DE10003900A1 - Stromübertragungsanordnung - Google Patents
StromübertragungsanordnungInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromübertragungsanordnung für elektrische Maschinen, insbesondere Generatoren von zum Beispiel Windkraftanlagen, umfassend mit deren Welle (10) verbundene und deren Achse koaxial umgebende jeweils mit einer zu einer der Wicklungen der elektrischen Maschine führenden Strombahn (50) verbundene Schleifringe (14, 16, 18, 20) und auf diese sich abstützende von Halterungen (54) ausgehende Kohlebürsten (58), wobei die Schleifringe von Tragringen (22, 24, 26, 28) ausgehen, die axial hintereinander und gegeneinander elektrisch isoliert angeordnet sind. Um auch bei Auftreten hoher Ströme eine hinreichende Kühlung zu erzielen, so dass eine hohe Funktionstüchtigkeit gewährleistet ist, wird vorgeschlagen, dass die Tragringe beabstandet zueinander und luftumspülbar angeordnet sind, die ihrerseits von stabförmigen Befestigungselementen durchsetzt und gegenüber diesen und zueinander elektrisch isoliert abgestützt sind.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromübertragungsanordnung für elektrische Maschinen,
insbesondere Generatoren von zum Beispiel Windkraftanlagen, umfassend mit deren Welle
verbundene und deren Achse koaxial umgebende jeweils mit einer zu einer der Wicklungen
der elektrischen Maschine führenden Strombahn verbundene Schleifringe und auf diese sich
abstützende von Halterungen ausgehende Kohlebürsten, wobei die Schleifringe von Tragrin
gen ausgehen, die axial hintereinander und gegeneinander elektrisch isoliert angeordnet sind.
Bei elektrischen Maschinen wie Generatoren oder Elektromotoren kann der Strom über
Schleifringe an Kohlebürsten übertragen werden, die sich auf erstere abstützen. Bei den
Schleifringen werden üblicherweise solche aus Metall benutzt, das den Abrieb der Kohlebür
sten bestimmt. Um den Abrieb zu reduzieren, können Kohlebürsten imprägniert werden.
Bei großen elektrischen Maschinen wie Generatoren in Windkraftanlagen ist darauf zu
achten, dass einerseits der Verschleiß so gering wie möglich gehalten wird und andererseits
im Falle einer Wartung oder des Austauschs von Kohlebürsten und/oder Schleifringen eine
einfache Handhabung gegeben ist.
Bekannte Schleifringanordnungen für elektrische Maschinen sind zum Beispiel der DE 24 43 769 C2,
der DE-PS 87 52 35, der DD 248 909 A1, der DE 32 30 298 A1 oder der DE-AS 1
1 84 412 zu entnehmen.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Stromübertragungsanordnung
der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass auch bei Auftreten hoher Ströme eine
hinreichende Kühlung erfolgt, so dass eine hohe Funktionstüchtigkeit gewährleistet ist. Auch
soll die Möglichkeit eines einfachen Austausches von Tragringen und Halterungen modularen
Aufbaus der Kohlebürsten möglich sein. Insbesondere soll mit konstruktiv einfachen Maßnah
men eine sichere Kohlebürstenführung und ein einfacher Austausch der Kohlebürsten selbst
möglich sein.
Erfindungsgemäß wird das Problem im Wesentlichen dadurch gelöst, dass die Tragringe
beabstandet zueinander und luftumspülbar angeordnet sind, die ihrerseits von stabförmigen
Befestigungselementen durchsetzt und gegenüber diesen und zueinander elektrisch isoliert
abgestützt sind.
Es wird erfindungsgemäß eine offene Bauweise für die Schleifringanordnung bzw. deren
Tragringe vorgeschlagen, so dass ungeachtet der fließenden hohen Ströme und der damit
bedingten Wärmeentwicklung eine hinreichende Kühlung möglich ist. Außerdem ist eine
Zwangskühlung gegeben. Gleichzeitig ist durch das Aneinanderreihen der Tragringe die
Möglichkeit gegeben, diese problemlos auszutauschen, zu überprüfen bzw. zu erneuern.
