DE2425578A1 - Schleifringanordnung fuer elektrische maschinen - Google Patents

Description

• Schleifringanordnung fiir elektrische Maschinen Die erfindung betrifft eine Schleifringanorndung für elektrische maschinen, insbesondere ftir Wechselstrom-Lichtmaschinen von Kraftfahrzeugen, unter Verwendung von 1?lanschleifkontakten, deren Gleitbabnen aus bei niedrigen Temperaturen verarhaitbarem metallischen Kontakt werkstoff bestehen.
• Zur Dbertragung der Erregerenergie voni Stator zum Rotor in Wechselstrom-Lichtmaschinen dienen meist metallische Schleifdringe, auf denen Bürsten aus technischer Kohle gleiten. Dabei sichern normale ßetriebsbedingungen die erforderliche Patinabildung auf den Kontaktflächen der Schleifringe, die einerseits die Funktionstüchtigkeit des Schleifkontaktes und andererseits den fLir Bürsten und Schleifringe erwünschten geringen Verschleißd gewährleistet.
• Als Nachteile derartiger Kontaktsystee ist bekannt, daß diese Patinabildung durch zu geringe iJuftfeuchtigkeit, hohe Temperaturen, aggressive Medien oder starke Verschmutzung gestört wird und an Biwsten sowie Schleifringen grobe Verschleißerscheinungen auftreten. Öle, Fette oder chemische Substanzen auf den Kontaktflächen oder Korrosionserscheinungen an diesen nach langen Stillstandszeiten rufen Erregerschwierigkeiten und damit Funktionsstörungen der Wechseistrom-Lichtmaschinen hervor.
• Es ist deshalb in letzter Zeit ein neuartiger nichtmetallischer Kontaktwerkstoff, ein Verbundwerkstoff, bekannt geworden, der bereits bei niedrigen Zemperaturen verarbeitbar ist und dadurch Möglichkeiten schafft, metallische Kontakte in seinen Gefüge wührend des Verarbeitungsprozesses fest einzubringen. Diesem Kontaktwerkstoff haften diese geschilderten Nachteile nicht an; im Gegenteil er zeichnet sich durch eine Reihe funktioneller sie auch technolo0s--ischer Vorteile gegenüber metallischen Kontaktwerkstoffen aus.
• Unter Verwendung dieses nichtmetallischen Kontaktwerkstoffes ist eine Schleifringanordnung für Wechselstrom-Lichtma schinen bekannt, die aus zwei axial nebeneinander auf einen' isolierenden Tragkörper angeordneten Schleifringen besteht, in die ringförmige metallische Kontakte fest eingebettet sind, die zugleich die innere Wantelfläche dieser Schleifringe bilden.
• Diese Schleifringanordnung hat trotz vieler Vorteile den Nachteil eines hohen technologischen Aufwandes bei der Fertigung, insbesondere bezogen auf das Überdrehen der Schleifringe nach der Montage auf deren rotor zur Eerstellung der Zentrizität. Aber auch technisch-funktionelle Nachteile in Form auftretender radialer Schwingungsbeanspruchungen, die bei hohen Drehzahlen die Erscheinung des sogenantten Bürstenspringens erzeugen und damit den Störpegel der wechselstrom-Lichdtmaschine anheben, sind dieser Schleifringanordnung zu eigen.
• Es sind doshalb Schleifringanordnungen bekanntgeworden, sogenannte Planschleifkontaktanordnungen, bei denen die Kontaktgabe nicht auf der zylindrischen Fläche, sondern an den Stirflächen der Schleifringe erfolgt. So ist eine Schleifringanordnung mit Graphitringen bekannt, die auf dem isolierenden Nabenkörper leicht aufsitzen und von seitlich anliegenden Metallringen eingefaßt sind.
• Eine ähnliche Schleifringanordnung besteht darin, daß ein mit einer seiner stirnseitigen Planilächen auf dem Kontaktkörper gleitender Kohleschleifring von einer an der nicht kontaktgebenden Stirnsei-te und an der Mantelfläche des Scyhleifringes anliegenden ringförmigen Metallscheibe eingefaßt ist.
• Nachteilig ist bei diesen Schleifringanrdnungen die ifatsache, daß infolge der Sprödigkeit des Kontaktmaterials eine Einfassung der Kontaktringe erforderlich ist. Dies führt zu zusätzlichem Arbeitsaufwand bei der Herstellung derartiger Schleifringanordnungen und erhöhtem Gewicht damit ausgerüsteter Lichtmaschinen. Maßgebend ist weiterhin die Tatsache, daß die elektrische Kontaktierung ausschliießlich von der Qualität des Kontaktes zwischen Schleifring und Metallscheibe abhängt, die einerseits nicht gleichbleibend herzustellen ist und andererseits während des Betriebes nachlä@t. Diese Schleifringanordnungen sind also technisch nicht zuverlässig.
• Zweck der erfindung ist es, eine Schleifringanordnung zu schaffen, die die Vorteile eines nichtmetallischen Kontaktwerkstoffes mit denen eines Planschleifringes kombiniert.
