-
Elektrische BIaschine mit Schleifringen Die Erfindung bezieht sich
auf eine elektrische maschine mit Schleifringen, insbesondere einen Drehmelder,
mit auf einer Rotorwelle mittels ringförmiger Trägerkörper aus Isolierstoff jeweils
einzeln befestigten Schleifringen.
-
Bei Drehmeldern und ähnlichen elektrischen Maschinen-ist es vielfach
üblich, die benötigten Schleifringe gemeinsam auf einen einzigen Isolierstoffträger
zu befestigen. Hierbei werden gewöhnlich die Scnleifringe zunächst jeweils mit einem
Anschlußdraht verschweißt oder verlötet und dann gemeinsam mit diesen Anschlußdrähten
in einer Spritzform im Isolierstoff eingespritzt. Um auch während des Spritzvorgangs
Berührungen der einzelnen Kontakt drähte uzltereinander zu vermeiden, müssen für
die Schleifringe isolierte Anschlußdrähte verwendet werden. Weiterhin haben diese
Schleifringanordnungen mit einem einzigen gemeinsamen Isolierstoffträger den Nachteil,
daß bei der unterschiedlichen Anzahl von benötigten Schleifringen für jede Drehmelderausführung
ein eigener Schleifringträger gefertigt werden muß, der wiederum eine eigene Spritzform
benötigt.
-
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, jeden Schleifring mit einem
eigenen Trägerkörper auf der Rotorwelle zu befestigen. Hierbei besteht aber das
Problem, alle hnschludrähte über die gesamte Schleifringanordnung sir'er zum Rotor
zu
führen; dazu müssen die einzelnen Schleifringkörper vollkommen gegeneinander drehsicher
befestigt sein, um ein Abscheren der durchgeführten Drähte zu vermeiden. Die bei
der vorgeschlagenen Konstruktion verwendete Klebeverbindung zwischen den Schleifringen
und den Trägerkörpern sowie zwischen den Trägerkörpern und der Rotorwelle kann schon
deswegen nicht befriedigen, weil sie neben zusätzlicher Montagearbeit stets auch
eine Verunreinigung von Kontakten und anderen Teilen mit sich bringt. Die Anschlußdrähte
wurden bei dieser vorgeschlagenen Form in Nuten auf dem Umfang der Trägerkörper
geführt; es mußten deshalb in jedem Fall isolierte Drähte verwendet werden.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche Schleifringanordnung mit
einzelnen Trägerkörpern so auszubilden, daß ein Verdrehen einzelner Tragerkörper
mit Sicherheit ausgeschlossen wird. Außerdem soll die Drahtführung so gestaltet
sein, daß die Isolier- und Kriechstrecken auch für den Einsatz von Blankdrähten
zur Kontaktierung der Schleifringe ausreichen, Erfindungsgemäß wird aies dadurch
erreicht, daß die Trägerkörper mittels buchsenartiger Ansätze auf einer Stirnseite
und Ausnehmungen auf der anderen Stirnseite axial ineinander steckbar sind, wobei
in den einzelnen Trägerkörpern durch Ansätze und Ausnehmungen verlaufende, achsparallele
Bohrungen vorgesehen sind.
-
Durch die Verwendung einzelner Trägerkörper kann ein Rotor wahlweise
mit der benötigten Anzahl von Schleifringen bestückt erden, obwohl nur eine einzige
Aus£ührungsform eines Trägerkörpers hergestellt und auf Lager gehalten werden muß.
Die einzelnen Trägerkörper werden vorzugsweise mit Preßsitz af die Rotorwelle geschoben,
sind aber gegeneinander zusätzlich durch die ineinandergreifenden Ansätze und Ausneh:nungen
gegen Verdrehen gesichert. Die Anschlu3-drähte fär die Schleifringe verlaufen in
den achsçarallelen
Bohrungen der einzelnen Trägerkörper und auch
durch die buchsenartigen Ansätze an deren Stirnseite. Auf diese Weise wird auch
für Blankdrähte eine ausreichende Isolierung zwischen den einzelnen Änschlußdrähten
gewährleistet.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Ausnehmungen
und entsprechend auch dic Ansatze ringförmig in gleichen Abständen über die Stirnflächén
der jeweiligen Trägerkörper verteilt. Dabei ist es zweckmäßig, zumindest eine -der
Ausnehmungen am jeweiligen Trägerkörper mit einem nach außen führenden Schlitz zu
versehen" so daß der in der zugehörigen Bohrung verlaufende Draht nach außen geführt
und mit dem Schleifring verbunden werden kann.