Insbesondere sieht die Erfindung vor, dass es sich bei den stabförmigen Befestigungselemen
ten um federvorgespannte Zugstangen handelt, wobei die Federvorspannung vorzugsweise
über Tellerfedern erfolgt. Somit ist eine gleichmäßige Vorspannung der zueinander be
abstandeten Tragringen möglich, ohne dass ein Abstimmen der verwendeten Materialien
zueinander und somit deren Ausdehnungskoeffizienten erforderlich ist. Die Zugstangen selbst
sind gegenüber den Tragringen isoliert und sind koaxial von Isolatoren umgeben, über die die
Tragringe gegeneinander abgestützt sind.
Ein weiterer hervorzuhebender Vorschlag der Erfindung sieht vor, dass die Schleifringe von
den Tragringen klemmend aufgenommen sind. Hierzu kann vorgesehen sein, dass die
Schleifringe trägerringseitig seitlich vorspringende Bodenrandabschnitte aufweisen, die
jeweils von einem von dem Tragring ausgehenden im Schnitt L-förmigen Klemmelement
erfasst wie zumindest bereichsweise umgeben sind.
Für den Stromfluss zu den Schleifringen sind vorzugsweise Steckverbindungen vorgesehen.
So können die Tragringe von die Strombahnen bildenden Leitungsstangen wie Bolzen
durchsetzt sein, die wellenseitig mit einem zu der jeweiligen Wicklung der elektrischen
Maschine führenden Anschluss verbunden sind.
Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der wellenseitig verlaufende Schleifring auf Masse
potential liegt und leitend mit der Rotorwelle verbunden ist, so dass induktiv oder kapazitiv
erzeugte Wellenströme geerdet werden.
Um Unwuchten zu vermeiden, ist vorgesehen, dass die Steckverbindungen durch drei gleich
lange Bolzen gebildet werden und im Bereich jeweils eines Tragringes mit diesem elektrisch
leitend verbunden sind. Durch das Vorhandensein gleichlanger Steckverbindungen ist eine
gleichmäßige Massenverteilung gegeben, so dass ein Gleichlauf gewährleistet ist.
Die aus den Tragringen und den stabförmigen Befestigungselementen bestehende Einheit ist
vorzugsweise mit der Welle starr verbunden, so dass zusätzliche Lagerungen für die Einheit
nicht erforderlich sind.
Nach einem eigenerfinderischen Vorschlag ist jedoch vorgesehen, dass die aus den Tragrin
gen und den stabförmigen Befestigungselementen bestehende Einheit über eine Kupplung mit
der Welle verbunden ist. Dabei kann die Kupplung einerseits mit der Welle und andererseits
mit der aus den Tragringen und den Befestigungselementen bestehenden Einheit verbundenen
ersten Kupplungselementen und einem von diesen aufgenommenen oder diese aufnehmenden
zweiten Kupplungselement bestehen.
Insbesondere weisen die ersten Kupplungselemente eine das zweite Kupplungselement
aufnehmende Aussparung auf, wobei jedes erste Kupplungselement eine scheibenförmige
Geometrie mit insbesondere im Schnitt dreieckförmige Aussparung aufweist. Ferner ist
vorgesehen, dass das erste Kupplungselement in axialer Richtung jeweils eine gleiche Länger
aufweist, die der halben oder in etwa halben Länge des zweiten Kupplungselementes
entspricht. Letzteres ist vorzugsweise als Dreikantsäule mit von dessen Ecken ausgehenden
radial verlaufenden Aussparungen ausgebildet, innerhalb der Verbindungen zwischen den
Leiterstangen und den Wicklungen bzw. deren Anschlüssen verlaufen.
Das zweite Kupplungselement selbst sollte ein elastisches Formelement sein, wohingegen die
ersten Kupplungselemente mechanisch stabil ausgebildet sind. Die ersten Kupplungselemente
sind des Weiteren über ein Massekabel oder über einen Bolzen verbunden, der jedoch
seinerseits den notwendigen Versatz zwischen den ersten Kupplungselementen ermöglicht.
Die Verbindung zwischen der Leitungsstange und dem Wicklungsanschluss kann durch
Stecken oder Schrauben erfolgen. Andere geeignete Verbindungsarten sind gleichfalls
möglich, wobei die Verbindung selbst vorzugsweise innerhalb der radial verlaufenden von
den Ecken des zweiten Kupplungselementes ausgehenden Aussparungen vorgesehen ist.
