WO2014048466A1 - Elektrische maschine mit verbessertem schleifring, insbesondere für kompressoren und mühlen - Google Patents

Elektrische maschine mit verbessertem schleifring, insbesondere für kompressoren und mühlen Download PDF

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WO2014048466A1
WO2014048466A1 PCT/EP2012/068979 EP2012068979W WO2014048466A1 WO 2014048466 A1 WO2014048466 A1 WO 2014048466A1 EP 2012068979 W EP2012068979 W EP 2012068979W WO 2014048466 A1 WO2014048466 A1 WO 2014048466A1
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WO
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slip ring
electrical
rotor
diameter
electric machine
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Application number
PCT/EP2012/068979
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English (en)
French (fr)
Inventor
Horst KÜMMLEE
Christian Schiller
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/18—Details
    • B02C17/24—Driving mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/14—Means for supporting or protecting brushes or brush holders

Definitions

  • the invention relates to an electric machine having a stator, a rotatably mounted rotor arranged in the stator and having electrical windings
  • slip ring and a cylindrical member having a cylinder diameter, wherein the slip ring is electrically connected to the electrical windings and having a slip ring diameter, and wherein the rotor is arranged radially outwardly on the lateral surface of the cylindrical member. Furthermore, the invention relates to a compressor or a mill with such an electric machine.
  • the rotor consists in these solutions of the actual driven shaft and the electrically active rotor parts.
  • the electrical excitation of such machines via
  • slip rings with a large diameter.
  • the slip ring is usually located in or near the axial region of the rotor and the stator to make the slip ring line between pole winding and slip ring as short as possible.
  • Such an electrical machine used in a tube mill for example, from DE 35 27 293 AI be ⁇ known.
  • the electric machine has a stator and a rotor therein, which is arranged on a tubular drum of the tube mill and has rotor windings on ⁇ .
  • the rotor windings can be supplied with electrical power by means of slip rings mounted radially on the outside of the drum.
  • the invention has for its object to improve known electrical ⁇ cal machine with slip rings. This object is achieved by an electric machine of the type mentioned ⁇ one fact that the slip ring diameter is smaller than the cylinder diameter. Furthermore, this object is achieved by a compressor or a mill with such an electric machine.
  • slip ring diameter is smaller than the cylinder diameter
  • production of such a slip ring is comparatively simple and inexpensive.
  • ⁇ re in large and powerful electric machines which are used in compressors or mills, especially tube mills, the slip ring thus does not need to be performed segmented, but can be designed as a single component.
  • Such powerful Ma ⁇ machines for example, have an electric power of several megawatts, in particular more than 10 MW.
  • Slip ring with a relatively small diameter which in particular is not segmented, high demands on the dimensional accuracy, especially in relation to round and axial run, relatively easy to meet, so that the production costs are very low.
  • the inventive concept Compared to the conventional electrical machines, in which the slip ring diameter is at least equal to the cylinder diameter, the inventive
  • Slip ring transmit the same electrical excitation power, but a lower material use leads to a significant reduction in component costs.
  • slip ring to a corresponding component of the electrical machine "threaded" in a single operation and mounted on the member who ⁇ .
  • segmented slip rings corresponds
  • Any necessary rework, such as the grinding or Abtra ⁇ conditions of material of the slip ring to ensure a sufficiently precise concentricity of the slip ring can thus be omitted com ⁇ plett.
  • the stator and the rotor are arranged in the same axial region of the electric machine.
  • the slip ring diameter may be arranged, for example, in a different axial region than the rotor and the stator.
  • the stator and the rotor are surrounded by a protective housing, this results in an advantage that the be ⁇ forced axial space for such a protective housing can be redu sheet ⁇ so that the machine design is simplified and to provide greater freedom of design.
  • the cylindrical member may be a drum of the mill out ⁇ leads.
  • the material to be ground can be ground in the drum, which has the diameter of the cylinder.
  • the rotor together with its electrical windings is arranged radially on the outside of the lateral surface of the drum and the slip ring is arranged on a rotating part of the electric machine with a smaller diameter.
  • the slip ring can be designed such that meh ⁇ rere electrical phases are transferable, for example, da ⁇ by that the slip ring has a plurality of electrical busbars that are electrically isolated from each other to the elekt ⁇ cal windings.
