DE2717593C3

DE2717593C3 - Anordnung zum Unterdrücken von HF-Strömen in Lagern von Wellen

Info

Publication number: DE2717593C3
Application number: DE2717593A
Authority: DE
Inventors: Hans-Christian Dipl.- Ing. 8521 Igelsdorf Grassmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-04-20
Filing date: 1977-04-20
Publication date: 1979-10-11
Also published as: AT362014B; US4267461A; FI64726B; JPS53131410A; CA1109120A; FI64726C; IT7822144A0; DE2717593A1; ATA153078A; IT1096056B; GB1579908A; FI781057A; BE866183A; DE2717593B2; FR2388442B1; FR2388442A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Unterdrücken von HF-Strömen in Lagern von Wellen bei Dchandlungscirrichtungcn mit lietriebsfreqiien/en oberhalb von IO kHz.

Fs ist bekannt, /Jr Vermeidung von Rundfunk und Fernsehstöningen die Lager der Wellen durch Schleif kontakte kurzzuschließen (vgl. z.B. DE-PS 9 4b bib). Ferner ist bei elektrischen deich- und Wechselstrominaschinen bekannt, schädliche Lagerströme durch isolierten Aufbau des Lagers zu vermeiden (vgl. z. B. ι DE-AS 1161992). Die bekannten Anordnungen sind jedoch für Hochfrequenzströme über 1OkHz unwirksam, da infolge der geometrischen Abmessurgen der Isolationsaufbau des Lagers, insbesondere bei größeren Wellendurchmessern von 20 mm an aufwärts eine

ίο Kapazität ergibt, die nicht genügend hochohmig zur Kapazität des Lagers ist. Dadurch entsteht infolge der kapazitiven Spannungsnufteilung eine unzu'ässig hohe Lagerspannung. Es hat sich gezeigt, daß die Lagerspannung etwa 0,7 Volt nicht überschreiten darf, da sonst ein Fritten im Lager auftritt, das zu einer elektroerosiven Zerstörung des Lagers führt. Ferner ist es sowohl aus Funkentstörungsgrundsätzen als auch aus Isolationsgründen notwendig, die Wellenenden von rotierenden Teilen in hochfrequenzführenden Einrichtungen mögiichs; auf Erd- bzw. Massepotentiai zu bringen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Wellenenden auf ein massenahes Potential zu bringen und schädliche Lagerströme auf einfache Weise auf ein erträgliches Maß herabzusetzen bzw. ganz zu vermeiden. Erfindungsgemäß wird üies bei einer Anordnung der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgezeigten Maßnahmen erreicht. Durch dieses besonders gestaltete ,τ-Filter wird ein massenahes Potential erzielt

jo und außerdem die Flochfrequenzsiröme vom Lager weggeleitet.

Der nieduohmige Widerstand des .t-Vierpols wird dabei in vorteilhafter Weise als Schleifkontakt ausgebildet und als hochohmiger Widerstand ein Kondensator oder die Parallelschaltung eines auf die Betriebsfrequenz abgestimmten Parallclresonanzkreises verwendet. Zur weiteren Verringerung der Lagerströme kann es ferner noch vorteilhaft iein, ui, ekt parallel zur Lagei kapazität einen weiteren Schleifkontakt vorzuse-

•40 hen.

Zur Überprüfung und Überwachung der Funktionssicherheit des Vierpols kann vorteilhafterweise die Spannung an der Reihenschaltung von hochohmigem Widerstand und Lagerkapazität überwacht und zur

4^r) Auslösung von Warnsignalen herangezogen werden.

Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert; es zeigt

Fig. I ein elektrisches Ersatzschaltbild der Hochfrequenz-nordnung und

F i g. 2 eine konstruktive Gestaltung einer Lagerung ci.ier Welle bei einem Hochfrequenzgerät.

Bei dem in F i g. I gezeigten elektrischen Ersatzschaltbild ist mti 21 die Hochspannungsquelle bezeichnet, die Spannungen in der Welle induziert. Die

ν-, Frequenz dieser Spannungen möge beispielsweise bei JO MHz liegen. Mit 22 ist der innere Widerstand dieser Spannungsqucllc bezeichnet. Bei einer normalen Lagerung wäre noch die Lagerkapazität 26 vorhanden, über clic dünn der ilochfrcqiicnzstrom /um Gehäuse

ho abfließen würde. Zur Verhinderung dieses Vorganges und zur möglichst massenahen Potentialführung der Welle wird die l.agerkapazität 26 im Rahmen eines elektrischen ,τ-Vierpols 28 angeordnet. Dieser ;r-Vierpol hai eingangsseitig einen Qucr/wcig mit einem im

ιλ Verhältnis /um l.agei-widerstand sehr niuderohmigen Widerstand 2 J. Im Längszweig liegt ein rclaliv hohohmiger Widerstand 24, der /. B. auch als Kondensator ausgebildet sein kann und zumindest den induktiven

Widerstund Urs Welle umlalil. Im nächsten (,iuerzweig, in dem die Lagerkapa/ilat 2b liegt, ist zusätzlich in Reihe zu der den Lagerwiderstand bestimmenden Lagerkapaziiäi noch ein verhältnismäßig hochohmiger Widerstand 27 vorgesehen. Ferner ist parallel zur Lagerkapazitäi 26 noch ein weiterer, im Verhältnis zum Lagerwiderstand niederohmiger Widerstand 25 angeordnet.