Zumindest dann, wenn die aus den Tragringen und die Strombahn bildenden Steckver
bindungen bestehende Einheit nicht starr mit der Welle verbunden ist, sind zusätzliche
Lagerungen für die Einheit vorgesehen, die in einem Gehäuse vorgesehen sind, die die
Einheit umgeben.
Eine eigenerfinderische Weiterbildung sieht vor, dass die Kohlebürsten selbst in Aussparung
von die Tragringe koaxial umgebenden Halteringen angeordnet sind. Hierzu gehen die
Aussparungen von einer radial verlaufenden Seitenwandung des Halteringes aus, die über
Abdeckelemente wie -bleche wiederum verschließbar sind. Zwischen den Aussparungen
selbst sind erste durchgehende Durchbrechungen wie Bohrungen als Belüftungsöffnung
vorgesehen, die in entsprechende Öffnungen der Abdeckelemente fluchtend übergehen.
Die Halteringe weisen des Weiteren zweite durchgehende Durchbrechungen auf, die von
gegenüber den Halterungen elektrisch isolierten zweiten Befestigungselementen wie Zug
stangen durchsetzt sind, durch die die Halteringe gegeneinander elektrisch isoliert beabstandet
und befestigt werden.
Die Zugstangen sowie die Halteringe mit den diese aufnehmenden Kohlebürsten bilden somit
eine weitere Einheit, die jedoch stationär ausgebildet ist.
Die Abdeckelemente sind im Bereich der zweiten Durchbrechungen, die von den Befesti
gungselementen wie Zugstange durchsetzt sind, beabstandet, so dass die erforderliche
elektrische Trennung gegeben ist.
Insbesondere ist vorgesehen, dass von den Abdeckelementen auf die Kohlebürste einwirkende
Federelemente wie Rollbandfedern ausgehen. Hierzu können die Abdeckelemente im Bereich
der Aussparungen ihrerseits im Schnitt vorzugsweise rechteckförmige Aussparungen oder
Nuten aufweisen, deren Tiefe gleich der des Federelementes bzw. der Dicke der Rollbandfe
der ist. In den entsprechenden von den Abdeckelementen ausgehenden Aussparungen sind
sodann die Rollbandfedern befestigt.
Zur weitergehenden Kühlung ist vorgesehen, dass von der Welle ein Lüfterrad ausgeht, durch
das die Einheiten wie Tragringe bzw. Halteringe zusätzlich gekühlt werden. Gleichzeitig wird
das Umspülen der Trag- und Halteringe mit Kühlluft verbessert.
Des Weiteren kann in dem die Einheiten umgebenden Gehäuse ein Wärmetauscher vor
gesehen sein, wobei insbesondere Kühlwasser zur Kühlung benutzt wird. Dabei kann das
durch in dem Gehäuse angeordnete Leitungen verlaufende Kühlwasser extern zum Beispiel
durch den im Generator selbst vorhandenen Kühlkreislauf oder in einem gesonderten
Kühlkreislauf gekühlt werden. Zur Förderung der Kühlflüssigkeit kann eine Pumpe benutzt
werden, die von der die Tragringe umfassenden Einheit angetrieben wird.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den
Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -,
sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden
bevorzugten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Stromübertragungsanordnung einer elektrischen Maschine, im Längs
schnitt und im Ausschnitt,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Halteringes für Kohlebürsten,
Fig. 3 eine Abdeckplatte des Halterings nach Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 3,
Fig. 5 ein erstes Kupplungselement und
Fig. 6 ein von dem ersten Kupplungselement zumindest teilweise aufgenommenes
zweites Kupplungselement.
In den Figuren wird eine Stromübertragungsanordnung für einen Generator einer Wind
kraftmaschine beschrieben, ohne dass hierdurch die Erfindung eingeschränkt werden soll.
Vielmehr gilt die erfindungsgemäße Lehre auch für sonstige Schleifringanordnungen, die für
elektrische Maschinen bestimmt sind.