  • the cylindrical element tapers to one of its axial En ⁇ the, wherein the cylindrical member at this axial end is mounted, and wherein the slip ring is arranged in the axial region of the bearing or the taper of the cylindrical element.
  • the tapered cylindrical member is mounted at this axial end, wherein still another or more further bearings may be provided elsewhere.
  • the arrangement of the slip ring in the axial region of the bearing or the taper has the advantage that the electrical machine see neither more space in the radial direction requires more space in the axial direction, because such a taper is typically due to the purpose of the electric machine and not by improving the slip ring.
  • a slip ring with a particularly small diameter can thus be used, so that the
  • Cost savings for example, due to the reduced Ma ⁇ terialaufwandes compared to larger, especially seg ⁇ mented slip rings, are particularly large. A desired dimensional accuracy can be achieved particularly easily by a slip ring with such a small diameter.
  • the taper of the cylin ⁇ derförmigen element may be configured as inputs or outlet opening for the material to be ground, which usually has the smallest diameter of all rotatable parts.
  • the provision of the slip ring in the region of the smallest diameter of the cylindrical element leads to the fact that the axial length of the mill increases, can also be seen ⁇ before, to arrange the slip ring on the taper of the cylindrical element such that the slip ring Has the smallest possible slip ring diameter and at the same time the axial length of the mill is not increased.
  • the cylindrical element has an axial region with a constant diameter which is equal to the cylinder diameter, and has a further axial region towards the abovementioned axial end, in FIG which reduces the diameter and which thus represents the taper.
  • the cylindrical element in the axial direction has only ei ⁇ nen single diameter which is equal to the cylinder diameter, and the taper is designed as a separate component, which is ver ⁇ connected with the cylindrical element and itself the cylindrical element in axial extension at its above-mentioned axial end connects.
  • such a taper can be embodied as a flange, in particular a fastening flange.
  • the electric machine has at least one brush which contacts the slip ring and by means of which the elekt ⁇ cal windings of the rotor via the electrical connection with electrical power can be supplied, wherein the slip ring and the at least one brush at least partially are enclosed by a first housing.
  • the slip ring and the at least one brush can be reliably protected from adverse environmental influences, whereby the life of the slip ring and the at least one brush can be extended. This is especially in mills of great advantage, since there dust and rock fragments could damage a ⁇ penetrate and these in the electrical machine.
  • the first housing may, for example element a first Dichtele-, for example in the form of a first sealing ring, have ⁇ , which at least for small pieces of rock, in particular for dust and spray ⁇ water, closes off the transition between rotary parts and stationary parts of the electrical machine. Furthermore, it can be provided that the electrical connection of the slip ring with the electrical windings is passed through the first housing and is electrically isolated from the first housing.
  • ⁇ when the cylindrical member has a taper and the slip ring is disposed on the same axial end of the cylindrical member as the taper, the electrical ⁇ specific compound can be attached radially outside of the taper, wherein the electrical connection is electrically isolated from the taper.
  • the stator and the rotor are at least partially enclosed by a second housing, wherein the electrical connection is electrically isolated from the second housing into the second housing, wherein the electrical connection is isolated from the second housing.
  • the second housing can in turn have a second sealing element, for example in the form of a second sealing ring, which seals the transition between rotatable parts and stationary parts of the electric machine, at least for smaller rocks, in particular for dust and spray water.
  • a second sealing element for example in the form of a second sealing ring, which seals the transition between rotatable parts and stationary parts of the electric machine, at least for smaller rocks, in particular for dust and spray water.
  • the cylindrical element is at least partially hollow cylindrical in shape and has at least at one of its axial ends an opening.
  • the hollow cylindrical part of the cylindrical element may for example be the drum of a mill, wherein the opening may be provided for the supply and removal of the ground material.
  • FIG. 1 shows an electrical machine of a tube mill according to the prior art.
  • the electric machine has a Sta ⁇ gate 1, in which coaxial with the stator 1, a rotor 2 is arranged with electrical windings 3, wherein the rotor 2 is arranged radially on the outside of a cylindrical element 5 of the mill.
  • the electrical windings 3 of the rotor 2 are connected by means of an electrical connection 11 with a
  • Slip ring 4 is connected, wherein the slip ring 4 is electrically isolated from the cylindrical element 5 and thereby rotatably connected to the radial outer surface thereof.
