefläche verspannbar sein kann. Der Ringkörper kann zumindest scheibenförmig ausgebildet sein, wobei der Leiter dann an der axialen Anlagefläche angeordnet und über das Andruckelement, welches ebenfalls scheibenför mig ausgebildet sein kann, an den Ringkörper gedrückt wird. Alternativ kann der Ringkörper und/oder das Andruckelement mit einer quadrati schen Außenkontur ausgebildet sein. Der Leiter ist demnach zwischen dem Ringkörper und dem Andruckelement geklemmt. Eine Verbindung zwischen Ringkörper und Andruckelement kann beispielsweise durch eine einfache Verschraubung oder durch ineinander Verpressen ausgebil- det sein. Ein Innendurchmesser der Anlagefläche kann einem Aussendurchmesser angenähert sein. Dadurch wird es möglich mit dem Innendurchmesser der Anlagefläche eine Zentrierung des Erdungskontaktes an den Rotorteil zu gewährleisten. Der Innendurchmesser bildet dann eine Montagehilfe für den Erdungskontakt aus, da bei beispielsweise einem Aufschieben des Erdungskontaktes auf den Umfang des Rotorteils ein radialer Versatz des Erdungskontaktes oder ein Verkippen des Erdungskontaktes nur in einem definierten Toleranzbereich möglich ist.
Die Anlagefläche und/oder das Andruckelement können zumindest einen Höcker zum Klemmen und/oder zur formschlüssigen Sicherung des Leiters ausbilden. Der Höcker kann eine Materialerhöhung an der Anla gefläche und/oder dem Andruckelement sein. Beispielsweise kann auch eine Mehrzahl von Höcker bzw. Rillen bezogen auf einen Querschnitt der Anlagefläche bzw. des Andruckelements vorgesehen sein, die bei einem Zusammenfügen von Ringkörper und Andruckelement eine große Klemm kraft und eine formschlüssige Sicherung des Leiters bewirken können. Alternativ oder ergänzend kann in dem Leiter eine Ausnehmung ausge bildet sein, in die der Höcker eingreift, um ein Verdrehen des Leiters an der Anlagefläche und/oder dem Andruckelement zu verhindern. Gleich zeitig kann der Höcker als ein Abstandshalter zur Ausbildung eines genauen Abstandes zwischen der Anlagefläche und dem Andruckelement dienen, um so ein definiertes Klemmen des Leiters sicherzustellen.
Ein Aussendurchmesser des Ringkörpers kann durch eine radiale Schul ter ausgebildet sein, wobei der Aussendurchmesser mit einem Innen durchmesser im Statorteil eine Presspassung ausbilden kann. Eine Längs schnittfläche des Ringkörpers kann folglich L-förmig ausgebildet sein, wobei die radiale Schulter, und ein zweiter Schenkel die axiale Anlage fläche ausbilden kann. Der Erdungskontakt kann so einfach, beispiels weise in einem Gehäusedeckel, eingepresst werden, sodass ein guter elektrischer Kontakt zwischen dem Gehäusedeckel und dem Erdungskon takt ohne weitere Montagemittel ausgebildet wird. Auch ist es dann möglich den Erdungskontakt zusammen mit dem Gehäusedeckel an dem Rotorteil zu montieren.
In einer Ausführungsform kann der Erdungskontakt radial teilbar ver bindbar ausgebildet sein. Die Haltevorrichtung kann dann aus zwei Halbringen bestehen, die um den Umfang des Rotorteils herumgelegt und miteinander verbunden bzw. entsprechend wieder getrennt werden können. Wenn die Haltevorrichtung aus einem Ringkörper und einem Andruckelement ausgebildet ist, kann jeweils der Ringkörper und das Andruckelement geteilt ausgebildet sein. Ein Aufschieben auf ein Ende des Rotorteils ist dann nicht mehr erforderlich, sodass der Erdungskon takt auch für Wellen- oder Achsabschnitte genutzt werden kann, die von einem Ende her nicht zugänglich sind.
Der Erdungskontakt kann zumindest zwei, drei, vier oder mehr Leiter umfassen, die relativ zu der Rotationsachse koaxial, bevorzugt symme trisch, an der Haltevorrichtung angeordnet sein können. Die Leiter können in einer Umfangsrichtung des Rotorteils äquidistant voneinander beabstandet sein, wobei vorzugsweise sämtliche Leiter dann in einer gemeinsamen Wellenkontaktebene, die orthogonal zu der Rotationsachse des Rotorteils verläuft, angeordnet sein können. Es kann dann auch immer sichergestellt werden, dass der Erdungskontakt relativ zum Umfang koaxial angeordnet ist. Auch wird eine Montage des Erdungs kontaktes an dem Umfang bzw. dem Rotorteil wesentlich vereinfacht, da sich der Erdungskontakt selbst zentriert.