• Die Aufgabe der erfindung besteht deshalb darin, eine Planschleifringanordnung konstruktiv zu verändern und für den Einsatz eines ichtmetallischen Kontaktmaterials aufzubereiten.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schleifringanordnung zwei gleitebenen aufweist, deren eine eine am Wellenstumpf zentrisch angsordnete Ronde und deren andere ein in axialer Richtung versetzter Planschleifring darstellen. diese aus nichtmetallischem Kontaktmaterial bestehenden Gleitkontakte sind von einem Isolierkörper aufgenommen, der im wesentlichen zylindrisch, jedoch ein seitig mit einem umlaufenden Kragen versehen, ausgebildet ist. Dabei ist die Sonde in der Bohrung des Isolierkörpers, der axial versetzte Planschleifring jedoch auf dem zylindrischen Teil des Isolierkörpers wahlweise so befestigt, daß eine gleichsinnige oder gegensinnige Kontaktgabe erzielbar ist, wobei der umlaufende Kragen diesen Planschleifring einseitig abstützt. Beide Gleitkontakte sind durch den Preßvorgang nit ringförmigen metallischen Kontaktelementen unlösbar verbunden, die zu Kontaktverbindung mit den Spulenenden dienen. Die Kontaktelemente für den Planschleifring sind außerdem mit seitlichen Blechfahnen versehen, die in Ausnehmungen des umlaufenden Kragens ragen und durch Bördelung den Planschleifring fixieren.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand zwei Ausführungsbeispiele darstellender Zeichnung näher erläutert.
• Bs zeigen: Fig. 1 Geitenansicht (im Schnitt) des Schleifringkörpers mit gleichsinniger Kontaktgabe Fig. 2 Vorderansicht des Schleifringkörpers nach Fig. 1 Fig. 3 Perspektivdarstellung des ringförmigen zuetallischen Kontaktelementes Fig. 4 £?rinzipdarstellung des ringförmigen metallischen Kontaktelementes für den Planschleifring Fig. 5 Seitenansicht (im Schnitt) des Schleifringkörpers tnit gegensinniger Kontaktgabe Die erfindungsgemäße Schleifringanordnung weist zwei Gleitebenen auf, in dem die aus nichtmetallischem Kontaktmaterial bestehenden Gleitkontakte axial versetzt auf dem zylindrischen Isolierkörper 7 aufgenommen sind. Dieser Isolierkörper 7 ist auf einer Seite zu einem umlaufenden Kragen 10 ausgebildet, in dem Ausnehmungen eingebracht sind.
• en einen Gleitkontakt stellt eine an Wellenstumpf zentrisch angeordnete Ronde 5 aus nichtmetallischem Kontektmeterinl dar, die zweckmäßigerwoise in der Bohrung 12 des Isolierkörpers 7 eingefaßt ist. Den anderen Gleitkontakt bildet der zur Sonde 5 axial verset=te Planschleifring 8, der auf dem zylindrischen Teil des Isolierkörpers 7 so angeordnet ist, daß er mit einer seiner Stirnseiten am Kragen 10 des Isolierkörpers 7 abgestützt ist. Beide Gleitkontakte sind durch den Preßvorgang bei der Formgebung des Kontaktmaterials mit ringförmigeo melallischen Kontaktelementen 11, gelochten Blechstreifen, unlösbar miteinander verbunden. Diese ringförmigen metallischen Kontaktelemente 11 sind vom Kontaktwerkstoff umpreßt.
• Die Löcher 3, 4 in diesen bewirken ein Eindringen des Kontaktwerkstoffes und damit einen guten Formschluß. Die Kontaktelemente 11 können starr oder wie bereits vorgeschlagen gleitend verbunden und/oder mit einem geeigneten Wärmedehnungsprofil versehen soin. Das metallische Kontaktelement 11 des Planschleifringes 8 besitzt zusätzlich seitliche Blechfahnen 6, die im montierten Zustand in die Ausnehmungen des Kragens 10 des Isolierkörpers 7 ragen und durch Umbördelung für eine Arretierung des Planschleifringes 8 und zur Koutakuverbindung mit den Spulenenden dienen. Die Nut 9 längs der bohrung 12 des Isolierkörpers 7 nimmt das Dpulenende, das mit der Ronde 5 kontaktiert ist, auf. Je nach Borderung der konstruktiven Gesichtspunkte der Wechselstrom-Lichtmaschine ist eine Anordnung der Kontaktflächen 1, 2 zur gleichsinnigen Kontaktgabe (Fig. 1) oder gegensinnigen Köntaktgabe (Fig. 5) mit den Kontaktbürsten möglich. Diese Konstruktion eines Schleifringkörpers zeigt ein sehr positives Verschlei Hverhalten. da die auf der Ronde 5 gleitende Kontaktbürste in Verlängerung der Mittelachse des Schleifringkörpers gleitet und die dort herrschende Umfangsgeschwindigkeit sehr gering ist. Die Oberflache dieses Gleitkontaktes, die Kontaktfläche 1, bedarf daher keiner mechanischen Nachbehandlung. fiufgrund dieser günetigen Sedingungen für einen geringen Rontaktbürstensbriob kann im Interesse raumsparender Bauwoise die Kontaktbürste sehr kurz geholten werden, Bekonntlich werden Rotoren elektrischer Maschinen mit Schwingungen in radialer Richtung beansprucht, so daß der Flanschleifring 8 ruhigen ii auf der Kontaktbärsten garantiert und gleichzeitig niedrigen Verschleiß und geringen Störpegel sichert. Der äußere Planschleifring 8 braucht unter der Voraussetzung einer sorgfältigen Fertigung nicht überdreht werden. beine Kontaktfläche 2 bedarf keiner Nacharbeit.
• Die vorgeschlagene konstruktive Lösung ermöglicht, den Schleifring zusammen mit Bürstenhalter und Kontaktbüreten abzukapseln und so die Schmtzeinwirkung auf ein Winimum zu reduzieren. Die Kontaktierung mit den Spulenden durch Schueißen oder Löten an den vorgesehenen kontaktelementen ii garantiert geringe Beanspruchung des Kontaktes durch Zen rifuga Ikräfte.