-
Pür diesen Fall werden die einzelnen Trägerkörper jeweils gegeneinander
versetzt zusammengesteckt, so daß der Schlitz jeweils dort angeordnet ist, wo ein
Anschlußdraht zur Kontaktierung nach außen geführt werden soll. Da an dieser Stelle
der Anschlußdraht nicht mehr zum nächsten Trägerkörper weitergeführt werden muß,
kann bei dem nachfolgenden Trägerkörper der entsprechende Ansatz und die weiterführende
Bohrung fehlen. Insgesamt kann also bei dem erwähnten versetzten Ineinanderstecken
die Zahl der Bohrungen und Ansätze jeweils um eins geringer sein als die der Ausnehmungen.
-
Die einzelnen Schleifringe werden zweckmäßigerweise mittels Preßsitz
auf den Trägerkörpern befestigt. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, am Umfang der
Trägerkörper Rippen vorzusehen, um größere Preßsitzschwankungen zu vermeiden.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung sind weiterhin die Trägerkörper
jeweils am Umfang mit einer Nut versehen, in welche die Anschlußdrähte eingeführt
und mit dem jeweiligen Schleifring verlötet bzvi. verschweißt werden können. Außerdem
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die einzelnen Trägerkörper jeweils mit einem
gegenüber dem Schleifring vorstehenden Bund auszustatten. Dadurch werden die Kriechstrecken-
zwischen
den benachbarten Schleifringen erhöht und gleichzeitig
die Schleiffedern in axialer Richtung gegen Herausspringen bei Stoß- und Schüttelbeanspruchungen
gesichert.
-
Weitere inzelheiten der Erfindung werden im folgenden an einem Ausfuhrungsbeispiel
anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
-
Es zeigt Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Drehmelderrotor mit einzeln
aufgesteckten Schleifringträgern, Fig. 2 die Schleifringanordnung nach Fig. 1 in
vergrößerter Darstellung, teilweise im Schnitt, Pig. 3 und 4 einen einzelnen Schleifringträgerkörper
in zwei verschiedenen Ansichten.
-
Die Fig. 1 zeigt den Rotor 1 eines Drehmelders mit der Rotorwelle
2 und einer Wicklung 3. Auf der Rotorwelle 2 sitzt neben der Rotorwicklung eine
Schleifringanordnung, welche in der dargestellten Ausführungsform vier gleiche Schleifringe
4 mit jeweils einem entsprechenden Trägerkörper 5 aus Isolierstoff umfaßt. Zwischen
der Schleifringanordnung und der Rotorwicklung ist außerdem eine Isolierbuchse 6
zur Einstellung des genauen Abstandes sowie zur Durchführung der Anschlußdrähte
angeordnet.
-
Der genaue Aufbau der Schleifringanordnung ist aus der vergrößerten
Darstellung in Fig. 2 zu ersehen. Jeder der Schleifringe 4 ist auf einen Isolierstoff-Trägerkörper
5 aufgepreßt, wobei über den Umfang der einzelnen Trägerkörper 5 verteilte elastisch
deformierbare Rippen 7 einen sicheren Halt gewährleisten. Die Trägerkörper 5 ihrerseits
sind auf die Rotorwelle 2 aufgepreßt und zu diesem Zweck an ihrem Innendurchmesser
ebenfalls
mit verformbaren Rippen 8 versehen.
-
Ein über die Schleifringe vorstehender Bund 9 an den einzelnen Trägerkörpern
5 erhöht die Kriechstrecken zwischen benachbarten Schleifringen 4 und sichert gleichzeitig
die Schleiffedern in Axialrichtung vor Herausspringen bei Stoß-und Schüttelbeanspruchungen.