  • the cylindrical member 5 has a cylinder diameter ⁇ 6 and the slip ring 4 a slip ring diameter 7, wherein the slip ring diameter 7 is greater than the cylinder diameter. 6
  • the rotor 2 can be supplied with electrical power via brushes 10, which are in electrical contact with the slip ring 4.
  • the slip ring 4 is often made segmented.
  • FIG. 2 shows a first embodiment of the invention shown SEN electrical machine.
  • the electric machine has an NEN stator 1 and a concentric to the stator 1 and disposed within the stator 1 rotor 2, wherein the rotor 2 is arranged radially outwardly on a cylindrical element 5, which has a cylinder diameter 6.
  • the stator 2 has electrical windings 3, which are connected by means of egg ⁇ ner electrical connection 11 with a slip ring 4, wherein the slip ring 4 has a slip ring diameter 7, which is smaller than the cylinder diameter 6.
  • a brush 10 is provided, which is in contact with the slip ring 4, so that the electrical windings 3 of the rotor 2 electrical power through the brush 10, the slip ring 4 and the electrical connection 11 can be supplied.
  • Figure 3 shows a second embodiment of the invention shown SEN electrical machine.
  • the same reference symbols designate the same objects as in FIG.
  • the cylindrical element 5 has a taper 9 at its illustrated axial end.
  • a first housing 12 is arranged, in which the
  • Slip ring 4 is housed, whose slip ring diameter 7 is significantly smaller than the cylinder diameter 6.
  • the slip ring 4 is shown as having bus bars for three electrical phases.
  • the first housing 12 also in the first housing 12 are three brushes 10, which are in contact with the respective bus bar of the slip ring 4.
  • the first housing 12 surrounds the slip ring 4 and the brushes 10 at least partially, with a first sealing element 15, for example in the form of a sealing ring or a plurality of sealing rings, being provided between rotatable and stationary parts of the first housing 12.
  • a first sealing element 15 for example in the form of a sealing ring or a plurality of sealing rings
  • the rotor 2 and the stator 1 are arranged in a second housing 13 which at least partially closes the two ⁇ . It is between rotating and stationary parts a second sealing element 16 is provided, which in turn may be designed as a sealing ring or a plurality of sealing rings. In this case, the second housing 13 protects the electrical Wicklun ⁇ gen 3, the rotor 2 and the stator 1 from adverse environmental influences.
  • the electrical connection 11 is passed through the first housing 12, the electrical connection 11 being electrically insulated from the first housing 12.
  • the electrical Ver ⁇ bond 11 is then guided to the rotor 2 and is secured to the radially outer side of the taper 9 by means of a support member 17, wherein the electrical connection 11 is electrically isolated from the taper 9.
  • the cylindrical element 5 is supported by a bearing 8 at that axial end, where the taper 9 is also arranged.
  • the cylindrical element 5 as a hollow ⁇ cylinder and the taper 9 are designed as a rotationally symmetrical hollow body, so that the cylindrical element 5 has an opening 14 in the axial direction.
  • the mill base can be switched on and / or out through the opening 14 of the ⁇ .
  • the invention relates to an electric machine with a stator, a rotatably mounted rotor arranged in the stator, which has electrical windings, a slip ring, and a cylindrical element which has a cylinder diameter, wherein the
  • Slip ring is electrically connected to the electrical windings and has a slip ring diameter, and wherein the rotor is arranged radially outward on the lateral surface of the cylindrical element. Furthermore, the invention relates to a compressor or a mill with such a ⁇ electric machine. In order to improve known electrical machines with slip rings, it is proposed that the slip ring diameter is smaller than the cylinder diameter.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Stator (1), einem in dem Stator (1) angeordneten, drehbar gelagerten Rotor (2), welcher elektrische Wicklungen (3) aufweist, einem Schleifring (4), und einem zylinderförmigen Element (5), welches einen Zylinderdurchmesser (6) aufweist, wobei der Schleifring (4) mit den elektrischen Wicklungen (3) elektrisch verbunden ist und einen Schleifringdurchmesser (7) aufweist, wobei der Rotor (2) radial außen an der Mantelfläche des zylinderförmigen Elementes (5) angeordnet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Kompressor oder eine Mühle mit einer derartigen elektrischen Maschine. Um bekannte elektrische Maschinen mit Schleifringen (4) zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass der Schleifringdurchmesser (7) kleiner als der Zylinderdurchmesser (6) ist.