Um die in den Wicklungen des Generators erzeugte Spannung bzw. den Strom abzuleiten, ist
eine Stromübertragungsanordnung vorgesehen, die nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1
von der Welle 10 der elektrischen Maschine ausgeht. Dabei wird der Strom von nachstehend
näher erläuterten Schleifringen über Kohlebürsten in gewohnter Weise über Anschlüsse 12
abgeleitet. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Drehstromgenerator, bei dem die
Phasen T, S und R jeweils mit einem Schleifring, 14, 16, 18 verbunden sind. Der verbleiben
de vierte Schleifring 20 ist der Nullleiter, der auf Massepotential liegt, also auf dem Potential
der Welle 10.
Die Schleifringe 14, 16, 18, 20 sind klemmend von Tragringen 22, 24, 26, 28 aufgenommen.
Hierzu weist jeder Schleifring 14, 16, 18, 20 tragringseitig seitlich abragende Randabschnitte
30, 32 auf, die von entsprechenden im Schnitt L-förmigen Klemmelementen 34, 36 teilweise
umgeben sind, die von den Tragringen 22, 24, 26, 28, 30 ausgehen bzw. Teile dieser sind.
Die Tragringe 22, 24, 26, 28 selbst sind zueinander beabstandet angeordnet, so dass durch
deren Zwischenräume Luft strömen kann. Hierdurch ergibt sich eine gute Kühlung, da sowohl
die Tragringe 22, 24, 26, 28 und somit die Schleifringe 14, 16, 18, 20 von Kühlluft umspült
werden können.
Zur Beabstandung der Tragringe 22, 24, 26, 28 werden diese von über Tellerfedern 38
vorgespannte Zugstangen durchsetzt, die gegenüber den Tragringen 22, 24, 26, 28 elektrisch
isoliert sind und zwischen den Tragringen 28, 22 bzw. 22, 24 bzw. 24, 26 von Isolierkörpern
42 umgeben sind.
Durch die Tellerfedern 38 erfolgt eine gleichbleibende Vorspannung, so dass Materialien
unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten zum Einsatz gelangen, ohne dass diese aufein
ander zwingend abgestimmt sein müssen; denn axiale Veränderungen werden über die
Tellerfedern 38 kompensiert.
Verlaufen die Zugstangen 40 im Ausführungsbeispiel bis zu dem wellenseitig verlaufenden
Haltering 28, der seinerseits fest mit der Welle 10 verbunden ist, so können sich erstere auch
in sich anschließende mit der Welle 10 verbundene Verbindungsscheiben 44, 46 erstrecken,
die ihrerseits über Schraubverbindungen 48 mit der Welle 10 verbunden sind. Insoweit kann
jedoch auf übliche Konstruktionen zurückgegriffen werden.
Um die Schleifringe 14, 16, 18 mit den Phasen des Drehstromgenerators zu verbinden, sind
Leiterstangen 50 vorgesehen, die durch Schraub- oder Steckverbindungen mit der jeweiligen
Windung 52 des Generators verbunden werden. Die Leiterstangen 50 sind dabei mit Aus
nahme desjenigen Tragrings elektrisch isoliert, der mit der entsprechenden Wicklung ver
bunden werden soll. Die Tragringe 22, 24, 26, 28 bestehen aus einem geeigneten elektrisch
leitenden Werkstoff wie Metall.
Die Tragringe 22, 24, 26, 28 bzw. die Schleifringe 14, 16, 18, 20 sind koaxial von Halte
ringen 54 umgeben, die Führungen 56 für Kohlebürsten 58 aufweisen, die über Rollbandfe
dern 60 in Richtung des jeweiligen Schleifringes 14 bzw. 16 bzw. 18 bzw. 20 kraftbeauf
schlagt werden.
Wie die Fig. 2 verdeutlicht, weisen die Halterringe von einer Seitenwandung 58 ausgehende
die Führungen 56 bildende und der Querschnittsgeometrie der Kohlebürsten angepasste
durchgehende Aussparungen 60 auf, die über plattenförmige Abdeckelemente wie -bleche 62
abdeckbar sind, um die entsprechende von einer Führung 56 aufgenommene Kohlebürste
verkantungsfrei führen zu können. Zwischen den die Führung 56 bildenden Aussparungen
sind den Haltering 54 durchsetzende erste Bohrungen 64 vorgesehen, zu denen fluchtend ent
sprechende Bohrungen 66 in dem Deckblech 62 verlaufen. Die Bohrungen 64, 66 ermögli
chen eine Kühlung des Halterings 54 bei gleichzeitiger Gewichtsreduzierung.
