Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontaktvorrichtung zur Ableitung elektrischer Ströme aus einem mit einer Welle und/oder einem Schleifring ausgebildeten Rotorteil einer Maschine, umfassend ein Kontaktelement zur Ausbildung eines elektrisch leitenden Schleifkontaktes zwischen einer zur Ausbildung des Schleifkontaktes vorgesehene Schleifkontaktfläche des Kontaktelements und einer Rotorkontaktfläche der Welle oder des Schleifrings. Weiter betrifft die Erfindung eine Maschine mit einer derartigen Kontaktvorrichtung sowie deren Verwendung.

Derartige Kontaktvorrichtungen sind in unterschiedlichen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt. Insbesondere ist es bekannt, zur Ableitung niederfrequente Ströme Kohlebürsten einzusetzen, die in axialer oder radialer Verteilung um eine Welle angeordnet und über Anschlusslitzen mit einem Stator kontaktiert sind. Die dabei in einer Halteeinrichtung bzw. einem Bürstenhalter aufgenommenen Kohlebürsten ermöglichen aufgrund ihres geringen elektrischen Widerstands eine direkte Ableitung oder Übertragung elektri scher Ströme und können somit eine unerwünschte Stromführung über Lagerstellen der Welle vermeiden, die aufgrund punktueller Verschweißung zu Oberflächenschä- den der Lagerkörper oder Lagerringe führen könnte. Weiter können Kohlebürsten auch zur Übertragung von elektrischen Strömen von dem Stator in den Rotor, beispielsweise bei elektrischen Motoren, dienen. Dabei werden dann regelmäßig ein oder mehrere Schleifringe an einer Welle mit einem Kontaktelement kontaktiert. Unter einem Schleifring kann hier auch ein Kommutator verstanden werden.

Der Begriff „Welle“ wird vorliegend als ein Synonym für den Begriff „Rotorteil“ oder „Achse“ verwendet. Daher sind unter den Begriffen „Welle“ alle drehenden Maschinenteile zu verstehen, für die eine Ableitung oder eine Übertragung von Strömen in bzw. zwischen einem feststehenden Statorteil bzw. Maschinenteil einer Maschine erfolgen kann.

Kontaktvorrichtungen werden auch regelmäßig in der Bahntechnik eingesetzt, wo Wechselströme oder auch ein Arbeitsstrom über Radachsen abfließen kann. Derartige Kontaktvorrichtungen sind beispielsweise in DE 10 2010 039 847 Al beschrieben.

Auch bei elektrischen Maschinen im Allgemeinen, beispielsweise für Kraftfahrzeuge, sind Maßnahmen zur Ableitung oder Übertragung von Strömen erforderlich. Bei Motorantrieb swellen oder daran angeschlossenen Getriebewellen bzw. anderen funktionalen Komponenten können kontinuierlich schwankende Wechselspannungen bzw. Ströme und hochfrequente Strompulse auftreten, die auch Lagerstellen einer Rotorwelle oder Getriebewelle schädigen können, weshalb hier regelmäßig Kontaktvorrichtungen erforderlich sind.

Ein Problem bei den beschriebenen Kontaktvorrichtungen und den solche Kontaktvorrichtungen aufweisenden Maschinen besteht in der hohen Wärmeentwicklung bedingt durch elektrische und mechanische Verluste, die zu hohen thermischen Belastungen sowohl der Kontaktvorrichtung als auch der Maschine (z. B . : Motor, Getriebe) führt. Um dieses Problem einigermaßen in den Griff zu bekommen, wurde bislang insbesondere über Lüftungseinrichtungen ein Abtransport der entstehenden Wärme bewerkstelligt. Allerdings kann über derartige Lüftungseinrichtungen nur teilweise eine Minimierung der thermischen Bauteilbelastung erreicht werden. Ein weiterer Nachteil derartiger Lüftungseinrichtungen besteht in der drasti schen Erhöhung der Bauraumgröße, welche nötig ist, um derartige Lüftungseinrichtungen in die betreffenden Maschinen zu integrieren.

