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Title:
ELECTRIC MACHINE AND SLIP RING ELEMENT FOR AN ELECTRIC MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/124945
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is an electric machine comprising a stator (1, 1') and a rotor (2) which is mounted in two bearing (3, 3') so as to be rotatable about the longitudinal axis (4, 4') thereof and is provided with a rotor winding (5, 5'). A slip ring element (7, 7') encompassing two slip rings (10, 10'; 11, 11') and a support member (8, 8') that is made of insulating material and is provided with a rotor shaft pin bore (9, 9') is disposed on a rotor shaft pin (6, 6') which protrudes from one of the bearings (3, 3'). Said slip rings are provided with connections (12, 12'; 13, 13') which protrude from the support member of the slip ring on the face of the slip ring element located near the bearing while being joined to the rotor winding (5, 5'). A prefabricated, graded spacing ring (21, 21') which bridges the axial gap (22, 22') between two adjacent slip rings and extends at least in part into the radial gap (23, 23') between one slip ring (10, 10') and the connection (13, 13') of the other slip ring (11, 11') is embedded into the support member.

Inventors:
BIZJAK FRANC (SI)
Application Number:
PCT/EP2005/006335
Publication Date:
December 29, 2005
Filing Date:
June 14, 2005
Export Citation:
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Assignee:
ASCOM D O O (SI)
BIZJAK FRANC (SI)
International Classes:
H01R39/14; H01R39/08; (IPC1-7): H01R39/14
Foreign References:
FR2710464A11995-03-31
FR2549648A11985-01-25
EP1337013A22003-08-20
US4684179A1987-08-04
US6437475B12002-08-20
US5486732A1996-01-23
US5459364A1995-10-17
US4645962A1987-02-24
Attorney, Agent or Firm:
GRÄTTINGER & PARTNER (Postfach 16 55, Starnberg, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Elektrische Maschine mit einem Stator (1, 1') und ei¬ nem Rotor (2) , welcher in zwei Lagern (3, 3') um seine Längsachse (4, 4') drehbar gelagert ist und eine Ro¬ torwicklung (5, 5') aufweist, wobei auf einem über ei¬ nes der Lager (3, 3') vorstehenden Rotorwellenzapfen (6, 6') ein Schleifringelement (7, 71) angeordnet ist, welches einen aus isolierendem Material gefertigten Trägerkörper (8, 8') mit einer Rotorwellenzapfenboh¬ rung (9, 91) und zwei Schleifringe (10, 10'; 11, 11') umfaßt, die aus der lagernahen Stirnseite des Schleif ringelements aus dessen Trägerkörper herausragende, mit der Rotorwicklung (5, 5') verbundene Anschlüsse (12, 12'; 13, 13') aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Trägerkörper ein vorgefertigter, gestuft ausgeführter Distanzring (21, 21') eingebettet ist, der den Axialspalt (22, 22') zwischen jeweils zwei einander benachbarten Schleifringen überbrückt und sich zumindest teilweise in den Radialspalt (23, 23') zwischen dem einem Schleifring (10, 10') und dem An¬ schluß (13, 13') des anderen Schleifrings (11, 11') hinein erstreckt .
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (8, 8') und der Distanzring (21, 21') des Schleifringelements (7, 7') aus dem selben Material bestehen.
3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Radialspalt (23 ') zwischen dem einen Schleif¬ ring (10 ') und dem Anschluß (13') des anderen Schleif¬ rings (H') auf mindestens 60% der axialen Höhe des betreffenden Schleifrings mit dem Distanzring (21') ausgefüllt ist.
4. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzring (21, 21') des Schleifringelements (7, 7') ein Mittelteil (28) und zwei hülsenförmige An¬ sätze (29, 30) mit reduziertem Außendurchmesser auf¬ weist, wobei die beiden Schleifringe (10, 10'; 11, 11') außen an den hülsenförmigen Ansätzen anliegen.
5. Elektrische Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jener hülsenförmige Ansatz (29) , der sich zumin¬ dest teilweise in den Radialspalt (23, 23') zwischen dem einem Schleifring (10, 10') und dem Anschluß (13, 13') des anderen Schleifrings (11, 11') hinein er¬ streckt, im Bereich des betreffenden Anschlusses eine axiale Verlängerung (31) aufweist.