Der Ringkörper und/oder das Andruckelement können jeweils einstückig ausgebildet sein. Ein beispielsweise einstückiger Ring bzw. ein Kreisring kann leicht durch Drehen, Stanzen, Drücken, Tiefziehen, Laserschneiden, etc. hergestellt werden. Eine derart ausgebildete Haltevorrichtung eignet sich besonders gut zur Montage an freien Achs- oder Wellenenden.
Die erfindungsgemäße Maschine umfasst einen erfindungsgemäßen Erdungskontakt zur Ableitung elektrischer Ströme von einem mit einer Achse oder Welle ausgebildeten Rotorteil in einen feststehenden Stator teil der Maschine.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt eine Ableitung elektri scher Ströme von einem mit einer Achse oder Welle ausgebildeten Rotorteil einer Maschine, insbesondere eines Fahrzeugs, Schienenfahr zeugs oder dergleichen, in einen feststehenden Statorteil der Maschine mit einem einer Haltevorrichtung und ein Kontaktelement umfassenden Erdungskontakt, wobei die Haltevorrichtung mit dem feststehenden Statorteil der Maschine elektrisch leitend verbunden ist, wobei das Kontaktelement als ein biegeelastischer Leiter ausgebildet ist, wobei der Leiter ein an einem Limfang des Rotorteils angeordnetes freies Ende und ein an der Haltevorrichtung befestigtes Ende aufweist, wobei ein elek trisch leitender Schleifkontakt zwischen einer Schleifkontaktfläche des Leiters und einer Kontaktfläche an dem Elmfang des Rotorteils ausgebil- det wird, wobei der Leiter derart formstabil ist, dass die Kontaktfläche mit einer Kontaktkraft beaufschlagt wird, wobei der Leiter zwischen dem freien Ende und dem befestigten Ende bogenförmig ausgebildet wird, wobei sich das freie Ende in Richtung einer Rotationsachse des Rotor teils erstreckt. Zu den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Vorteilsbeschreibung des erfindungsgemäßen Erdungskontaktes verwiesen.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich durch die Merkmalsbeschreibungen der auf den Vorrichtungsanspruch 1 zurückbezogenen Elnteransprüche. Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die biegefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 Eine Längsschnittansicht eines Erdungskontaktes in einer Montagekonfiguration mit einem Rotorteil und einem Sta torteil;
Fig. 2 eine Längsschnittansicht des Erdungskontaktes.
Die Fig. 1 und 2 zeigen Schnittansichten eines Erdungskontaktes 10, wobei in der Fig. 1 der Erdungskontakt 10 in Verbindung mit einem Rotorteil 1 1 und einem Statorteil 12 an einer hier nicht näher dargestell ten Maschine, und in der Fig. 2 der Erdungskontakt alleine dargestellt ist. Der Erdungskontakt 10 dient zur Ableitung elektrischer Ströme von dem Rotorteil 11 auf den Statorteil 12 oder umgekehrt. Der Erdungskon takt 10 umfasst eine Haltevorrichtung 13 und ein Kontaktelement 14, welches durch einen Leiter 15 ausgebildet ist. Die Haltevorrichtung 13 ist im Wesentlichen aus einem feststehenden Ringkörper 16 und einem Andruckelement 17 gebildet. Der Ringkörper 16 ist kreisringförmig ausgebildet und bildet eine axiale Anlagefläche 18 aus. Das Andruckele ment 17 ist als ein Kreisring 19 ausgebildet, und in den Ringkörper 16 eingesetzt. Der Ringkörper 16 bildet weiter eine radiale Schulter 20 mit einem Aussendurchmesser 21 aus, wobei der Aussendurchmesser 21 bzw. der Ringkörper 16 in einen Innendurchmesser 22 eines Gehäusedeckels 23 des Statorteils 12 eingesetzt ist. Durch eine Presspassung zwischen dem Aussendurchmesser 21 und dem Innendurchmesser 22 ist eine gute elektrische Kontaktierung und eine ausreichende Befestigung des Er dungskontaktes 10 an dem Gehäusedeckel 23 gewährleistet.