Description

Beschreibung
Elektrische Maschine mit verbessertem Schleifring, insbesondere für Kompressoren und Mühlen
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Stator, einem in dem Stator angeordneten, drehbar gelagerten Rotor, welcher elektrische Wicklungen aufweist, einem
Schleifring, und einem zylinderförmigen Element, welches ei- nen Zylinderdurchmesser aufweist, wobei der Schleifring mit den elektrischen Wicklungen elektrisch verbunden ist und einen Schleifringdurchmesser aufweist, und wobei der Rotor radial außen an der Mantelfläche des zylinderförmigen Elementes angeordnet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Kom- pressor oder eine Mühle mit einer derartigen elektrischen Maschine .
Der Markt fordert langsam laufende Synchronmotoren mit hohem Drehmoment, z.B. für Erzmühlen oder Kompressoren. Diese Art von Maschinen kennzeichnet unter anderem ein großer Durchmessern der rotierenden Rotorteile.
Der Rotor besteht bei diesen Lösungen aus der eigentlichen anzutreibenden Welle und den elektrisch aktiven Rotorteilen. Die elektrische Erregung solcher Maschinen erfolgt über
Schleifringe mit großem Durchmesser. Der Schleifring ist üblicherweise im oder nahe des axialen Bereichs des Rotors und des Stators angeordnet, um die Schleifringleitung zwischen Polwicklung und Schleifring möglichst kurz zu gestalten.
Eine derartige elektrische Maschine, eingesetzt in einer Rohrmühle, ist beispielsweise aus der DE 35 27 293 AI be¬ kannt. Die elektrische Maschine weist einen Stator und einen darin befindlichen Rotor auf, welcher auf einer rohrförmigen Trommel der Rohrmühle angeordnet ist und Rotorwicklungen auf¬ weist. Die Rotorwicklungen sind mittels radial außen an der Trommel angebrachten Schleifringen mit elektrischer Leistung versorgbar . Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bekannte elektri¬ sche Maschinen mit Schleifringen zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Maschine der ein¬ gangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Schleifringdurchmesser kleiner als der Zylinderdurchmesser ist. Weiterhin wird diese Aufgabe durch einen Kompressor oder eine Mühle mit einer derartigen elektrischen Maschine gelöst.
Dadurch, dass der Schleifringdurchmesser kleiner als der Zylinderdurchmesser ist, ist die Herstellung eines derartigen Schleifrings vergleichsweise einfach und günstig. Insbesonde¬ re bei großen und leistungsstarken elektrischen Maschinen, welche bei Kompressoren oder Mühlen, insbesondere Rohrmühlen, eingesetzt werden, braucht der Schleifring somit nicht mehr segmentiert ausgeführt zu werden, sondern kann als ein einziges Bauteil ausgeführt werden. Derartig leistungsstarke Ma¬ schinen haben beispielsweise eine elektrische Leistung von mehreren Megawatt, insbesondere mehr als 10 MW. Durch den
Schleifring mit vergleichsweise kleinem Durchmesser, welcher insbesondere nicht segmentiert ist, sind hohe Anforderungen an die Formgenauigkeit, insbesondere in Bezug auf Rund- und Planlauf, vergleichsweise einfach zu erfüllen, so dass die Herstellungskosten sehr günstig sind.
Im Vergleich zu den herkömmlichen elektrischen Maschinen, bei denen der Schleifringdurchmesser zumindest gleich groß wie der Zylinderdurchmesser ist, kann der erfindungsgemäße
Schleifring dieselbe elektrische Erreger-Leistung übertragen, wobei jedoch ein geringerer Materialeinsatz zu einer erheblichen Reduktion der Bauteilkosten führt.
Auch die Montage eines derartigen Schleifrings bietet Vortei- le . Beispielsweise kann der Schleifring auf ein entsprechendes Bauteil der elektrischen Maschine in einem einzigen Arbeitsschritt „aufgefädelt" und auf dem Bauteil befestigt wer¬ den. Insbesondere gegenüber segmentierten Schleifringen ent- fallen somit die Arbeitsschritte, mehrere einzelne Segmente beispielsweise auf dem zylinderförmigen Element zu befestigen und anschließend sehr genau auszurichten, um den Anforderungen bezüglich der Formgenauigkeit zu genügen. Eventuell nöti- ge Nacharbeiten, wie beispielsweise das Schleifen bzw. Abtra¬ gen von Material des Schleifrings, um einen genügend präzisen Rundlauf des Schleifrings zu gewährleisten, können somit kom¬ plett entfallen.