Weiter können die bekannten Kontaktvorrichtungen bzw. mit Wellen in Kontakt stehende Kontaktelemente, wenn diese benachbart beispielsweise eines Lagers verbaut sind, leicht aufgrund der beengten Bauräume mit Motor- oder Getriebeöl in Kontakt gelangen. Wie sich herausgestellt hat, kann sich insbesondere bei einer radialen Anordnung des Kontaktelements an einer Welle bei einem Kontakt mit Öl ein erhöhter elektrischer Widerstand des Schleifkontaktes ergeben, was einer Funktion der Kontaktvorrichtung entgegensteht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben geschilderten Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden. Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine sichere Übertragung von Strömen zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird durch eine Kontaktvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , eine Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 14 und eine Verwendung einer Kontaktvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 19 gelöst.

Die erfindungsgemäße Kontaktvorrichtung zur Übertragung elektrischer Ströme aus einem mit einer Welle und/oder einem Schleifring ausgebildeten Rotorteil einer Maschine umfasst ein Kontaktelement zur Ausbildung eines elektrisch leitenden Schleifkontaktes zwischen einer zur Ausbildung des Schleifkontaktes vorgesehenen Schleifkontaktfläche des Kontaktelements und einer Rotorkontaktfläche der Welle oder des Schleifrings, wobei in der Schleifkontaktfläche eine Ausnehmung ausgebildet ist, wobei das Kontaktelement mindestens teilweise, insbesondere zumindest im Bereich einer Schleifkontaktfläche mit einem ölartigen Fluid benetzt ist.

Mit der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung ist es möglich, kapazitiv eingekoppelte hochfrequente Spannungen bzw. sogenannte parasitäre Wechselspannungen, die von elektrischen Antrieben aufgrund der verwendeten Leistungselektronik (Pulsweitmodulation) gebildet werden, sicher abzuleiten oder einen Strom auf den Rotor des elektrischen Antriebs zu übertragen. Dabei kann die Kontaktvorrichtung auch innerhalb eines vergleichsweise kleinen Bauraums an der betreffenden Welle oder an dem Schleifring angeordnet und mit einem ölartigen Fluid benetzt sein. Durch die Benetzung mit dem ölartigen Fluid wird es auch möglich, die durch den Reibungskontakt mit der Welle bzw. dem Schleifring entstehende Wärme mit Hilfe des ölartigen Fluids einzudämmen bzw. abzuführen. Insbesondere ist bei der vorliegenden Erfindung eine spezielle Kühlungsvorrichtung, wie beispielsweise eine Lüftungseinrichtung, zur Minimierung der thermischen Belastung nötig. Dadurch kann die Konstruktion einer Maschine, wie bei spielsweise eines Elektromotors, einfacher und damit günstiger und Kühlung des Moduls effizienter gestaltet werden al s bei den bislang bekannten Systemen. Zum Beispiel entfallen auch Reibungseinflüsse unter anderem durch Radialwellendichtringe. Zudem kann die gesamte Maschinendimensionierung kleiner ausfallen. Dadurch, dass im Bereich der Schleifkontaktfläche des Kontaktelements die Ausnehmung ausgebildet ist, kann, wenn auf der Welle in erwünschter oder unerwünschter Weise ein beispielsweise Ölfilm ausgebildet ist, ein Aufschwimmen des Kontaktelements an der Welle oder dem Schleifring verhindert werden. Eventuelle hydrodynamische Effekte, die sich aufgrund der Bildung eines Films aus dem ölartigen Fluid zwischen dem Kontaktelement und der Welle bzw. dem Schleifring einstellen können, werden durch die Ausnehmung wirkungsvoll vermieden. So kann sich dann innerhalb der Ausnehmung in der Schleifkontaktfläche das ölartige Fluid ansammeln bzw. in die Ausnehmung verdrängt werden, so dass ein eventueller Film aus dem ölartigen Fluid unterbro- chen oder nur noch sehr dünn ausgebildet wird. Dadurch wird es möglich, einen besonders niedrigen elektrischen Widerstand des Schleifkontaktes bzw. zwischen dem Kontaktelement und der Welle bzw. dem Schleifring auszubilden. So wird ein mögliches Aufschwimmen des Kontaktelements verhindert, und ein eventueller elektrischer Kontaktverlust zwischen der Welle bzw. dem Schleifring und dem Kontaktelement kann vermieden werden. Das Kontaktelement kann an einer Radialseite oder einer Axialseite einer Welle oder einem Schleifring mit dieser kontaktiert sein.

In aller Regel kann das ölige Fluid ein Motor und/oder Getriebeöl sein, welches meist ohnehin in dem Motor oder Getriebe, in welchem die erfindungsgemäße Kontaktvorrichtung vorgesehen ist, vorhanden sein kann.