Weiter ist der Ringkörper 16 mit einem Innendurchmesser 24 ausgebil det, der an einen Aussendurchmesser 25 eines Zapfens 26 einer Welle 27 des Rotorteils 11 angenähert ist. Die Welle 27 wird daher von dem Erdungskontakt 10 radial umfasst. Ein Umfang 28 des Zapfens 26 bildet eine Kontaktfläche 29 zur Ausbildung eines Schleifkontaktes mit dem Leiter 15 aus. Der Erdungskontakt 10 umfasst hier vier Leiter 15, die koaxial zu einer Rotationsachse 30 des Rotorteils 11 angeordnet und relativ zueinander bezogen auf den Umfang 28 äquidistant voneinander beabstandet sind. Die Leiter 15 sind j eweils als Leiterband 31 ausgebil det, welches zwischen dem Ringkörper 16 und dem Andruckelement 17 geklemmt ist. Das Leiterband 31 ist durch ein einstückiges, geformtes Vlies aus Kohlenstoffasern ausgebildet. Zur Sicherung der Leiter 15 ist an der Anlagefläche 18 jeweils ein Höcker 32 ausgebildet, welcher in eine hier nicht ersichtliche Ausnehmung in dem Leiter 15 eingreift. Das Andruckelement 17 ist über hier nicht dargestellte Schrauben oder eine Gewindeverbindung mit dem Ringkörper 16 verschraubt und so gegen die Anlagefläche 18 mit den Leitern 15 verspannt. Die Leiter 15 sind im Wesentlichen aus Kohlenstofffasern ausgebildet, die mit pyrolytischem Kohlenstoff infiltriert und so biegeelastisch ausgebildet sind. Ein an der Haltevorrichtung 13 geklemmtes befestigtes Ende 33 des Leiters 15 ist im Wesentlichen orthogonal relativ bezogen auf die Rotationsachse 30 angeordnet, wobei ein freies Ende 34 des Leiters 15 relativ zu dem befestigten Ende 33 soweit gebogen ist, dass sich das freie Ende 34 parallel zu der Rotationsachse 30 erstreckt. Zwischen dem befestigten Ende 33 und dem freien Ende 34 ist durch diese Verbiegung ein Bogen 35 ausgebildet.
Bei einer Montage des Erdungskontaktes 10 an dem Zapfen 26 verlaufen die freien Enden 34 ebenfalls zunächst orthogonal relativ zu der Rotati onsachse 30, werden j edoch in Folge des Aufschiebens auf den Zapfen 26 mit der hier dargestellten Gestalt bzw. den Bogen 35 verformt, sodass eine Kontaktkraft über die biegeelastischen Leiter 15 auf den Umfang 28 bewirkt wird. Eine Richtung einer Verformung der Leiter 15 ist stets dadurch sichergestellt, dass die Leiter 15 bandförmig ausgebildet sind. Die Ausrichtung der Leiter 15 ist dann auch nicht durch eine Drehrich tung des Rotorteils 11 beeinflusst. Weiter kann eine besonders gute elektrische Kontaktierung des Rotorteils 11 sichergestellt werden, da sich aufgrund der biegeelastischen Eigenschaften der Leiter 15 diese sich an unterschiedliche Durchmesser anpassen und sich ein Stück weit an den Umfang 28 anschmiegen können, wodurch eine besonders große Kontaktfläche 29 ausgebildet wird.

Claims

Patentansprüche
1. Erdungskontakt (10) zur Ableitung elektrischer Ströme von einem mit einer Achse oder Welle (27) ausgebildeten Rotorteil (11) einer Maschine, insbesondere eines Fahrzeuges, Schienenfahrzeugs oder dergleichen, in einen feststehenden Statorteil (12) der Maschine, um fassend eine Haltevorrichtung (13) und ein Kontaktelement (14), wo bei die Haltevorrichtung mit dem feststehenden Statorteil der Ma schine elektrisch leitend verbindbar ist, wobei das Kontaktelement als ein biegeelastischer Leiter (15) ausgebildet ist, wobei der Leiter ein an einem Umfang (28) des Rotorteils anordbares freies Ende (34) und ein an der Haltevorrichtung befestigtes Ende (33) aufweist, wo bei der Leiter derart formstabil ist, dass zur Ausbildung eines elek trisch leitenden Schleifkontaktes zwischen einer zur Ausbildung des Schleifkontaktes vorgesehenen Schleifkontaktfläche des Leiters und einer Kontaktfläche (29) an dem Umfang des Rotorteils die Kontakt fläche mit einer Kontaktkraft beaufschlagbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Leiter zwischen dem freien Ende und dem befestigten Ende bogenförmig biegbar ausgebildet ist, derart, dass sich bei einer An- Ordnung des Erdungskontaktes am Rotorteil das freie Ende in Rich tung einer Rotationsachse (30) des Rotorteils erstreckt.
2. Erdungskontakt nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass ein Abschnitt des Leiters (15) mit dem freien Ende (34) parallel relativ zu der Rotationsachse (30) angeordnet ist.
3. Erdungskontakt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass das befestigte Ende (33) quer verlaufend, bevorzugt orthogonal, zu der Rotationsachse (30) des Rotorteils (11) an der Haltevorrich tung (13) angeordnet ist.