6. Elektrische Maschine nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jener hülsenförmige Ansatz (30) , der sich nicht in den Radialspalt (23, 23') zwischen dem einem Schleif¬ ring (10, 10') und dem Anschluß (13, 13') des anderen Schleifrings (11, 11') hinein erstreckt, eine Ausspa¬ rung (32) für den Anschluß (13, 13' des diesem Ansatz zugeordneten Schleifringes (11, 11') aufweist.
7. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzring (21, 21') des Schleifringelements an seiner radialen Innenseite (33) eine Tasche (34) zur Aufnahme des radial unterhalb eines Schleifrings (10, 10 ') hindurchgeführten Anschlusses (13, 13') des benachbarten Schleifringes (11, 11') aufweist.
8. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifringelement bei zwei Schleifringen (10, 10'; 11, 11') einen achsensymmetrisch ausgeführten Di¬ stanzring (21, 21') aufweist.
9. Elektrische Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (8) des Schleifringelements (7) an seiner lagernahen Stirnseite (14) im Bereich der Anschlüsse (12, 13) Vertiefungen (16) aufweist, die zur Aufnahme der äußersten Enden (17) der Leiter (18) der Rotorwicklung (5) geeignet sind.
10. Elektrische Maschine nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß abisolierte Endbereiche der Rotorwicklung (5) in die Enden (15) der Anschlüsse (12, 13) der Schleifrin¬ ge (10, 11) mechanisch einklemmbar sind.
11. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Trägerkörper (8') des Schleifringelements (7') Isolationsstege angeformt sind, welche unter dem benachbarten Rotorlager (3 ' ) hindurchgeführt sind, wo¬ bei jeweils entfernt von den Schleifringen (10', 11') Anschlußverlängerungen (26, 27) , welche in den Isola¬ tionsstegen aufgenommen sind, mit einstückig mit den Schleifringen hergestellten Anschlußabschnitten (24, 25) verbunden sind.
12. Elektrische Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußverlängerungen (26, 27) mit den zuge¬ ordneten Anschlußabschnitten (24, 25) mittels Ultra¬ schall verschweißt sind.
13. Elektrische Maschine nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußverlängerungen (26, 27) mit Ausnahme von endseitigen Anschlußfahnen vollständig in die Iso¬ lationsstege eingebettet sind.
14. Schleifringelement (7, 7') für eine einen Stator (1, 1') und einen Rotor (2) umfassende elektrische Maschi¬ ne, deren Rotor eine Rotorwicklung (5, 51) aufweist und in zwei Lagern (3, 3') um seine Längsachse (4, 41) drehbar gelagert ist, wobei das Schleifringelement ei¬ nen aus isolierendem Material gefertigten Trägerkörper (8, 8') mit einer Rotorwellenbohrung (9, 9') und min¬ destens zwei Schleifringe (10, 10' ; 11, 11') umfaßt, die in der gleichen Richtung aus dem Trägerkδrper des Schleifringelements herausragende, mit der Rotorwick¬ lung (5, 5') verbindbare Anschlüsse (12, 12'; 13, 13') aufweisen, und wobei ferner in den Trägerkörper minde¬ stens ein vorgefertigter, gestuft ausgeführter Di¬ stanzring (21, 21') eingebettet ist, der den Axialspalt (22, 22') zwischen jeweils zwei einander benachbarten Schleifringen überbrückt, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzring (21, 21') sich zumindest teilweise in den Radialspalt (23, 23') zwischen einem Schleif¬ ring (10, 10') und dem Anschluß (13, 13') des benach¬ barten Schleifrings (11, 11') hinein erstreckt.
Description:
Elektrische Maschine sowie Schleifringelement für eine elektrische Maschine

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Ma¬ schine mit einem Stator und einem Rotor, welcher in zwei Lagern um seine Längsachse drehbar gelagert ist und eine Rotorwicklung aufweist, wobei auf einem über eines der Lager vorstehenden Rotorwellenzapfen ein Schleifringele¬ ment angeordnet ist, welches einen aus isolierendem Mate¬ rial gefertigten Trägerkörper mit einer Rotorwellen¬ zapfenbohrung und zwei Schleifringe umfaßt, die aus der lagernahen Stirnseite des Schleifringelements aus dessen Trägerkörper herausragende, mit der Rotorwicklung verbun¬ dene Anschlüsse aufweisen. Des weiteren betrifft die vor¬ liegende Erfindung ein Schleifringelement für eine elektrische Maschine.