Als niederohmiger Widerstand 23 kann z. B. ein an der Welle schleifender Schleifkontakt 30, ein Kondensator 32 oder ein Schleifkontakt 30 in Reihe mit einem Serienresonanzkreis 31 benutzt werden. Als Reihenwiderstand 27 kann entweder ein im Verhältnis zur Lagerkapazität 26 relativ kleiner Kondensator 35 oder ein auf die Betriebsfrequenz abgestimmter Parallelre- \-, sonanzkreis in Form von Kondensator 34 und Induktivität 33 benutzt werden. Als niederohmiger Widerstand 25 parallel zur Lagerkapazität 26 wird mit Vorteil ebenfalls ein Schleifkontakt 36 verwendet. Die hier geschilderte Anordnung hat die Eigen;·"haft, das Potential nach dem Widerstand 22 weitgehend abzusenken und die gegebenenfalls noch verbleibenden Restströrne bzw. Restspannungen weitgehend vom Lager fernzuhalten.

Die Spannung am Spannungsteiler zwischen Lagerkapazität 26 und hochohmigem Widerstand 27 kann zur Überwachung des Vierpols auf Funktionsfähigkeit herangezogen werden, und zwar in der Weise, daß die hier vorherrschende Hochfrequenzspannung mittels der Diode 40 gleichgerichtet und als Meßsignal einer _J(| Überwachungsanordnung 41 zur Verfügung gestellt wird

F i g. 2 zeigt die konstruktive Realisierung des Ersatzschaltbildes. Eine durch die Gehäusewand 1 eines Hochfrequen/.behandlungsraumes geführte Welle 2 ist außerhalb des HF-Raumes in einem Lager 4 gelagert. Dieser Teil entspricht der Spannungsquelle 21, dem Innenwiderstand 22, ggf. dem Längswiderstand 24 und der Lagerkapazität 26. Als niederohmiger Widerstand 23 im Sinne des in F i g. 1 gezeigten Vierpols 28 dient ein Schleifkontakt 10, der mittels Druckfedern 12 und Haltearm 11 am Gehäuse 1 befestigt ist.

Das Lager 4 ist von einem Lagergehäuse 3 umgeben, das auf einer Tragplatte 14 befestigt ist. Diese Tragplatte 14 ruht auf einer Isolierplatte 5 und ist über Bolzen 7, Isolierscheiben 6 und Muttern 8 isoliert befestigt. In Analogie zum elektrischen Ersatzschaltbild entspricht dabei die Isolierplatte 5 dem Kondensator 35 bzw. dem Kondensator 34 des Parallclschwingkreises. falls in der Isolierstoffplatte 5 --och Bohrungen vorgesehen sind, in denen eine abstimmbare Induktivitat 13 untergebracht ist. Diese Induktivität 13 in der Isolierplatte 5 entspricht der Induktivität 33 im Ersatzschaltbild nach F i g. 1.

Der zur Lagerkapazität 26 parailelgeschaltete Widerstand i5 aus Fig I ist in F i g. 2 durch den Schleifkontakt 61 und die Druckfeder 62 dargestellt, wobei der Schleifkontakt auf der Welle 2 schleift und die Druckfeder mit dem Lagergehäuse Z elektrisch leitend verbunden ist.

Dies·.¹ hier beschriebene Anordnung hat die Eigenschaft, die Welle auf ein gehäuser ühes Potential /u bringen und den Fluß von Lagerstro ien über das Lager 4 zu verhindern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Unterdrücken von HF-Strömen in Lagern von Wellen bei Behandlungseinrichtungen mit Betriebsfrequenz oberhalb von 1OkHz, dadurch gekennzeichnet, daß zum sich ergebenden kapazitiven Lagerwiderstand (26) und einem ihm vorgeschalteten, zumindest den induktiven Widerstand der Welle (2) umfassenden Widerstand (24) ein weiterer Widerstand (27) in Reihe geschaltet ist derart, daß die Summe der beiden letztgenannten Widerstände groß im Verhältnis zum Lagerwiderstand ist und daß zu diesem Reihenzweig ein Widerstand (23) parallel geschaltet ist, der klein im Verhältnis zum Lagerwiderstand ist, so daß durch die Dimensionierung des gebildeten elektrischen Vierpoles (23, 24, 26, 27) die HF-Spannung am Lagerwiderstand (26) ein Minimum erreicht und kleiner als»,/ V bleibt.

2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (23) als Schleifkontakt (10,30) ausgebildet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (23) aus der Kombination eines Schleifkontaktes (30) mit einem Serienresonanzkreis (31) für die Betriebsfrequenz besteht.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (23) aus einem Kondensator (32) besteht.

5. Anordn ng nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ¹^r Reihenwiderstand (17) zwischen Lager (4) und Gehäuse (1) als Kondensator ausgebildet is!.

b. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reihenwiderstand (27) durch Parallelschalten einer Induktivität (33) zum Kondensator (34) als Parallelresonanzkrcis für die Beiriebsfrequen/ ausgebildet ist.

7. Anordnung nech einem dei Ansprüche 1 bis b. dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkapazitäl (26) zusätzlich ein niederohmiger Widerstand (25) ir, Form eines Schleifkontaktes (36, 61) parallel geschaltet ist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung über den Reihenwiderstand (27) gleichgerichtet und bei unzulässiger Spannungsänderung ein optisches oder akustisches Signal ausgelöst wird.

9. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität (13, 33) in dem als Kondensator (34) ausgebildeten Isolicrsockcl (5) des Reihen Widerstandes (27) untergebracht ist.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Dimensionicrung der Widerstände des elektrischen Vierpols so vorgenommen ist. daß sich auch für Oberwellen eine Minimicrung der HF-Spannung am Lagerwidersiand (26) ergibt.