Die Ausnehmung kann innerhalb der Schleifkontaktfläche durch zumindest eine Bohrung oder einen Schlitz ausgebildet sein. Eine Bohrung in dem Kontaktelement kann besonders einfach ausgebildet werden. Die Bohrung kann eine Sacklochbohrung oder eine Durchgangsbohrung sein. Auch bei einem Verschleiß des Kontaktelements bzw. einem abrasiven Abtrag von Material des Kontaktelements kann mit der Bohrung stets sichergestellt werden, dass eine Ausnehmung innerhalb der Schleifkontaktfläche vorhanden ist.

Weiter können zwei oder mehr Ausnehmungen innerhalb der Schleifkontaktfläche ausgebildet sein. Je nach Größe der Schleifkontaktfläche kann es sinnvoll sein, anstelle einer einzigen vergleichsweise großen Ausnehmung mehrere kleine Ausnehmungen innerhalb der Schleifkontaktfläche vorzusehen.

Die Ausnehmung kann als zumindest ein Kanal ausgebildet sein, der das Kontaktelement durchdringt und in der Schleifkontaktfläche und in einer von der Schleifkontaktfläche abgewandten Mantelfläche des Kontaktelements j eweils eine Öffnung ausbildet. Der Kanal verbindet dann die Schleifkontaktfläche mit der betreffenden Mantelfläche. Im Gegensatz zu einer Sacklochbohrung wird es durch den Kanal möglich auch das ölartige Fluid durch das Kontaktelement hindurch abzuführen. In dem Kanal kann sich dann Fluid ansammeln und an der Öffnung in der Mantelfläche wieder austreten. So kann verhindert werden, dass bei einer kontinuierlichen Förderung bzw. Bewegung von ölartigen Fluid durch die Welle sich in der Ausnehmung ein Rückstau bildet.

Ein Verhältnis von einem Querschnitt bzw. Durchmesser des Kanals in der Schleifkontaktfläche zu einem Querschnitt bzw. Durchmesser des Kanals in einer Mantelfläche, insbesondere einer Seitenfläche oder einer Rückfläche, des Kontaktelements kann > 1 , 1 sein. Folglich ist der Querschnitt des Kanals in der Schleifkontaktfläche mindestens 10 % größer als der Querschnitt des Kanals in der Mantelfläche. Der Querschnitt in der Schleifkontaktfläche und der Querschnitt in der Mantelfläche können beispielsweise als ein Kreis bzw. Durchmesser ausgebildet sein. Ein Kreis lässt sich besonders einfach durch Bohren ausbilden.

Der Kanal kann in einem Längsschnitt relativ bezogen auf das Kontaktelement kegelförmig mit abgesetzten Durchmessern und/oder mit relativ zueinander längs und/oder quer verlaufenden Kanalabschnitten ausgebildet sein. Folglich kann der Kanal als eine Durchgangsbohrung von der Schleifkontaktfläche zu der Rückfläche verlaufend oder mit einer Querbohrung von der Seitenfläche des Kontaktelements ausgebildet sein, die eine in der Schleifkontaktfläche befindliche Bohrung kreuzt bzw. darin mündet.

Ein Verhältnis von einer Fläche der Ausnehmung innerhalb der Schleifkontaktfläche zu der Schleifkontaktfläche kann > 0,08 betragen. Bei diesem Verhältnis kann sichergestellt werden, das die Schleifkontaktfläche zur Ableitung elektrischer Ströme noch ausreichend groß ist. Gleichzeitig kann über die Ausnehmung ein möglicher Film von ölartigen Fluid merklich reduziert werden. Das Kontaktelement kann mindestens teilweise in einer Führungseinrichtung der Kontaktvorrichtung aufgenommen und verschiebbar sein, wobei das Kontaktelement mit der Führungseinrichtung und/oder einem Halteelement der Maschine elektrisch leitend verbunden sein kann, und wobei das Kontaktelement mittels eines Federelements in Richtung der Rotorkontaktfläche vorgespannt sein kann, wobei die Führungseinrichtung mit einem Statorteil der Maschine elektrisch leitend verbindbar ist.