Die Abdeckbleche 62 weisen kohlebürstenführungsseitig im Schnitt rechteckförmige Aus
sparungen 68 einer Tiefe auf, die der Dicke des Materials der Rollbandfeder 60 entspricht.
Die Aussparungen 68 dienen dabei als Aufnahme der Rollbandfeder 60 und zu deren
Befestigung.
Anhand der Fig. 4 wird deutlich, dass die Rollbandfeder 60 mit ihrem mit dem Abdeckblech
62 verbundenen Ende 70 außerhalb der Führung 56 für die Kohlebürste 58 verläuft, so dass
eine Behinderung nicht erfolgen kann.
Neben den die Gewichtsreduzierung und Kühlung ermöglichenden Bohrungen 64 sind weitere
Bohrungen 72 vorhanden, die elektrisch isoliert von weiteren Zugstanden 74 durchsetzt sind,
über die die Halteringe 54 einerseits mit einem Gehäuse 76 verbunden und andererseits im
gewünschten Umfang zueinander beabstandet angeordnet werden. Hierzu werden die Zug
stangen 74 ebenfalls von Isolierkörpern 78 umgeben, über die die Halteringe 54 definiert
beabstandet werden.
Ist im Ausführungsbeispiel die die Tragringe 22, 24, 26, 28 mit den Zugstangen 40 dienende
Einheit fest mit der Welle 10 verbunden, so besteht auch die Möglichkeit, die entsprechende
Einheit über eine Kupplung mit der Welle 10 zu verbinden. Elemente einer entsprechenden
zum Einsatz gelangenden Kupplung sind den Fig. 5 und 6 zu entnehmen. So umfasst die
Kupplung zwei erste Kupplungselemente 80, von denen eines mit der aus den Tragringen 22,
24, 26, 28 und den Zugstangen 40 bestehenden Einheit und die andere mittelbar oder
unmittelbar mit der Welle 10 verbunden ist. Das Kupplungselement 80 weist eine scheiben
förmige Geometrie mit einer im Schnitt rechteckförmigen Aussparung 82 auf, die an die
Außengeometrie eines zweiten Kupplungselementes 84 angepasst ist, die im Ausführungsbei
spiel eine Dreikantsäulengeometrie zeigt. Über das zweite Kupplungselement 84 werden die
ersten Kupplungselemente 80 verbunden, um somit die Drehbewegung der Welle 10 auf die
aus den Tragringen 22, 24, 26, 28 und den Zugstangen 40 bestehende Einheit übertragen zu
können.
Die axiale Erstreckung X der ersten Kupplungselemente 80 entspricht jeweils in etwa der
Hälfte der des zweiten Kupplungselementes 84, die mit H angegeben ist. Folglich ist X in
etwa H/2.
Bei den ersten Kupplungselementen 80 handelt es sich um mechanisch stabile Mitnehmer,
wohingegen das die Funktion eines Einsatzes ausübende zweite Kupplungselement 84 ein
elastisches Formelement sein sollte. Die ersten Kupplungselemente 80 liegen zum Beispiel
durch Massekabel oder Bolzenverbindungen, die allerdings den möglichen Versatz ermögli
chen sollen, auf gleichem Potential.
Von den Ecken 86 des zweiten Kupplungselements 86 gehen radial verlaufende Aussparun
gen 88 aus, die in axial verlaufende Bohrungen 90 übergehen. Letztere werden von den
Leitungsstangen 50 entsprechend der Fig. 1 durchsetzt, über die die Verbindung zu dem ge
wünschten Tragring 22, 24, 26, 28 bzw. dem Schleifring 14, 16, 18 erfolgt. Innerhalb der
radialen Aussparung 88 kann sodann die Verbindung mit der gewünschten Wicklung 52 des
Generators hergestellt werden. Bei der Verbindung kann es sich um Schraub- bzw. Steckver
bindungen handeln.