Der Stator und der Rotor sind im selben axialen Bereich der elektrischen Maschine angeordnet. Damit der Schleifringdurch- messer kleiner als der Zylinderdurchmesser ist, kann der Schleifring beispielsweise in einem unterschiedlichen axialen Bereich als der Rotor und der Stator angeordnet sein. Insbesondere, wenn der Stator und der Rotor durch ein Schutzgehäuse umgeben sind, ergibt sich somit als Vorteil, dass der be¬ nötigte axiale Bauraum für ein solches Schutzgehäuse redu¬ ziert werden kann, so dass das Maschinendesign vereinfacht wird und mehr Gestaltungsfreiraum entsteht.
Wird die elektrische Maschine in einer Mühle eingesetzt, so kann das zylinderförmige Element als Trommel der Mühle ausge¬ führt sein. Das Mahlgut kann in der Trommel gemahlen werden, welche den Zylinderdurchmesser als Durchmesser aufweist. Der Rotor samt seiner elektrischen Wicklungen ist radial außen an der Mantelfläche der Trommel angeordnet und der Schleifring ist an einem drehenden Teil der elektrischen Maschine mit einem kleineren Durchmesser angeordnet. Der Schleifring kann dabei derart ausgeführt sein, dass meh¬ rere elektrische Phasen übertragbar sind, beispielsweise da¬ durch, dass der Schleifring mehrere elektrische Stromschienen aufweist, die von einander elektrisch isoliert zu den elekt¬ rischen Wicklungen geführt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verjüngt sich das zylinderförmige Element zu einem seiner axialen En¬ den, wobei das zylinderförmige Element an diesem axialen Ende gelagert ist, und wobei der Schleifring im axialen Bereich des Lagers oder der Verjüngung des zylinderförmigen Elementes angeordnet ist. Somit ist das sich verjüngende zylinderförmige Element an diesem axialen Ende gelagert, wobei noch ein weiteres oder mehrere weitere Lager an anderer Stelle vorgesehen sein können. Die Anordnung des Schleifrings im axialen Bereich des Lagers oder der Verjüngung hat den Vorteil, dass die elektri- sehe Maschine weder mehr Bauraum in radialer Richtung noch mehr Bauraum in axialer Richtung benötigt, denn eine derartige Verjüngung ist typischerweise durch den Zweck der elektrischen Maschine bedingt und nicht durch eine Verbesserung des Schleifrings. Insbesondere kann damit ein Schleifring mit be- sonders kleinem Durchmesser eingesetzt werden, so dass die
Kostenersparnis beispielsweise aufgrund des verringerten Ma¬ terialaufwandes im Vergleich zu größeren, insbesondere seg¬ mentierten Schleifringen, besonders groß sind. Eine gewünschte Formgenauigkeit kann durch einen Schleifring mit einem derart kleinen Durchmesser besonders mühelos erreicht werden.
Insbesondere bei einer Mühle kann die Verjüngung des zylin¬ derförmigen Elementes als Ein- bzw. Auslassöffnung für das Mahlgut ausgeführt sein, welche üblicherweise den geringsten Durchmesser aller rotierbaren Teile aufweist. Für den Fall, dass das Vorsehen des Schleifrings im Bereich des geringsten Durchmessers des zylinderförmigen Elementes dazu führt, dass sich die axiale Baulänge der Mühle vergrößert, kann auch vor¬ gesehen sein, den Schleifring derart an der Verjüngung des zylinderförmigen Elementes anzuordnen, dass der Schleifring einen möglichst geringen Schleifringdurchmesser aufweist und gleichzeitig die axiale Baulänge der Mühle nicht vergrößert wird . Denkbar ist dabei, dass das zylinderförmige Element einen axialen Bereich mit einem konstanten Durchmesser, der gleich dem Zylinderdurchmesser ist, aufweist und zum oben genannten axialen Ende hin einen weiteren axialen Bereich aufweist, in welchem sich der Durchmesser verringert und welcher somit die Verjüngung darstellt. Äquivalent dazu ist auch denkbar, dass das zylinderförmige Element in axialer Richtung lediglich ei¬ nen einzigen Durchmesser aufweist, der gleich dem Zylinder- durchmesser ist, und die Verjüngung als ein separates Bauteil ausgeführt ist, welches mit dem zylinderförmigen Element ver¬ bunden ist und sich dem zylinderförmigen Element in axialer Verlängerung an seinem oben genannten axialen Ende anschließt. Beispielsweise kann eine derartige Verjüngung als ein Flansch, insbesondere ein Befestigungsflansch, ausgeführt sein .