Bei einer solchen elektrischen Maschine, wie sie in ver¬ schiedenen Ausführungen hinlänglich bekannt ist, kann es sich beispielsweise um die Lichtmaschine eines Kraftfahr¬ zeugs handeln. Über das Schleifringelement wird dabei der in der Rotorwicklung induzierte Strom in die elektrische Anlage des Kraftfahrzeugs eingespeist.

Bei einer ersten Art bekannter elektrischer Maschinen, bei denen das Schleifringelement auf einem über eines der Lager der Rotorwelle vorstehenden Rotorwellenzapfen mon¬ tiert ist, sind Endabschnitte der Rotorwicklung durch Bohrungen, welche den Trägerkörper des Schleifringele¬ ments axial durchdringen, hindurchgeführt sind und an der lagerfernen Stirnseite des Schleifringelements mit den dort aus dem Trägerkörper herausragenden Anschlüssen der Schleifringe elektrisch leitend verbunden sind (vgl. US 6437475 Bl) . Dies gestattet die Herstellung der elektri- sehen Verbindung zwischen den Enden der Rotorwicklung und den Anschlüssen der Schleifringe an der frei zugänglichen Stirnseite des Schleifringelements . Dies gilt unabhängig davon, ob die beiden Schleifringe zunächst ein gemeinsa¬ mes Bauteil bilden und erst nach dem Spritzen des Träger¬ körpers elektrisch getrennt werden, insbesondere durch Nutdrehen, oder aber von Anbeginn zwei getrennte Bauteile sind. Die aus der US 6437475 Bl bekannte Gestaltung und Anordnung des Schleifringelements erweist sich insoweit als günstig, als sich das Schleifringelement erst zum Abschluß der Fertigung der ansonsten vorgefertigten elek¬ trischen Maschine montieren und auch mit lediglich mini¬ malem Aufwand ersetzen läßt. Indessen ist bei diesem bekannten Schleifringelement von Nachteil, daß die Schleifringe - wegen der Durchtrittsbohrungen für die Rotorwicklung durch den Trägerkörper - häufig unerwünscht große radiale Außenabmessungen aufweisen. Ferner ist die Montage wegen des Hindurchfädelns der Endabschnitte der Rotorwicklung durch die genannten axialen Durchgangsboh¬ rungen aufwendig und störanfällig.

Bei einer zweiten Art bekannter elektrischer Maschinen, die dem einleitend angegebenen, gattungsgemäßen Stand der Technik entsprechen, sind an den Trägerkörper des Schleifringelements an dessen dem Rotorlager zugewandter Stirnseite Isolationsstege angeformt, die in entsprechen¬ den Nuten der Rotorwelle unter dem benachbarten Rotorwel¬ lenlager hindurchgeführt sind und in denen die Anschlüsse der Schleifringe oder zugeordnete Anschlußverlängerungen verlaufen. Typischerweise sind die Isolationsstege zur Aussteifung der Struktur an ihren von dem Schleifringele¬ ment abgewandten Enden über einen einstückig mit dem Trä¬ gerkörper des Schleifringelements und den Isolations¬ stegen gespritzten Isolationsring miteinander verbunden. Die Anschlüsse bzw. den Anschlußverlängerungen enden da¬ bei häufig im Bereich des Isolationsringes, wo eine Ver¬ bindung mit der Rotorwicklung erfolgt. Bei diesem Stand der Technik, wie er beispielsweise in den US 5459364 A, US 5486732 A, US 5521450 A und EP 1337013 A2 dokumentiert ist, ist die eingeschränkte Kurzschlußsicherheit der ent¬ sprechend ausgestatteten elektrischen Maschinen von Nach¬ teil; denn bei der Fertigung dieser Schleifringelemente kann der unter dem ersten Schleifring hindurchgeführte Anschluß des zweiten Schleifringes während des Spritzens des Trägerkörpers des Schleifringelements und der daran angeformten Isolationsstege unter der Einwirkung des zä¬ hen, mit hoher Geschwindigkeit in die Form eingespritzten Preßstoffes verformt werden und in eine gefährliche Nähe zu oder gar in Kontakt mit dem ersten Schleifring gera¬ ten.