Aufgrund der offenen Bauweise der Tragringe 22, 24, 26 ist eine hinreichende Kühlung bei
hohen Strömen gewährleistet. Zusätzlich kann von der Welle 10 bzw. den mit dieser ver
bundenen Zwischenringen 44 bzw. 46 ein Lüfterrad 92 ausgehen, über das die Luftzirkulation
innerhalb des Gehäuses 46 verstärkt wird. Außerdem können Leitungen 94 eines Wärme
tauschers innerhalb des Gehäuses 76 verlaufen, wodurch eine weitere Kühlung erfolgt.
Insbesondere handelt es sich um Leitungen 94, die Kühlwasser führen, wobei eine externe
oder interne Flüssigkeitskühlung möglich ist.
Eine externe Wasserkühlung kann durch Anschließen an einen im Generator vorhandenen
Kühlkreislauf erfolgen. Ein interner Kühlwasserkreislauf sieht vor, dass die Flüssigkeit durch
die Leitung 94 mittels einer Pumpe gefördert wird, die von der aus den Tragringen 20, 24,
26, 28 und den Zugstangen 40 bestehenden Einheit angetrieben wird. Die Flüssigkeit kann
sodann durch Flächenkühler strömen, die gegebenenfalls von von einem weiteren Lüfterad
stammenden Kühlluft beaufschlagt wird. Insoweit kann jedoch auf Kühlsysteme zurückgegrif
fen werden, die an und für sich bekannt sind.
Die Befestigung der Elemente selbst kann über keramische Werkstoffe, gefüllte oder unge
füllte Kunststoffe oder faserverstärkte Materialien erfolgen.
Claims (29)
1. Stromübertragungsanordnung für elektrische Maschinen, insbesondere Generatoren
von zum Beispiel Windkraftanlagen, umfassend mit deren Welle verbundene und
deren Achse koaxial umgebende jeweils mit einer zu einem der Wicklungen der
elektrischen Maschine führenden Strombahn verbundene Schleifringe und auf diesen
sich abstützende von Halterungen ausgehende Kohlebürsten, wobei die Schleifringe
von Tragringen ausgehen, die axial hintereinander und elektrisch gegeneinander
isoliert angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schleifringe (14, 16, 18, 20) von zueinander beabstandeten luftumspülbaren
Tragringen (22, 24, 26, 28) ausgehen, die von stabförmigen Befestigungselementen
(40) durchsetzt und gegenüber diesen und zueinander elektrisch isoliert abgestützt
sind.
2. Stromübertragungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die stabförmigen Befestigungselemente (40) federvorgespannte Zugstangen sind.
3. Stromübertragungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tragringe (22, 24, 26, 28) gegeneinander über die Befestigungselemente (40)
koaxial umgebende Isolatoren (42) abgestützt sind.
4. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tragringe (22, 24, 26, 28) die Schleifringe (14, 16, 18, 20) klemmend
aufnehmen.
5. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schleifringe (14, 16, 18, 20) trägerringseitig seitlich vorspringende Rand
abschnitte (30, 32) aufweisen, die jeweils von einem von dem Tragring (22, 24, 26,
28) ausgehenden und im Schnitt L-förmigen Klemmelement (34, 36) erfasst wie
zumindest bereichsweise umgeben sind.
6. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tragringe (22, 24, 26) von die Strombahnen bildenden Leiterstangen (50) wie
Bolzen durchsetzt sind, die wellenseitig mit einem zu der jeweiligen Wicklung der
elektrischen Maschine führenden Anschluss (52) verbunden sind.
7. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die stromführenden Leiterstangen (50) als Steckverbindungen ausgebildet sind.
8. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Leiterstangen (50) gleichlang sind und/oder gleiche Massen aufweisen.
9. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der wellenseitig verlaufende Schleifring (20) auf Massepotential liegt.
10. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die aus den Tragringen (22, 24, 26, 28) und den stabförmigen Befestigungs
elementen (40) mit der Welle (10) starr verbunden sind.
11. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die stabförmigen Befestigungselemente (40) mittels Tellerfedern (38) feder
vorgespannt sind.
