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Reibungsfreie Vorrichtung zur Übertragung von Erregerstrom auf eine rotierende Wicklung
Die Erfindung bezieht sich auf eine reibungsfreie Vorrichtung zur Übertragung von Erregerstrom auf eine rotierende Wicklung, insbesondere die Erregerspule einer elektromagnetischen Kupplung mit Hilfe wenigstens eines Wälzlagers.
Es ist eine Vorrichtung zur Übertragung von Erregerstrom auf eine rotierende Wicklung mit Hilfe we- nigstens eines Wälzlagers bekanntgeworden. Soll nun die Masse nicht zur Strom führung herangezogen, d. h. die Wicklung zweipolig an die Zuführungen angeschlossen werden, so müssen zwei gegeneinander und gegen Masse isoliert angeordnete Wälzlager vorgesehen sein. Diese Wälzlager können entweder an einer
Seite des Rotors nebeneinander oder einzeln beidseitig des Rotors angeordnet sein. In beiden Fallen macht sich die lange Baulänge der Maschine nachteilig bemerkbar. Bei nebeneinander angeordneten Lagern ist es weiters ein Nachteil, dass der Wicklungsanschluss von dem Ring des einen Lagers unter dem Ring des an- dem Lagers z. B. mit Hilfe einer die Achse schwächenden Nut durchgeführt werden muss.
Ist jedoch an je- der Seite des Rotors je ein Wälzlager zur Stromzuführung vorgesehen, so resultiert daraus ausser der bereits angeführten langen Baulänge der Maschine auch wenigstens für eines der Lager eine längere Strom- zuführung. Als nachteilig wird weiters empfunden, dass bei Unterbrechung der Spulenzuführung in Unkenntnis des Unterbrechungsortes die Maschine beidseitig geöffnet werden muss.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine reibungsfreie Vorrichtung zur Übertragung von Erregerstrom auf eine rotierende Wicklung, welche die oberwähnten Nachteile dadurch behebt, dass zwei konzentrisch zueinander angeordnete Wälzlager vorgesehen und deren feststehende Laufringe an eine Speisungsquelle sowie deren drehbaren Laufringe an die rotierende Spule angeschlossen sind. Es kann hiebei zur Verbesserung des Kontaktes zwischen den Wälzkörpern und den Laufringen eine axiale Kraft aufgebracht sein, welche eine relative Verschiebung der feststehenden Laufringe gegenüber den sich drehenden Laufringen in axialer Richtung hervorruft.
Es besteht weiters die Möglichkeit, dass die axiale Kraft bloss auf den äussersten und den innersten Laufring der beiden konzentrisch zueinander angeordneten Wälzlager aufgebracht wird und die beiden mittleren Laufringe unverschiebbar gegeneinander festgelegt sind. Vorteilhaft ist es, wenn die beiden mittleren Laufringe mit Hilfe eines isolierenden Ringgliedes an einer Isolierscheibe gelagert sind, welche gegen Verdrehung gesichert ist.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform dargestellt, an Hand derer die Erfindung im folgenden näher beschrieben ist. Es zeigt Fig. 1 eine mit einer erfindungsgemässen Übertragungsvorrichtung ausgestattete Kupplung in Seitenansicht, teilweise im Schnitt nach Linie I-I der Fig. 2, Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in Seitenansicht mit teilweise weggebrochenen Teilen und Fig. 3 einen Teilschnitt nach Linie UI-III der Fig. 2.
In den Fig. 1 und 2 ist eine Kupplung gezeigt, bei welcher ein eine Erregerwicklung 13enthaltender Magnetkörper 10 mit Hilfe eines Keiles 12 mit einer Welle 11 auf Drehung gekuppelt ist. In der eingerückten Kupplungsstellung steht eine axiale Zahnung 15 an dem Magnetkörper 10 mit einer Zahnung 16 an einer Ankerplatte 17 in Eingriff, die ihrerseits an einem durch ein Getrieberad 18 dargestellten angetriebenen Glied befestigt ist. Ein Zwischenring 20 ist durch Schrumpfen oder eine andere feste Anbringung auf dem Magnetkörper 10 befestigt, kann aber auch mit dem Magnetkörper 10 aus einem Stück bestehen.