Ferner sind im Zusammenhang mit deren Anordnung innerhalb des benachbarten Rotorlagers verschiedene Schleifringele¬ mente bekannt geworden (vgl. US 4645962 A und US 4684179 A) . Gemäß der US 4684179 A ist dabei ein in den Träger¬ körper des Schleifringelements eingebettetes Distanzele¬ ment aus isolierendem Material vorgesehen, welches den axialen Abstand zweier vorgefertigter Schleifringe wäh¬ rend des Formens des Trägerkörpers sicherstellt. Das Di¬ stanzelement stellt dabei gleichzeitig eine Montagehilfe dar, indem die beiden Schleifringe auf hülsenförmige An¬ sätze aufgesteckt werden und die so gebildete Einheit zur Herstellung des Trägerkörpers in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt wird. Der Radialspalt zwischen dem einem Schleifring und dem radial innen von diesem verlaufenden Anschluß des anderen Schleifrings wird, um dort einen Isolierabschnitt zu bilden, bei der Herstellung des Trä¬ gerkörpers mit Trägerkörpermasse ausgespritzt. Zu diesem Zweck weist das Distanzelement eine sich über seine axia¬ le Länge erstreckende, schlitzförmige Öffnung auf, oder es ist zumindest im Bereich des Radialspalts zwischen dem einem Schleifring und dem Anschluß des anderen Schleif¬ rings eingeschnitten. Nachteilig bei diesem bekannten Schleifringelement ist wiederum die eingeschränkte Kurz¬ schlußsicherheit .

Im Hinblick auf den vorstehend dargelegten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstig herstellbares und trotz ge¬ ringer radialer Außenabmessungen der Schleifringe beson¬ ders kurzschlußsicheres Schleifringelement für eine elektrische Maschine sowie eine elektrische Maschine mit solchen Schleifringelement bereitzustellen. Besonders wünschenswert wäre dabei, wenn im Falle einer Verbindung der Rotorwicklung mit den Anschlüssen des Schleifringele- ments außerhalb des benachbarten Rotorlagers zugleich die Montage des Schleifringelements an dem vorgefertigten Rotor und die Kontaktierung der Schleifringe mit der Ro¬ torwicklung erleichtert würde.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen elektrischen Maschine dadurch ge¬ löst, daß in den Trägerkörper des Schleifringelements ein vorgefertigter, gestuft ausgeführter Distanzring einge¬ bettet ist, der den Axialspalt zwischen jeweils zwei ein¬ ander benachbarten Schleifringen überbrückt und sich zumindest teilweise in den Radialspalt zwischen dem einem Schleifring und dem Anschluß des anderen Schleifrings hinein erstreckt. Das bei erfindungsgemäßen elektrischen Maschinen eingesetzte Schleifringelement läßt sich unter Verwendung vorgefertigter, von Anfang an getrennter Schleifringe herstellen, die von beiden Seiten her auf den Distanzring aufgesetzt werden, bevor die entsprechen¬ de Einheit aus den beiden Schleifringen und dem Distanz¬ ring in ein Spritzgießwerkzeug eingesetzt wird, in welchem der Trägerkörper des Schleifringelements und ggfs. die daran angeformten Isolationsstege gespritzt werden. Einer nachträglichen Bearbeitung eines Schleif¬ ringelement-Rohlings insbesondere durch Nutdrehen bedarf es somit in diesem Falle nicht. Dies ist vorteilhaft für eine kostengünstige Herstellung des Schleifringelements . Indem der Distanzring des Schleifringelements gestuft ausgeführt ist und sich zumindest teilweise in den Radi¬ alspalt zwischen dem einen Schleifring und dem Anschluß des anderen Schleifrings hinein erstreckt, wird eine gute Fixierung des Anschlusses des zweiten Schleifrings er¬ reicht, so daß dieser Anschluß sich beim Spritzen des Trägerkörpers nicht dergestalt radial nach außen verfor¬ men kann, daß ein Kurzschluß oder eine gefährliche Nähe zu dem benachbarten Schleifring entsteht . In Anwendung der vorliegenden Erfindung wird, mit anderen Worten, ge¬ genüber dem Stand der Technik nach der US 4684179 A die Kurzschlußsicherheit erhöht, indem sich der Distanzring zumindest teilweise in den Radialspalt zwischen dem einem Schleifring und dem Anschluß des anderen Schleifrings hinein erstreckt und auf diese Weise einen Kontakt sowie bereits eine unzulässige Nähe zwischen den beiden genann¬ ten Teilen insbesondere auch während des Spritzens des Trägerkörpers, bei dem der Preßstoff mit hoher Geschwin¬ digkeit in die Form eingespritzt wird, wirksam unterbin¬ det.