Claims (3)

Patentansprüche

1. Schleifringanordnung für elektrische Maschinen, insbesondere für Wechselstrom-Lichtmaschinen von Kraftfahrzeugen, unter Verwendung von Planschleifkontakten, deren Gleitbahnen aus bei niedrigen Temperaturen verarbeitbarem nichtmetallischen Kontaktwerkstoff bestehen, in die ringförmige metallische Kontakte fest eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifringanordnung zwei Gleitebenen aufweist, deren eine eine am Wellenstumpf zentrisch angeordnete Ronde (1) und deren andere ein in axialer Richtung versetzter Planschleifring (8) darstellen, wobei beide von einem im wesentlichen zylindrisch, jedoch einseitig mit eine umlaufenden Kragen (10) versehen, ausgebildeten Isolierkörper (7) so aufgenormen sind, daß die Ronde (5) in der Bohrung des Isolierkörpers (7), der axial versetzte Planschleifring (8) jedoch auf dem zylindriscen Teil des Isolierkörpers (7) wahlweise so befestigt ist, daß eine gleichsinnige oder gegensinnige Kontaktgabe erzielbar ist, wobei der umlaufende Kragen (10) diesen Planschleifring (8) einseitig abstützt.

2. Schleifringauordnung für elektrische iTaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gleitkontakte mit ringformigen metallischen Kontaktelementen (11), beispielsweise gelochten Blechringen, unlösbar verbunden sind, die zur Kontaktverbindung mit den opulenenden dienen.

3. Schloifringanordnung für eloktrische Maschinen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige metallische Kontaktelement (11) für den Planschleifring (8) zusätzlich mit seitlichen Blechfahnon (6) verschen ist, die zur Fixierung das Planschleifringes (8) in Äusnehmungen des umlaufenden Kragens (10) aufgenommen und umgebördelt sind.