-
Die einzelnen Trägerkörper 5 besitzen auf der einen Stirnseite jeweils
buchsenartige Vorsprünge lo, welche in Ausnehmungen 11 auf der anderen Stirnseite
passen und ein Ineinanderstecken der Trägerkörper ermöglichen. Durch die einzelnen
Trägerkörper 5 verlaufen achsparallele Bohrungen 12, welche durch die buchsenartigen
Ansätze 10 und die Ausnehmungen 11 miteinander fluchten und so die iurchführung
von Anschlußdrähten 13 ermöglichen. Da die Ansätze. 1o mit den Ausnehmungen 1i ausreichende
Kriechstrecken'garantieren, darf für die Anschlußdrähte 13 Blankdraht verwendet
werden.
-
Neben ihrer isolierenden Wirkung bewirken die Ansätze lo mit den Ausnehmungen
11 auch eine genügende Drehsicherung zwischen den einzelnen Trägerkörpern 5. Allerdings
entspricht nicht jeder Ausnehmung 11 eines Trägerkörpers 5 auch ein buchsenförmiger
Ansatz lo, so daß bei versetzter Schichtung der Trägerkörper 5 jeweils eine Bohrung
12 in einer offenen Ausnehmung 11 endet. In diese offene Ausnehmung kann der Anschlußdraht
13 des jeweils nachfolgenden Schleifrings eingeführt werden.
-
Die genaue Ausfuhrung der Trägerkörper 5 soll anhand der Fig.3 und
4 noch einmal verdeutlicht werden. Ein Trägerkörper 5 ist hierbei in zwei perspektivischen
Ansichten dargestellt, so daß einmal die buchsenförmigen Ansätze 1o auf der einen
Stirnseite, im anderen Fall die Ausnehmungen 11 an der anderen Stirnseite sichtbar
werden. Gezeigt ist ein
Trägerkörper für eine Schleifringsanordnung
mit maximal vier Schleifringen; da der Anschlußdraht für den ersten Schleifring
nicht durch den Trägerkörper geführt zu werden braucht, genügen also drei Bohrungen
12 für die AnschluB-drähte der nachfolgenden Schleifringe. Entsprechend sind auch
nur drei buchsenförmige Ansätze 10 vorhanden, da an der Stelle des vierten der jeweilige,
in einer Nut 14 lagefixierte Anschlußdraht des Schleifrings 4 nach innen in die
Bohrung 11 des vorgelagerten Trägerkörpers 5 bzw. in die Isolierbuchse 6 geführt
wird. Aufgrund der engen Bauweise ist es zweckmäßig, den Draht in einem schrägen
Schlitz 15 in die Ausnehmung 11 einlaufen zu lassen. Durch entsprechend versetztes
Ineinanderstecken der Trägerkörper 5 trifft jeder Anschlußdraht einmal auf eine
freie Ausnehmung 11 des benachbarten Trägerkörpers 5.
-
In der Axialbohrung des Trägerkörpers 5 sind außerdem noch die Rippen
8 zu sehen, die beim Aufpressen des Trägerkörpers auf die Rotorwelle 2 einen festen
Sitz garantieren. Am Außenumfang des Trägerkörpers 5 sind ebenfalis Rippen 7 ausgebildet,
die beim Aufpressen des Schleifrings 4 diesem den nötigen Halt geben. Die dargestellten
Trägerkörper 5 sind für eine Schleifringanordnung von maximal vier Schleifringen
ausgebildet, doch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt.
-
Ist eine höhere Anzahl von Schleifringen zu erwarten, so kann ein
Trägerkörper 5 statt mit vier Ausnehmungen 11 mit beliebig vielen solchen Ausnehmungen
und entsprechenden Bohrungen versehen sein, die wiederum gleichmäßig verteilt angeordnet
sind, so daß die Trägerkörper jeweils versetzt geschichtet ineinandergreifen können.
-
7 Patentansprüche 4 Figuren