Der Distanzring besteht besonders bevorzugt aus demselben Material wie der übrige Trägerkörper des Schleifringele¬ ments; dies ist im Hinblick auf eine gute Verbindung des Distanzrings mit dem gespritzten Trägerkörper und somit eine hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit günstig. Zwingend ist dies indessen nicht. Vielmehr kann der Di¬ stanzring auch aus einem anderen geeigneten isolierendem Material bestehen.

Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfin¬ dung weist der Distanzring ein Mittelteil und zwei hül- senförmige Ansätze mit reduziertem Durchmesser auf, wobei die beiden dem Distanzring zugeordneten Schleifringe au¬ ßen an den hülsenförmigen Ansätzen anliegen. Dabei ist es besonders günstig, wenn jener hülsenförmige Ansatz, der sich zumindest teilweise in den Radialspalt zwischen dem einem Schleifring und dem Anschluß des anderen Schleif¬ rings hinein erstreckt, im Bereich des betreffenden An¬ schlusses eine axiale Verlängerung aufweist. Hierdurch ergibt sich eine optimale Wirkung des Distanzringes im Hinblick auf die Kurzschlußsicherheit, ohne daß die feste Verbindung des Schleifringes mit dem Trägerkörper darun¬ ter leidet. Die betreffende axiale Verlängerung ist be¬ vorzugt so bemessen, daß der Radialspalt zwischen dem einen Schleifring und dem Anschluß des anderen Schleif¬ rings auf mindestens 60%, besser noch auf mindestens 70% der axialen Höhe des betreffenden Schleifrings mit dem Distanzring ausgefüllt ist .

Eine andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeich¬ net sich dadurch aus, daß jener hülsenförmige Ansatz, der sich nicht in den Radialspalt zwischen dem einem Schleif¬ ring und dem Anschluß des anderen Schleifrings hinein erstreckt, eine Aussparung für den Anschluß des diesem Ansatz zugeordneten Schleifringes aufweist. Besonders bevorzugt schließt sich an jene Aussparung eine an der radialen Innenseite des Distanzrings angeordnete Tasche zur Aufnahme des radial unterhalb des einen Schleifrings hindurchgeführten Anschlusses des anderen Schleifringes an. Eine solche Tasche unterstützt die Abstützung und Fixierung des betreffenden Anschlusses während des Sprit- zens des Trägerkörpers sowohl in radialer wie auch in Umfangsrichtung.

Gemäß einer abermals anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß bei einer zwei Schleif¬ ringe aufweisenden Schleifringeinheit der Distanzring achsensymmetrisch ausgeführt ist. Die vorstehend erläu¬ terten Verlängerungen, Ausschnitte und Taschen sind in diesem Falle, sofern überhaupt vorgesehen, doppelt vor¬ handen, nämlich jeweils in einander diametral gegenüber¬ liegender Anordnung. Dies vereinfacht das Zusammenfügen des Distanzringes und den beiden Schleifringe zu einer vormontierten Einheit, so daß dieser Schritt ohne weite¬ res automatisiert und somit besonders kostengünstig durchgeführt werden kann.

Die vorliegende Erfindung eignet sich in besonderer Weise für Anwendungsfälle, in denen die Rotorwicklung unter dem zu dem Schleifringelement benachbarten Rotorlager hin¬ durchgeführt und außerhalb des betreffenden Rotorlagers mit den - an der lagernahen Stirnseite des Schleifring¬ elements aus dem Trägerkörper herausragenden - Anschlüs¬ sen des Schleifringelements verbunden wird. Bevorzugt weist dabei der Trägerkörper des Schleifringelements an seiner lagernahen Stirnseite im Bereich der Anschlüsse Vertiefungen auf, die die äußersten Enden der Rotorwick¬ lung aufnehmen. Solche Vertiefungen, die insbesondere radial außen unmittelbar benachbart zu den Anschlüssen der Schleifringe ausgeführt sein können, unterstützen die lagerichtige Positionierung der Enden der Rotorwicklung bei der Montage des Schleifringelements; sie erleichtern auf diese Weise die Montage des Schleifringelements und tragen zu einer besonders zuverlässigen elektrischen Ver¬ bindung der Anschlüsse der Schleifringe mit der Rotor¬ wicklung bei.

Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der vorste¬ hend erläuterten Ausführungsform der der Erfindung sind abisolierte Endbereiche der Rotorwicklung in die An¬ schlüsse der Schleifringe mechanisch eingeklemmt. Hierzu sind die Anschlüsse der Schleifringe bevorzugt zunächst endseitig V-förmig ausgeführt, wobei die V-förmig ausge¬ führten Enden der Anschlüsse der Schleifringe dabei be¬ sonders bevorzugt radial nach außen hin geöffnet sind. Nach dem Einlegen der durch Abisolieren der Endabschnitte der Rotorwicklung freigelegten Leiter in die V-förmigen Enden der Anschlüsse werden diese zu einer beidseitigen innigen Anlage an dem Leiter der Rotorwicklung zusammen¬ gedrückt. Das Zusammendrücken kann dabei mittels Elektro¬ den erfolgen, so daß zugleich mit der mechanischen Verformung der Enden die Anschlüsse ein Verschweißen der Leiter der Rotorwicklung mit den Anschlüssen durch Wider¬ standsschweißen erfolgt. Auch dies ist günstig insbeson¬ dere im Hinblick auf eine einfache Montage des Schleifringelements und die Herstellung einer zuverlässi¬ gen elektrischen Verbindung zwischen der Rotorwicklung und den Schleifringen. Andere geeignete Verfahren, die Leiter der Rotorwicklung mit den Anschlüssen der Schleif¬ ringe zu verbinden, schließen das Löten oder das Laser- Schweißen ein.

Die vorliegende Erfindung ist indessen nicht auf solche Anwendungsfälle beschränkt, in denen die Rotorwicklung unter dem zu dem Schleifringelement benachbarten Rotorla¬ ger hindurchgeführt wird. Die vorstehend erläuterten be- sonderen Vorteile der Erfindung ergeben sich nämlich auch dann, wenn an den Trägerkörper des Schleifringelements Isolationsstege angeformt sind, welche unter dem benach¬ barten Rotorlager hindurchgeführt und in denen die aus dem Trägerkörper des Schleifringelements heraustretenden Anschlüsse bzw. zugeordnete Anschlußverlängerungen aufge¬ nommen sind. Eine solche Gestaltung, bei der die Rotor¬ wicklung innerhalb des betreffenden Rotorlagers mit den Anschlüssen des Schleifringelements bzw. zugeordneten Anschlußverlängerungen verbunden ist, hat den Vorteil, daß die Verbindungen der Rotorwicklung mit den Anschlüs¬ sen des Schleifringelements nahe den Spulen der Rotor¬ wicklung und im wesentlichen auf deren Durchmesser erfolgen können.

Besonders vorteilhaft ist in diesem Fall, wenn jeweils entfernt von den Schleifringen Anschlußverlängerungen, welche in den Isolationsstegen aufgenommen sind, mit ein¬ stückig mit den Schleifringen hergestellten Anschlußab¬ schnitten verbunden sind. Die Anschlußverlängerungen bestehen zweckmäßigerweise, ebenso wie die Schleifringe mit den daran angeformten Anschlußabschnitten, aus Kupfer und sind aus einem entsprechenden Blech ausgeschnitten. Die Verbindung der Anschlußverlängerungen mit den zuge¬ ordneten Anschlußabschnitten erfolgt dabei bevorzugt über jeweils eine Ultraschallverschweißung. Durch die Anord¬ nung der entsprechenden Verbindungsstellen entfernt von den Schleifringen werden diese nicht hinsichtlich ihrer Härte durch die beim Schweißvorgang entstehende Wärme negativ beeinflußt.

Gerade bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen, bei denen nicht die Rotorwicklung unter dem zu dem Schleifringelement benachbarten Rotorlager hindurchge- führt wird, erweist sich die weiter oben erläuterte Fi¬ xierung und Abstützung jenes Anschlusses, der unter dem anderen Schleifring hindurchgeführt ist, durch den sich in den entsprechenden Radialspalt hinein erstreckenden Distanzring als besonders vorteilhaft. Denn durch diese wirksame Abstützung braucht selbst ein langer Anschluß bzw. eine lange Anschlußverlängerung in der zum Spritzen des Trägerkörpers verwendeten Form lediglich an seinem (ihren) - ohnehin blanken - Ende abgestützt zu werden. Zwischen diesem Ende und der Verbindung des betreffenden Anschlusses mit dem zugeordneten Schleifring wird keine zusätzliche Abstützung benötigt. Infolgedessen können Anschlüsse bzw. Anschlußverlängerungen mit Ausnahme ihrer Enden vollständig mit jener Preßmasse, aus denen der Trä¬ gerkörper des Schleifringelements und die daran angeform¬ ten Isolationsstege gefertigt sind, umspritzt sein. Dies reduziert das bei bekannten Schleifringelementen mit ei¬ nem ähnlichen Aufbau bestehende Problem von Spannungs- durchbrüchen und Kriechströmen im Lichtmaschinenbetrieb im Bereich zusätzlicher Abstützungen der Anschlußverlän¬ gerungen.