Das Kontaktelement kann mit der Führungseinrichtung oder einem Halteelement der Maschine mittels einer, vorzugsweise niederohmigen, Litze elektrisch leitend verbunden sein, wobei die Litze an einem Ende vorzugsweise in das Kontaktelement eingepresst oder eingestampft sein kann und am anderen Ende mit der Führungseinrichtung vorzugsweise verschweißt oder verlötet oder gecrimpt sein kann. Die Führungseinrichtung ist vorzugsweise mindestens teilwei se aus einem niederohmigen Material, insbesondere aus Metall, vorzugsweise Aluminium, Aluminiumlegierung, Kupfer und/oder Messing gefertigt.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung ist das Kontaktelement im Wesentlichen aus einer Kohlenstoff-Metall-Mischung, insbesondere aus einer Mischung aus Grafit und einem elektrisch gut leitenden Metall gefertigt, wobei zumindest im Bereich der Schleifkontaktfläche des Kontaktelements vorzugsweise Silber als Metall vorgesehen ist und wobei in einem hinteren Bereich des Kontaktelements vorzugsweise Kupfer als Metall vorgesehen ist, wobei das Kontaktelement im Bereich der Schleifkontaktfläche vorzugsweise frei von Kupfer ist. Der Anteil des Metalls im Kontaktelement beträgt vorzugsweise mindestens 30 Vol . -%. Im Bereich der Schleifkontaktfläche ist das Kontaktelement deshalb vorzugsweise frei von Kupfer, da dieses Metall in Verbindung mit dem Stromdurchgang zu katalyti schen Veränderungen des ölartigen Fluids führen kann, was in Konsequenz die physikalischen Eigenschaften dieses Fluids negativ verändern kann. Aus diesem Grunde ist auch die Welle bzw. der Schleifring der weiter unten näher beschriebenen erfindungsgemäßen Maschine ebenfalls zumindest in dem Bereich, an welchem die Welle bzw. der Schleifring das Kontaktelement kontaktiert, frei von Kupfer bzw. weist nur einen geringen Kupferzusatz auf.

Um einen Systemwiderstand unter allen Betriebszuständen möglichst niedrig zu halten, sollte auch der Widerstand der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung niedrig gewählt sein. Durch die oben beschriebenen Ausführungsformen mit niederohmigen Materialien und einem Kontaktelement aus einer Metall-Kohlenstoff-Mischung kann der Widerstand der gesamten Vorrichtung niedrig gehalten werden. Andererseits wird der Systemwiderstand maßgeblich durch den Spannungsabfall zwischen der Wellenoberfläche und der Schleifkontaktfläche des Kontaktelements beeinflusst. Dieser nimmt den größten Anteil im Gesamtsystem ein. Daher sollte dieser ebenfall s gering gehalten werden. Um dies unter der kontinuierlichen Beölung zu gewährleisten, ist einerseits eine hohe spezifische Anpressung des Kontaktelements an die Welle vorteilhaft. Dieser Wert sollte mindestens 10 N/cm ² gewählt werden. Andererseits sollte es an dem Kontaktelement im Bereich der Schleifkontaktfläche zu keinen elektrochemischen Reaktionen in Verbindung mit dem ölartigen Fluid kommen. Dies wird besonders durch einen Silber-Grafit-Werkstoff in einem über die gesamte Lebensdauer verschleißenden Bereich des Kontaktelements gewährleistet.

Das Kontaktelement kann eine stabförmig ausgebildete Bürste sein, wobei die Schleifkontaktfläche vorzugsweise rechteckig oder quadratisch ausgebildet sein kann. Die genannte Bürste kann durch Formpressen und anschließender thermischer Behandlung gefertigt sein.

Ein Querschnitt des Kontaktelements kann zumindest teilweise konisch, insbesondere bugförmig ausgebildet sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass sich der kegelförmig oder kegelstumpfförmig zulaufende Querschnitt in Richtung entgegen einer Rotationsrichtung bzw. einer Vorzugsrotationsrichtung der Welle oder des Schleifrings erstreckt. Die Bildung einer Auflaufkante für ölartiges Fluid an dem Kontaktelement kann so vermieden werden. Das ölartige Fluid kann entlang von sich dann verjüngend ausgebildeten Mantelflächen des Kontaktelements verdrängt werden, so dass eine Bildung eines Films aus dem ölartigen Fluid auf der Schleifkontaktfläche erschwert ist.