12. Stromübertragungsanordnung insbesondere nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die aus den Tragringen (22, 24, 26, 28) und den stabförmigen Befestigungs
elementen (40) bestehende Einheit über eine Kupplung (80, 84) mit der Welle (10)
verbunden ist.
13. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kupplung aus einerseits mit der Welle (10) und andererseits mit der aus den
Tragringen (22, 24, 26, 28) und den Schleifringen (14, 16, 18, 20) bestehenden
Einheit verbundenen ersten Kupplungselementen (80) und einem von diesen aufge
nommenen oder diese aufnehmenden zweiten Kupplungselement (84) besteht.
14. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten Kupplungselemente (80) eine das zweite Kupplungselemente (84)
aufnehmende Aussparung (82) aufweisen.
15. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten Kupplungselemente (80) eine scheibenförmige Geometrie mit ins
besondere im Schnitt dreieckförmiger Aussparung aufweisen, deren Geometrie der
Außengeometrie des zweiten Kupplungselementes (84) angepasst ist.
16. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten Kupplungselemente (80) in axialer Richtung jeweils gleiche Länge
aufweisen, die jeweils in etwa halber axialer Länge des zweiten Kupplungselementes
(84) entspricht.
17. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das zweite Kupplungselemente (84) eine Dreikantsäulengeometrie mit von dessen
Ecken (86) ausgehenden radial verlaufenden Aussparungen (88) aufweist, wobei
jeweils in einer Aussparung eine Verbindung (52) zwischen einer Leiterstange (50)
und der zugeordneten Wicklung des Generators bzw. deren Anschluss verläuft.
18. Stromübertragungsanordnung nach insbesondere zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kohlebürsten (58) in Führungen von die Tragringe (22, 24, 26, 28) koaxial
umgebenden die Halterung bildenden Halteringen (54) verschiebbar angeordnet sind.
19. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Führungen (56) von einer radial verlaufenden Seitenfläche (58) des Halte
rings (54) ausgehen, die seitenflächig über Abdeckelemente wie -bleche (62) ver
schließbar sind.
20. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen den Führungen (56) erste durchgehende Durchbrechnungen (64) wie
Bohrungen als Belüftungsöffnungen verlaufen, auf die entsprechende Öffnungen wie
Bohrungen (66) in den Abdeckelementen (62) ausgerichtet sind.
21. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Haltering (54) zweite durchgehende Durchbrechungen (72) aufweist, die von
gegenüber den Halteringen (54) elektrisch isolierten zweiten Befestigungselementen
wie Zugstangen (74) durchsetzt sind, über die die Halteringe gegeneinander elektrisch
isoliert beabstandet und befestigt sind.
22. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abdeckelemente wie -bleche (62) beabstandet zu den zweiten Befestigungs
elementen (74) verlaufen.
23. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass von dem Abdeckelement (62) ein auf die Kohlebürste (58) einwirkendes Feder
element wie Rollbandfeder (60) ausgeht.
24. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Abdeckelement (62) führungsseitig verlaufende im Schnitt vorzugsweise
rechteckförmige Aussparungen wie Nuten (68) aufweist, in der das Federelement wie
die Rollbandfeder (60) befestigt ist.
25. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tiefe der Aussparung (68) gleich oder größer als das Federelement in seiner
Materialstärke ist.
26. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass von der Welle (10) bzw. mit dieser verbundene Zwischenelemente (44, 66) im
Bereich des wellenseitig angeordneten Schleifrings (50) ein Lüfterrad (92) vorgesehen
ist.
27. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die einerseits aus den Tragringen (22, 24, 26, 28) und den ersten Befestigungs
elementen (14) und andererseits aus den Halteringen (54) und den diese aufnehmen
den Kohlebürsten (58) bestehenden Einheiten von einem Gehäuse (76) umgeben sind,
in dem ein Wärmetauscher bzw. Leitungen (94) dieses angeordnet sind.
28. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Leitungen (94) mit einem Kühlkreislauf der elektrischen Maschine verbunden
sind.
29. Stromübertragungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Leitungen mit einem internen Kühlkreislauf verbunden sind, der über eine
von der die Tragringe (22, 24, 26, 28) und die ersten Befestigungselemente (40) um
fassenden Einheit angetriebene Pumpe umfasst.
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