Soweit die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von Schleifringelementen mit (lediglich) zwei Schleifringen erläutert wird, ist dem keine dahingehende Beschränkung zu entnehmen. Vielmehr umfaßt die vorliegende Erfindung in gleicher Weise elektrische Maschinen, deren Schleif¬ ringelemente mehr als zwei Schleifringe aufweisen. Im übrigen lassen sich die vorstehend erläuterten Vorteile der vorliegenden Erfindung erkennbar in gleicher Weise auch bei solchen elektrischen Maschinen nutzen, bei denen das Schleifringelement innerhalb der beiden Rotorlager angeordnet ist . Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand zweier in der Zeichnung veranschaulichter bevorzugter Ausfüh¬ rungsbeispiele näher erläutert . Dabei zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch den Endabschnitt des Ro¬ tors einer ersten Ausführungsform einer elektri¬ schen Maschine nach der Erfindung bei noch nicht endgültig fertiggestellter Verbindung der Rotor¬ wicklung mit den Schleifringen, Fig. 2 einen Radialschnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Axialschnitt durch den Endabschnitt des Ro- t-ors einer zweiten Ausführungsform einer elektri¬ schen Maschine nach der Erfindung und Fig. 4 in perspektivischer, vergrößerter Ansicht den zur Herstellung des Schleifringelements nach Fig. 3 verwendeten Distanzringes.

Die in den Figuren 1 und 2 lediglich in dem hier interes¬ sierenden Bereich dargestellte elektrische Maschine um¬ faßt einen Stator 1 und einen Rotor 2. Der Rotor 2 ist in zwei Lagern 3 um seine Längsachse 4 drehbar gelagert . Er weist eine Rotorwicklung 5 auf.

Auf einem über eines der Lager 3 vorstehenden Rotorwel¬ lenzapfen 6 ist ein Schleifringelement 7 angeordnet. Die¬ ses umfaßt einen aus isolierendem Material gefertigten Trägerkörper 8 mit einer Rotorwellenzapfenbohrung 9 und zwei Schleifringe, nämlich einen lagernahen Schleifring 10 und einen lagerfernen Schleifring 11. Jeder der Schleifringe 10 und 11 weist einen innen von dem eigent¬ lichen Ring abzweigenden, mit der Rotorwicklung 5 verbun¬ denen Anschluß 12 bzw. 13 auf. Die an die Schleifringe angeformten Anschlüsse 12 und 13 sind in dem Trägerkörper 8 zu der lagernahen Stirnseite 14 des Schleifringelements 7 geführt und ragen aus der lagernahen Stirnseite 14 des Schleifringelements heraus. Die Enden 15 der Anschlüsse 12 und 13 sind in dem darge¬ stellten Fertigungsstand V-förmig ausgeführt mit einer radial nach außen geöffneten V-Form.

Radial außen benachbart zu den Anschlüssen 12 und 13 weist der Trägerkörper 8 des Schleifringelements 7 an seiner lagernahen Stirnseite 14 zwei Vertiefungen 16 auf, die die äußersten Enden 17 der durch Abisolieren freige¬ legten Leiter 18 der Rotorwicklung 5 aufnehmen. Die frei¬ gelegten Leiter 18 der Rotorwicklung liegen im übrigen jeweils im Grund der V-förmigen Enden des 15 des zugeord¬ neten Anschlusses 12 bzw. 13. Das Zusammendrücken der Enden 15 der Anschlüsse 12 und 13 mittels jeweils zweier einander gegenüberstehender Elektroden 19 und 20 führt zu einem mechanischen Verformen jener Enden 15, durch wel¬ ches die Leiter 18 mechanisch mit den Anschlüssen ver¬ klemmt werden, sowie zu einem Verschweißen der Leiter mit den Anschlüssen durch Widerstandsschweißung.