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Der Zwischenring 20 ist besonders dann zweckmässig, wenn der Magnetkörper 10 einen Teil einer Kupplung darstellt, die ursprünglich mit einer Schulter 21 zur Aufnahme eines oder mehrerer Schleifringe versehen war. Ein ringförmiger Trägerteil 22 aus nicht leitendem Material, beispielsweise einem giessbaren Harz, ist an dem Magnetkörper 10 mittels Kopfschraube 23 befestigt, die in den Zwischenring 20 eingeschraubt sind und einen Aussenring 25 aus nicht leitendem Material tragen. Die Teile 22 und 25 laufen infolgedessen mit dem Magnetkörper 10 um.
Die Vorrichtung enthält ferner feststehende Teile mit einer ringförmigen Scheibe 30 aus nicht leitendem Material, die einen radial vorstehenden gabelartigen Halterteil 31 besitzt und ein Ringglied 33 aus nicht leitendem Material, welches an der Isolierscheibe 30 mittels Schrauben 34 befestigt ist und im Querschnitt eine T-Form mit radialen Flanschen 35 und 36 aufweist (Fig. 3). Der Halterteil 31 ist mit einem Schlitz 37 versehen. Dieser Schlitz umgreift einen Stift 38, der von einem feststehenden Teil beispielsweise dem Gehäuse, vorsteht, wodurch die Isolierscheibe 30 gegen Verdrehung gesichert ist.
Die Vorrichtung umfasst ferner ein Paar Wälzlager, die konzentrisch an dem Trägerteil 22 angeordnet sind. Das innere Lager enthält einen inneren und äusseren Laufring 40 bzw. 41 und Kugeln 42 und ist an einen zylindrischen Führungsteil 44 des Trägerteils 22 angeordnet, wobei sich die innere axiale Kante des Laufringes 40 gegen eine Schulter 45 desselben abstützt. Der äussere Laufring 41 ist zwischen der Isolierscheibe 30 und dem Flansch 35 des Ringgliedes 33 festgeklemmt.
Das äussere Lager enthält in gleicher Weise innere und äussere Laufringe 50 bzw. 51 sowie Kugeln 52.
Die innere axiale Kante des inneren Laufringes 50 stützt sich gegen den radial vorstehenden Flansch 36 des Ringgliedes 33 ab. Der äussere Laufring 51 dieses Lagers wird durch einen radial nach innen ragenden Flansch 55 des Aussenringes 25 gehalten. Infolge dieser Anordnung sind die Laufringe 41 und 50 gegeneinander und gegenüber den feststehenden Teilen isoliert festgehalten, wogegen die andern Laufringe 40, 51 sich frei mit dem Magnetkörper 10 drehen können.
Die elektrischen Leitungen 60 und 61 sind zu der Kupplung durch den radial vorstehenden Halterteil 31 der feststehenden Isolierscheibe 30 geführt. Die Zuleitung 60 ist bei der Fig. l mit dem feststehenden äusseren Laufring 41 des inneren Lagers und der umlaufende innere Laufring 40 dieses Lagers ist bei 62 mit dem einen Ende der Magnetspule 13 verbunden. Die andere Zuleitung 61 ist in ähnlicher Weise mit dem feststehenden inneren Laufring 50 des äusseren Lagers und der umlaufende äussere Laufring 51 dieses Lagers bei 63 mit dem ändern Ende der Magnetspule 13 verbunden. Um das Herstellen dieser Verbindungen zu erleichtern und sie ferner nach der Herstellung zu schützen, ist der Magnetkörper bei 64 und das Ringglied 33 geschlitzt, wobei es zweckmässig ist, den Schlitz 65 (Fig. 2) des Ringgliedes mit kleinerer lichter Weite auszuführen.