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die elektrische Maschine zumindest eine Bürste auf, welche den Schleifring berührt und mittels welcher die elekt¬ rischen Wicklungen des Rotors über die elektrische Verbindung mit elektrischer Leistung versorgbar ist, wobei der Schleifring und die zumindest eine Bürste zumindest teilweise durch ein erstes Gehäuse umschlossen sind.
Durch das erste Gehäuse können der Schleifring und die zumindest eine Bürste zuverlässig vor widrigen Umwelteinflüssen geschützt werden, wodurch die Lebensdauer des Schleifrings und der zumindest einen Bürste verlängert werden kann. Dies ist besonders bei Mühlen von großem Vorteil, da dort sonst Staub und Gesteinsbrocken in die elektrische Maschine ein¬ dringen und diese beschädigen könnten.
Das erste Gehäuse kann beispielsweise ein erstes Dichtele- ment, beispielsweise in Form eines ersten Dichtringes, auf¬ weisen, welches den Übergang zwischen drehbaren Teilen und feststehenden Teilen der elektrischen Maschine zumindest für kleinere Gesteinsbrocken, insbesondere für Staub und Spritz¬ wasser, verschließt. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die elektrische Verbindung des Schleifrings mit den elektrischen Wicklungen durch das erste Gehäuse hindurchgeführt wird und dabei vom ersten Gehäuse elektrisch isoliert ist. Insbesonde¬ re wenn das zylindrische Element eine Verjüngung aufweist und der Schleifring am selben axialen Ende des zylindrischen Elementes wie die Verjüngung angeordnet ist, kann die elektri¬ sche Verbindung radial außen an der Verjüngung befestigt werden, wobei die elektrische Verbindung von der Verjüngung elektrisch isoliert ist.
Insbesondere wenn mehrere elektrische Phasen mittels des Schleifrings übertragen werden und deshalb mehrere Strom¬ schienen vorhanden sind, sind auch eine entsprechende Anzahl von Bürsten vorgesehen, wobei die gesamte Anordnung noch immer zumindest teilweise vom ersten Gehäuse umschlossen wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind der Stator und der Rotor zumindest teilweise durch ein zweites Gehäuse umschlossen, wobei die elektrische Verbindung elektrisch isoliert vom zweiten Gehäuse in das zweite Gehäuse geführt wird, wobei die elektrische Verbindung vom zweiten Gehäuse isoliert ist. Durch das zweite Gehäuse können der Stator und der Rotor, insbesondere die elektrischen Wicklungen des Rotors, zuverlässig vor widrigen Umwelteinflüssen geschützt werden, was wiederum die Lebensdauer der elektrischen Maschine verlängert und besonders bei Mühlen aufgrund ihrer besonders widrigen Umwelteinflüsse von großem Vorteil ist.
Das zweite Gehäuse kann wiederum ein zweites Dichtelement, beispielsweise in Form eines zweiten Dichtringes, aufweisen, welches den Übergang zwischen drehbaren Teilen und festste- henden Teilen der elektrischen Maschine zumindest für kleinere Gesteinsbrocken, insbesondere für Staub und Spritzwasser, verschließt .
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das zylinderförmige Element zumindest teilweise hohlzy- linderförmig und weist zumindest an einem seiner axialen Enden eine Öffnung auf. Der hohlzylinderförmige Teil des zylinderförmigen Elements kann beispielsweise die Trommel einer Mühle sein, wobei die Öffnung zur Zu- bzw. Abfuhr des Mahlguts vorgesehen sein kann .
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
FIG 1 eine elektrische Maschine einer Rohrmühle gemäß Stand der Technik,
FIG 2 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen
elektrischen Maschine, und
FIG 3 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen
elektrischen Maschine.