Die erfindungsgemäße Maschine, insbesondere elektrischer Antriebsmotor oder Getriebe, ist mit einem eine Welle und/oder einem Schleifring aufweisenden Rotorteil sowie einer erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung ausgebildet, wobei das Kontaktelement der Kontaktvorrichtung zur Ausbildung eines Schleifkontaktes die Welle oder den Schleifring mit seiner Schleifkontaktfläche kontaktiert. Mit der Maschine werden die bereits oben beschriebenen Vorteile einer verbesserten Kontaktierung der Welle oder des Schleifrings mit dem Kontaktelement bei Vorhandensein eines ölartigen Fluids im Bereich der Schleifkontaktfläche erzielt. Dadurch kann die Kontaktvorrichtung komplett im ölartigen Fluid, insbesondere Motor- oder Getriebeöl gelagert sein. Vorzugsweise i st das ölartige Fluid insbesondere in einem Raum zwischen der Welle oder dem Schleifring und der Führungseinrichtung, welcher durch das Kontaktelement überbrückt wird, vorgesehen. Daher ist es auch denkbar, dass das ölartige Fluid auf die Kontaktvorrichtung, insbesondere das Kontaktelement der Kontaktvorrichtung aufgespritzt, aufgeträufelt oder in Form eines Nebels appliziert wird.

Gemäß einer Ausführungsform der Maschine kann das Kontaktelement eine Umfangsfläche der Welle oder des Schleifrings kontaktieren. Bei dieser Ausführungsform kann das Kontaktelement vorzugsweise gegen die Vorzugsrotationsrichtung der zu kontaktierenden Welle oder des Schleifrings im Querschnitt geometrisch verjüngt sein, um eine Unterdrückung von elektrischen Kontaktverlusten durch ein Aufschwimmen zwischen der Welle oder dem Schleifring und dem Kontaktelement zu erreichen. Weiter kann eine Längsachse des Kontaktelements relativ zu einer Rotationsachse der Welle in einem Abstand verlaufend angeordnet sein. Die Längsachse des Kontaktelements fluchtet dann nicht mit der Rotationsachse der Welle, so dass das Kontaktelement relativ zu der Rotationsachse schräg bzw. quer verlaufend an der Welle bzw. dem Schleifring positioniert ist. Das Kontaktelement kann dann entgegen einer Rotationsrichtung bzw. einer Vorzugsrotationsrichtung der Welle oder des Schleifrings mit einem stumpfen Winkel angeordnet sein, derart, dass auf der Welle oder des Schleifrings befindliches, ölartiges Fluid von einer so durch das Kontaktelement ausgebildeten Schneide von der Welle oder dem Schleifring abgestreift wird. Durch das Abstreifen des Fluids kann ebenfalls eine Bildung eines Schmierfilms auf der Schleifkontaktfläche unterdrückt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Kontaktelement eine Stirnfläche der Welle oder des Schleifrings kontaktieren, wobei das Kontaktelement vorzugsweise im Wesentlichen koaxial zur Welle angeordnet sein kann. Eine derartige Wellenerdung bietet sich zur Vermeidung von Kontaktverlusten bevorzugt an, da der Planschlag der rotierenden Welle meist gering ist. Durch die Positionierung des Kontaktelements nahe dem Rotationspunkt der Welle werden die Umfangsgeschwindigkeiten minimiert und dadurch auch die über die Lebensdauer des Kontaktelements tatsächlich gesehene Laufstrecke enorm reduziert. Davon direkt beeinflusst ist der Verschleiß des Kontaktelements, der meist proportional mit der Laufstrecke korreliert. Durch die Minimierung der Laufstrecke bleibt der Verschleiß des Kontaktelements gering, wodurch in Folge der Kraftverlust des Federelements über die Gesamtverschleißlänge des Kontaktelements ebenfalls nur minimal ausfällt.

Dies ermöglicht beispielsweise den Einsatz einer bereits oben genannten, kostengünstigen Schraubendruckfeder. Außerdem verringert die niedrige Umfangsgeschwindigkeit nahe der Rotationsachse der Welle bzw. des Schleifrings die Gefahr der Bildung eines durchgehenden, elektrisch isolierenden Schmierfilms, wodurch die Anpresskraft niedriger gehalten werden kann, als dies bei hohen Umfangsgeschwindigkeit erforderlich wäre. Ein weiterer Vorteil der stirnseitigen Kontaktierung der Welle bzw. des Schleifrings nahe der Rotationsachse ist die Minimierung des Reibmoments durch den geringen radialen Abstand vom Rotationspunkt. Selbst bei einer sehr großen Reibkraft bleibt das Reibmoment als Produkt von Reibkraft x Laufradius klein. In weiterer Folge bleiben daher auch in Verbindung mit der Winkelgeschwindigkeit (äquivalent zu Drehzahl) die Reibleistungen niedrig und so die Systemverluste klein.