4. Erdungskontakt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass der Leiter (15) zumindest abschnittsweise mit einem rechteck- förmigen Querschnitt ausgebildet ist.
5. Erdungskontakt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass der Leiter (15) als ein Leiterband (31) ausgebildet ist.
6. Erdungskontakt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass der Leiter (15) überwiegend aus Kohlenstoff ausgebildet ist.
7. Erdungskontakt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass der Leiter (15) aus Kohlenstofffasern ausgebildet ist.
8. Erdungskontakt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass der Leiter (15) aus einer Lage aus einem Filz oder einem Vlies ausgebildet ist.
9. Erdungskontakt nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass der Leiter (15) aus einer Mehrzahl von Lagen in einer Stapelan ordnung ausgebildet ist.
10. Erdungskontakt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass der Leiter (15) mit pyrolytischem Kohlenstoff infiltriert ist.
11. Erdungskontakt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass die Haltevorrichtung (13) einen feststehenden Ringkörper (16) und zumindest ein Andruckelement (17) aufweist, wobei das befestig te Ende (33) des Leiters (15) mit der Haltevorrichtung zwischenlie gend dem Ringkörper und dem Andruckelement kraftschlüssig, form schlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden ist.
12. Erdungskontakt nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass der Ringkörper (16) kreisringförmig mit einer axialen Anlage fläche (18) für den Leiter (15) ausgebildet ist, wobei das Andruckele ment als ein Kreisring (19) ausgebildet ist und gegen die Anlageflä che verspannbar ist.
13. Erdungskontakt nach Anspruch 12, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass ein Innendurchmesser (24) der Anlagefläche (18) einem Außen durchmesser (25) der Kontaktfläche (29) angenähert ist.
14. Erdungskontakt nach Anspruch 12 oder 13, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass die Anlagefläche (18) und/oder das Andruckelement (17) zumin dest einen Höcker (32) zum Klemmen und/oder zur formschlüssigen Sicherung des Leiters (15) ausbildet.
15. Erdungskontakt nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass ein Außendurchmesser (21) des Ringkörpers (16) durch eine ra diale Schulter (20) ausgebildet ist, wobei der Außendurchmesser mit einem Innendurchmesser (22) im Statorteil (12) eine Presspassung ausbildet.
16. Erdungskontakt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Erdungskontakt (11) radial teilbar verbindbar ausgebildet ist.
17. Erdungskontakt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass der Erdungskontakt (11) zumindest zwei, drei, vier oder mehr
Leiter (15) umfasst, die relativ zu der Rotationsachse (30) koaxial, bevorzugt symmetrisch, an der Haltevorrichtung (13) angeordnet sind.
18. Maschine mit einem Erdungskontakt (10) nach einem der vorange- henden Ansprüche zur Ableitung elektrischer Ströme von einem mit einer Achse oder Welle (27) ausgebildeten Rotorteil (11) in einen feststehenden Statorteil (12) der Maschine.
19. Verfahren zur Ableitung elektrischer Ströme von einem mit einer Achse oder Welle (27) ausgebildeten Rotorteil (11) einer Maschine, insbesondere eines Fahrzeuges, Schienenfahrzeugs oder dergleichen, in einen feststehenden Statorteil (12) der Maschine mit einem eine Haltevorrichtung (13) und ein Kontaktelement (14) umfassenden Er dungskontakt (10), wobei die Haltevorrichtung mit dem feststehenden Statorteil der Maschine elektrisch leitend verbunden ist, wobei das Kontaktelement als ein biegeelastischer Leiter (15) ausgebildet ist, wobei der Leiter ein an einem Umfang (29) des Rotorteils angeordne tes freies Ende (34) und ein an der Haltevorrichtung befestigtes Ende (33) aufweist, wobei ein elektrisch leitender Schleifkontakt zwischen einer Schleifkontaktfläche des Leiters und einer Kontaktfläche (29) an dem Umfang des Rotorteils ausgebildet wird, wobei der Leiter derart formstabil ist, dass die Kontaktfläche mit einer Kontaktkraft beaufschlagt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Leiter zwischen dem freien Ende und dem befestigten Ende bogenförmig ausgebildet wird, wobei sich das freie Ende in Richtung einer Rotationsachse (30) des Rotorteils erstreckt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass bei einem axialen Aufschieben oder bei einem radialen Zusam- menfügen des Erdungskontaktes (10) auf den Rotorteil (11) im Ver lauf des Leiters (15) zwischen dem freien Ende (34) und dem befes tigten Ende (33) ein Kreisbogen (35) oder Übergangsbogen ausgebil det wird.
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