In den Trägerkörper 8 ist ein vorgefertigter Distanzring 21 eingebettet, der den Axialspalt 22 zwischen den beiden Schleifringen 10 und 11 überbrückt. Der Distanzring 21 ist gestuft ausgeführt, so daß er nicht nur stirnseitig an den beiden Schleifringen 10 und 11 anliegt, sondern auch teilweise an deren radial innerer Umfangsflache. So erstreckt sich der Distanzring 21 insbesondere auch teil¬ weise in den Radialspalt 23 zwischen dem lagernahen Schleifring 10 und dem Anschluß 13 des lagerfernen Schleifrings 11 hinein. Bei der Ausführungsform nach den Figuren 3 und 4 umfassen die Anschlüsse 12 ' und 13 ' des auf dem Rotorwellenzapfen 6' angeordneten Schleifringelements 7' jeweils einen ein¬ stückig mit dem zugeordneten Schleifring 10' bzw. 11' hergestellten Anschlußabschnitt 24 bzw. 25 und eine mit diesem entfernt von den Schleifringen verschweißte An¬ schlußverlängerung 26 bzw. 27. Die Anschlußverlängerungen 26 und 27 sind unter dem Rotorlager 3' hindurchgeführt, so daß die Rotorwicklung 5 ' innerhalb des betreffenden Rotorlagers 3 ' mit den Anschlüssen 12 ' und 13 ' des Schleifringelements 7' verbunden ist. An den Trägerkörper 8' des Schleifringelements 7' sind an dessen lagerseiti- ger Stirnseite zwei Isolationsstege 36 und 37 angeformt, die in Axialnuten der Rotorwelle unter dem Innenring des Rotorlagers 3 ' hindurchgeführt und in denen die Anschlu߬ verlängerungen 26 und 27 aufgenommen sind. Endseitig sind die Isolationsstege 36 und 37 über einen einstückig mit dem Trägerkörper 8 ' des Schleifringelements 7 ' und den Isolationsstegen gespritzten Isolationsring 38 miteinan¬ der verbunden. Die Anschlußverlängerungen 26 und 27 enden im Bereich des Isolationsringes 38 mit freien Anschlu߬ fahnen 39, an denen eine Verbindung mit der Rotorwicklung 5' erfolgt.

Zwischen ihrer Anschlußfahne 39 und dem Übergang des zu¬ geordneten Anschlußanschnitts in den betreffenden Schleifring sind die Anschlüsse 12 ' und 13 ' vollständig in jene Preßmasse, aus der Trägerkörper 8' und die.Isola¬ tionsstege 36 und 37 gespritzt sind, eingebettet.

Der in Fig. 4 im Detail veranschaulichte Distanzring 21' weist ein Mittelteil 28 und zwei hülsenförmige Ansätze 29 und 30 mit reduziertem Durchmesser auf. Jeder der beiden Schleifringe 10 ' und 11 ' liegt außen an einem der hülsen- förmigen Ansätze an. Der hülsenförmige Ansatz 29, der sich in den Radialspalt 23 ' zwischen dem links darge¬ stellten Schleifring 10 ' und dem Anschlußabschnitt 25 des rechts dargestellten Schleifrings 11' hinein erstreckt, weist im Bereich des betreffenden Anschlußabschnitts 25 und diesem diametral gegenüber jeweils eine axiale Ver¬ längerung 31 auf. Die axiale Verlängerung 31 ist so be¬ messen, daß der Radialspalt 23 ' zwischen dem Schleifring 10' und dem Anschlußabschnitt 25 auf etwa 75% der axialen Höhe des Schleifrings 10' mit dem Distanzring 21' ausge¬ füllt ist.

Der gegenüberliegende hülsenförmige Ansatz 30 weist, zu den Verlängerungen 31 ausgerichtet, zwei Aussparungen 32 auf, die für den Durchtritt des Anschlußabschnitts 25 des diesem Ansatz 30 zugeordneten Schleifringes 11' in das Innere des Distanzringes 21' geeignet sind. An jede der Aussparungen 32 schließt sich eine an der radialen Innen¬ seite 33 des Distanzrings 21' angeordnete Tasche 34 in Form einer nutartigen Vertiefung 35 an, die zur Aufnahme des radial unterhalb des Schleifrings 10 ' hindurchgeführ¬ ten Anschlußabschnitts 25 des Schleifringes 11' geeignet ist.

Im übrigen gelten für das in den Figuren 3 und 4 veran¬ schaulichte Schleifringelement die vorstehenden Erläute¬ rungen der Figuren 1 und 2, so daß zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Ausführungen ver¬ wiesen wird.