Zumindest in einem den Schleifkontakt umgebenen Raum an der Welle oder dem Schleifring und dem Kontaktelement kann ölartiges Fluid, insbesondere Motor- oder Getriebeöl vorgesehen sein.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen einer Maschine ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Vorrichtungsanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.

Bei der erfindungsgemäßen Verwendung einer Kontaktvorrichtung zur Übertragung elektrischer Ströme aus einem mit einer Welle und/oder einem Schleifring ausgebildeten Rotorteil einer Maschine umfasst die Kontaktvorrichtung ein Kontaktelement zur Ausbildung eines elektrisch leitenden Schleifkontaktes zwischen einer zur Ausbildung des Schleifkontaktes vorgesehenen Schleifkontaktfläche des Kontaktelements und einer Rotorkontaktfläche einer Welle oder dem Schleifring, wobei in der Schleifkontaktfläche eine Ausnehmung ausgebildet ist, wobei das Kontaktelement mindestens teilweise, insbesondere zumindest im Bereich der Schleifkontaktfläche mit einem ölartigen Fluid benetzt wird. Zu den Vorteilen der Verwendung wird auf die Vorteilsbeschreibung der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung verwiesen. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen einer Verwendung ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Vorrichtungsanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche. Weitere Merkmale ergeben sich aus den nachfolgenden Figurenbeschreibungen in Verbindung mit den Zeichnungen und den Unteransprüchen. Hierbei können die einzelnen Merkmale alleine oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.

Die nachfolgenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Welle mit einem Kontaktelement gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine Welle mit einem Kontaktelement gemäß einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 3 eine Welle mit einem Kontaktelement gemäß einer dritten Ausführungsform;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Kontaktelements;

Fig. 5 eine Draufsicht eines Kontaktelements gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 6 eine Längsschnittansicht des Kontaktelements aus Fig. 5;

Fig. 7 eine Längsschnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines Kontaktelements;

Fig. 8 eine Längsschnittansicht einer dritten Ausführungsform eines Kontaktelements;

Fig. 9 eine Längsschnittansicht einer vierten Ausführungsform eines Kontaktelements;

Fig. 10 eine Längsschnittansicht einer fünften Ausführungsform eines Kontaktelements;

Fig. 11 eine Draufsicht einer sechsten Ausführungsform eines Kontaktelements; Fig. 12 eine Draufsicht einer siebten Ausführungsform eines Kontaktelements.

Die Fig. 1 zeigt eine rein schematische Darstellung eines Kontaktelements 10 einer hier nicht weiter dargestellten Kontaktvorrichtung an einer Welle 1 1 einer ebenfalls nicht näher dargestellten Maschine. Die Welle 1 1 ist mit einem ölartigen Fluid, welches ebenfalls nicht ersichtlich ist, benetzt und rotiert in Richtung des Pfeils 12. Das Kontaktelement 10 bildet eine Schleifkontaktfläche 13 aus, und liegt an einer Rotorkontaktfläche 14, die von einer Umfangsfläche 15 der Welle 1 1 ausgebildet wird, an. Die Schleifkontaktfläche 13 und die Rotorkontaktfläche 14 bilden zusammen einen Schleifkontakt 16 zwischen der Welle 1 1 und dem Kontaktelement 10 aus, über den elektrische Ströme von der Welle 1 1 abgeleitet werden können. Innerhalb der Schleifkontaktfläche 13 ist eine Ausnehmung, die hier nicht ersichtlich ist, ausgebildet. Prinzipiell kann bei sämtlichen beschriebenen Ausführungsformen eine Rotorkontaktfläche durch einen Schleifring ausgebildet sein.

Die Fig. 2 zeigt ein Kontaktelement 17, welches an der Welle 1 1 anliegt, wobei eine Längsachse 18 des Kontaktelements 17 relativ zu einer Rotationsachse 19 der Welle 1 1 in einem Abstand A verlaufend angeordnet ist. Insbesondere wird so an dem Kontaktelement 17 eine Schneide 20 ausgebildet, mit der ölartiges Fluid von der Umfangsfläche 15 abgestreift werden kann.