Nachdem die Verbindungen hergestellt worden sind, werden diese Schlitze mit einem
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Erfindung wichtig, dass besonders die elektrische Verbindung zwischen den entsprechenden Laufringen eines jeden Lagers durch ihre Kugeln 42 und 52 aufrechterhalten wird. Gemäss der Erfindung ist deshalb Vorsorge getroffen, dass auf die beiden Laufringe eines jeden Lagers einander entgegengesetzt gerichtete axiale Druckbelastungen aufgebracht werden. Aus Fig. 3, welche die Teile mit den Kopfschrauben 23 in loser Verbindung zeigt, ist ersichtlich, dass ein Zwischenraum 67 zwischen Ring 25 und Trägerteil 22 vorhanden ist, der durch die spezielle Ausbildung der Schulter 45 sowie der Flansche 36, 35 und 55 bestimmt ist.
Die innere Fläche der Isolierscheibe 30 ist radial ausgenommen, so dass ein Zwischenraum 68 zwischen dieser Scheibe 30 und dem Laufring 40 des inneren Wälzlagers gebildet wird. Der Zwischenraum 68, der grösser ist als der Betrag einer möglichen Durchbiegung in den Wälzlagern wird durch die Ausbildung des Ringgliedes 33, des Trägerteils 22 und des Führungsteiles 44 desselben gewonnen. Es muss dafür Sorge getragen werden, dass ein genauer und gleicher Zwischenraum 68 sichergestellt wird, um keinen axialen Druck auf das Laufringglied 40 auszuüben, der darüber hinaus noch die Abdichtungseigenschaften der Isolierscheibe 30 schädlich beeinflussen kann.
Wenn die Kopfschrauben 23 angezogen werden, um den Aussenring 25 gegen den Trägerteil 22 wie bei Fig. l zu bringen, werden die Teile, insbesondere der Aussenring 25, das Ringglied 33 und die Wälzlager derart beansprucht, dass die gewünschte axiale Druckbelastung auf den äusseren Laufring eines jeden Lagers in bezug auf den entsprechenden inneren Laufring ausgeübt wird.
Die Belastung der Laufringe kann im einzelnen wie folgt gekennzeichnet werdent Das Anziehen der Kopfschrauben 23 drückt den Aussenring 25gegen den Trägerteil 22und schliesst im wesentlichen den Zwischenraum, 67. Die axiale Verschiebung des Aussenringes 25 übt durch den Flansch 55 eine axiale Druckbelastung auf den äusseren Laufring 51 des äusseren Wälzlagers aus, die ihrerseits durch die Kugeln 52 auf den inneren Laufring 50 und von dort auf den Flansch 36 des Ringgliedes 33 übertragen wird. Durch den Druck auf das Ringglied 33 wird dieses gegen den Trägerteil 22 bewegt und nimmt dabei einen Teil des Zwischenraumes 67 in einer Grösse auf, die im wesentlichen gleich der den Lagern innewohnenden möglichen Ver-
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schiebung ist.
Die axiale Bewegung des Ringgliedes 33 wird auf die Isolierscheibe 30 infolge ihrer Verbindung mit dem Ring 33 durch die Schrauben 34 übertragen. Dadurch stützt sich der Teil der Fläche der Isolierscheibe 30, der nahe der Ausnehmung 68 liegt, unter Druck gegen den äusseren Laufring 41 des inneren Wälzlagers ab. Der auf den Laufring 41 ausgeübte axiale Druck wird durch die Kugeln 42 auf den inneren Laufring 40 übertragen, der an der Schulter 45 abgestützt ist. Infolge dieser Ausbildung werden die Kugeln 42 und 52 ständig in dem gewünschten Ausmasse an die Laufringe angedrückt und hiedurch der benötigte Kontaktdruck aufrechterhalten.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist nicht speziell auf die dargestellte elektromagnetische Kupplung beschränkt. sondern sie ist auf die verschiedensten Ausführungsformen von elektromagnetischen Kupplungen sowie auch auf andere elektrische Vorrichtungen anwendbar, bei denen Strom auf rotierende Teile übertragen werden soll.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Reibungsfreie Vorrichtung zur Übertragung von Erregerstrom auf eine rotierende Wicklung, insbesondere die Erregerspule einer elektromagnetischen Kupplung mit Hilfe wenigstens eines Wälzlagers, dadurch gekennzeichnet, dass zwei konzentrisch zueinander angeordnete Wälzlager vorgesehen und deren feststehende Laufringe an eine Speisungsquelle sowie deren drehbaren Laufringe an die rotierende Spule angeschlossen sind.