Figur 1 zeigt eine elektrische Maschine einer Rohrmühle gemäß Stand der Technik. Die elektrische Maschine weist einen Sta¬ tor 1 auf, in welchem koaxial zum Stator 1 ein Rotor 2 mit elektrischen Wicklungen 3 angeordnet ist, wobei der Rotor 2 radial außen auf einem zylinderförmigen Elements 5 der Mühle angeordnet ist. Die elektrischen Wicklungen 3 des Rotors 2 sind mittels einer elektrischen Verbindung 11 mit einem
Schleifring 4 verbunden, wobei der Schleifring 4 elektrisch isoliert vom zylinderförmigen Element 5 und dabei drehfest auf dessen radialer Außenfläche mit diesem verbunden ist. Somit weist das zylinderförmige Element 5 einen Zylinderdurch¬ messer 6 und der Schleifring 4 einen Schleifringdurchmesser 7 auf, wobei der Schleifringdurchmesser 7 größer als der Zylin- derdurchmesser 6 ist. Dem Rotor 2 ist elektrische Leistung über Bürsten 10 zuführbar, welche in elektrischen Kontakt mit dem Schleifring 4 sind. Insbesondere bei großen elektrischen Maschinen, welche beispielsweise bei Kompressoren oder Mühlen zum Einsatz kommen, wird der Schleifring 4 oftmals segmen- tiert ausgeführt.
Figur 2 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemä¬ ßen elektrischen Maschine. Die elektrische Maschine weist ei- nen Stator 1 und einem konzentrisch zum Stator 1 und innerhalb des Stators 1 angeordneten Rotor 2 auf, wobei der Rotor 2 radial außen an einem zylinderförmigen Element 5, welches einen Zylinderdurchmesser 6 aufweist, angeordnet ist. Der Stator 2 weist elektrische Wicklungen 3 auf, die mittels ei¬ ner elektrischen Verbindung 11 mit einem Schleifring 4 verbunden sind, wobei der Schleifring 4 einen Schleifringdurch- messer 7 aufweist, der kleiner als der Zylinderdurchmesser 6 ist. Weiterhin ist eine Bürste 10 vorgesehen, welche mit dem Schleifring 4 in Kontakt ist, so dass den elektrischen Wicklungen 3 des Rotors 2 elektrische Leistung über die Bürste 10, den Schleifring 4 und die elektrische Verbindung 11 zugeführt werden kann. Figur 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemä¬ ßen elektrischen Maschine. Dabei bezeichnen gleiche Bezugs¬ zeichen wie in Figur 2 gleiche Gegenstände.
Das zylinderförmige Element 5 weist an seinem dargestellten axialen Ende eine Verjüngung 9 auf. Im Bereich der Verjüngung 9 ist ein erstes Gehäuse 12 angeordnet, in welchem der
Schleifring 4 untergebracht ist, dessen Schleifringdurchmes- ser 7 deutlich kleiner als der Zylinderdurchmesser 6 ist. In Figur 3 ist der Schleifring 4 so dargestellt, dass er Strom- schienen für drei elektrische Phasen aufweist. Ebenfalls im ersten Gehäuse 12 befinden sich drei Bürsten 10, welche mit der jeweiligen Stromschiene des Schleifrings 4 in Kontakt sind. Das erste Gehäuse 12 umschließt den Schleifring 4 und die Bürsten 10 zumindest teilweise, wobei zwischen drehbaren und stationären Teilen des ersten Gehäuses 12 ein erstes Dichtelement 15, beispielsweise in Form eines Dichtringes oder mehrerer Dichtringe, vorgesehen ist. Somit bietet das erste Gehäuse 12 dem Schleifring 4 und den Bürsten 10 zuverlässigen Schutz vor widrigen Umwelteinflüssen.
Der Rotor 2 und der Stator 1 sind in einem zweiten Gehäuse 13 angeordnet, welches die beiden zumindest teilweise um¬ schließt. Dabei ist zwischen drehbaren und stationären Teilen ein zweites Dichtelement 16 vorgesehen, welches wiederum als ein Dichtring oder mehrere Dichtringe ausgeführt sein kann. Dabei schützt das zweite Gehäuse 13 die elektrischen Wicklun¬ gen 3, den Rotor 2 und den Stator 1 vor widrigen Umweltein- flüssen.