Die Fig. 3 zeigt ein Kontaktelement 21 an einer Welle 22, wobei das Kontaktelement 21 die Welle 22 an einer Axial seite 23 kontaktiert. Das Kontaktelement 21 wei st auch hier eine nicht näher dargestellte Ausnehmung in einer Schleifkontaktfläche 24 auf.

Die Fig. 4 zeigt ein Kontaktelement 25 , welches im Wesentlichen aus einer Kohlenstoff-Metall-Mischung, insbesondere aus einer Mischung aus Graphit und Metall, besteht. In einem vorderen, eine Schleifkontaktfläche 26 aufweisenden Bereich 27 des Kontaktelements 25 ist als ein Metall Silber vorgesehen, wobei in einem hinteren Bereich 28 des Kontaktelements 25 Kupfer als ein Metall vorgesehen ist. An einer Rückfläche 29 des Kontaktelements 25 ist eine Litze 30 an dem Kontaktelement 25 befestigt. Innerhalb der Schleifkontaktfläche 26 ist eine hier nicht näher dargestellte Ausnehmung ausgebildet.

Eine Zusammenschau der Fig. 5 und 6 zeigt ein Kontaktelement 3 1 mit einer Schleifkontaktfläche 32 innerhalb der eine Bohrung 33 ausgebildet ist, die einen Kanal 34, der das Kontaktelement 3 1 durchdringt, ausbildet. Die Bohrung 33 bildet in der Schleifkontaktfläche 32 einen Durchmesser d l aus, der einem Durchmesser d2 an einer Rückfläche 35 des Kontaktelements 3 1 entspricht. Die Bohrung 33 verläuft demnach koaxial durch das Kontaktelement 3 1.

Die Fig. 7 zeigt ein Kontaktelement 36 bei dem ein Kanal 37 konisch ausgebildet ist. Ein Durchmesser d l in einer Schleifkontaktfläche 38 ist im Verhältnis zu einem Durchmesser d2 in einer Rückfläche 35 des Kontaktelements 36 größer ausgebildet.

Die Fig. 8 zeigt ein Kontaktelement 40 mit einem Kanal 41 , der aus einer ersten Bohrung 42 und einer zweiten Bohrung 43 ausgebildet ist. Die erste Bohrung 42 weist dabei einem vergleichswei se kleineren Durchmesser d2 als die zweite Bohrung 43 mit den Durchmesser d l auf.

Die Fig. 9 zeigt ein Kontaktelement 44 mit einer Sacklochbohrung 45 in einer Schleifkontaktfläche 46. In einer Seitenfläche 47 des Kontaktelements 44 i st eine weitere Sacklochbohrung 48 ausgebildet, die die Sacklochbohrung 45 quert. Über einen so ausgebildeten Kanal 49 ist eine Abführung von ölartigen Fluid zu der Seitenfläche 47 hin möglich. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn eine Rückfläche 50 des Kontaktelements 44 aus baulichen Gründen nicht mit einer Öffnung versehen werden kann. Die Fig. 10 zeigt ein Kontaktelement 5 1 mit einer Durchgangsbohrung 52, die zwei Seitenflächen 53 des Kontaktelements 51 verbindet. In einer Schleifkontaktfläche 54 sind zwei Sacklochbohrungen 55 ausgebildet, die beide in die Durchgangsbohrung 52 münden. So werden zwei Kanäle 56 ausgebildet.

Die Fig. 11 zeigt ein Kontaktelement 57 mit einer Bohrung 58 in einer Schleifkontaktfläche 59, wobei hier parallele Seitenflächen 60 abschnittsweise mit einer Schräge 61 konisch, bezogen auf einen Querschnitt 62 des Kontaktelements 57, ausgebildet sind. Bei einer Anströ- mung der Schleifkontaktfläche 59 mit ölartigem Fluid kann dieses zumindest teilweise im Bereich der Schrägen 61 entlang der Seitenflächen 60 verdrängt werden.

Die Fig. 12 zeigt ein Kontaktelement 63 , bei dem in einer Schleifkontaktfläche 64 zwei Bohrungen 65 ausgebildet sind. Die beiden Bohrungen 65 liegen relativ zu einer Bewegungsrichtung einer hier nicht dargestellten Welle auf einer Querachse 66 der Schleifkontaktfläche 64.