Zur Versorgung der elektrischen Wicklungen 3 des Rotors 2 wird die elektrische Verbindung 11 durch das erste Gehäuse 12 hindurchgeführt, wobei die elektrische Verbindung 11 vom ers- ten Gehäuse 12 elektrisch isoliert ist. Die elektrische Ver¬ bindung 11 wird anschließend zum Rotor 2 geführt und ist an der radialen Außenseite der Verjüngung 9 mittels eines Stützelements 17 befestigt, wobei die elektrische Verbindung 11 von der Verjüngung 9 elektrisch isoliert ist.
Das zylinderförmige Element 5 ist an jenem axialen Ende, wo auch die Verjüngung 9 angeordnet ist, mittels eines Lagers 8 gelagert. Dabei sind das zylinderförmige Element 5 als Hohl¬ zylinder und die Verjüngung 9 als rotationssymmetrischer Hohlkörper ausgeführt, so dass das zylinderförmige Element 5 eine Öffnung 14 in axialer Richtung aufweist.
Für den Fall, dass die elektrische Maschine in einer Mühle, insbesondere einer Rohrmühle, eingesetzt wird und das zylin- derförmige Element 5 die Trommel der Mühle ist, kann durch die Öffnung 14 das Mahlgut ein- und/oder herausgeführt wer¬ den .
Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine elektrische Ma- schine mit einem Stator, einem in dem Stator angeordneten, drehbar gelagerten Rotor, welcher elektrische Wicklungen aufweist, einem Schleifring, und einem zylinderförmigen Element, welches einen Zylinderdurchmesser aufweist, wobei der
Schleifring mit den elektrischen Wicklungen elektrisch ver- bunden ist und einen Schleifringdurchmesser aufweist, und wobei der Rotor radial außen an der Mantelfläche des zylinderförmigen Elementes angeordnet ist. Weiterhin betrifft die Er¬ findung einen Kompressor oder eine Mühle mit einer derartigen elektrischen Maschine. Um bekannte elektrische Maschinen mit Schleifringen zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass der Schleifringdurchmesser kleiner als der Zylinderdurchmesser ist .

Claims

Patentansprüche
1. Elektrische Maschine mit
einem Stator ( 1 ) ,
einem in dem Stator (1) angeordneten, drehbar gelagerten Rotor (2), welcher elektrische Wicklungen (3) aufweist,
einem Schleifring (4), und
einem zylinderförmigen Element (5) , welches einen Zylinderdurchmesser (6) aufweist,
wobei der Schleifring (4) mit den elektrischen Wicklungen (3) elektrisch verbunden ist und einen Schleifringdurchmesser (7) aufweist, und
wobei der Rotor (2) radial außen an der Mantelfläche des zy¬ linderförmigen Elementes (5) angeordnet ist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Schleifringdurchmesser (7) kleiner als der Zylinderdurchmesser (6) ist.
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1,
wobei sich das zylinderförmige Element (5) zu einem seiner axialen Enden verjüngt,
wobei das zylinderförmige Element (5) an diesem axialen Ende gelagert ist, und
wobei der Schleifring (4) im axialen Bereich des Lagers (8) oder der Verjüngung (9) des zylinderförmigen Elementes (5) angeordnet ist.
3. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che,
wobei die elektrische Maschine zumindest eine Bürste (10) aufweist, welche den Schleifring (4) berührt und mittels wel¬ cher die elektrischen Wicklungen (3) des Rotors (2) über die elektrische Verbindung (11) mit elektrischer Leistung versorgbar ist, und
wobei der Schleifring (4) und die zumindest eine Bürste (10) zumindest teilweise durch ein erstes Gehäuse (12) umschlossen sind .
4. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Stator (1) und der Rotor (2) zumindest teilweise durch ein zweites Gehäuse (13) umschlossen sind, und
wobei die elektrische Verbindung (11) elektrisch isoliert in das zweite Gehäuse (13) geführt wird, wobei die elektrische Verbindung (11) vom zweiten Gehäuse (13) isoliert ist.
5. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprü- che,
wobei das zylinderförmige Element (5) zumindest teilweise hohlzylinderförmig ist und zumindest an einem ersten seiner axialen Enden eine Öffnung (14) aufweist.
6. Kompressor oder Mühle mit einer elektrischen Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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