接地裝置製造方法
2023-11-11 07:54:12 1
專利名稱:接地裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種接地裝置，其用於在電動機中避免由轉子引起的軸承電流，其包括可導電的環形元件，所述環形元件具有設置在其上的止動器件，纖維束固定在所述止動器件上，靜態負荷能夠通過纖維束導出到至少一個導出元件上，其中這些纖維束相對於與環形元件的軸向中間線垂直的徑向平面和/或軸向平面以傾斜的角度位置固定，並且具有從環形元件的止動器件上突出的長度，所述長度大於延伸越過環形元件或環形元件的止動器件和導出元件之間的徑向間距所需的長度。
【專利說明】接地裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種接地裝置，其用於在電動機中避免由轉子引起的軸承電流， 其包括可導電的環形元件，所述環形元件具有設置在其上面的止動器件，纖維束固定在所 述止動器件上，靜態負荷能夠通過纖維束導出至導出元件上，因此軸承電流不會抵達軸承。
【背景技術】
[0002] 由現有技術已知，在電動機中在轉子中通過感應引起的且通過轉子軸傳導的電壓 對軸承具有損壞性影響（"軸承電流"）。一旦通過感應引起的電壓克服了軸承潤滑劑的阻 力，它們就通過軸承放電並且損壞了球的運行軌道，其形式是熔化凹穴、腐蝕和形態損壞。 這首先引起了軸承噪音，並且會引起過早的全部損壞。
[0003] 為了實現監控，在現有技術中已建議了一種解決主案，即轉子軸在電方面完全隔 離。在此，這些轉子軸在軸承區域中具有平臺，它們藉助塑料擠壓包封。此外應用由電絕緣 的層壓板構成的間隔墊圈，以防止轉子中的壓入的軸和軸承之間的直接接觸（在轉子側和 定子側）。
[0004] 塑料擠壓包封的缺點是它尤其在加熱時容易蠕變或下沉，長期看來不是堅固的系 統。此外，應用還受到限制，因為它例如不適用於驅動馬達，驅動馬達由於轉速的提高和額 外的徑向力會在擠壓包封上施加波動的負載。另一缺點是，擠壓包封不僅是電絕緣的，而且 是熱絕緣的。這又會不期望導致軸承溫度的升高。在此主要涉及到轉子側的軸承，因為它 經歷了最高的負載且大多安放在定子襯套的端部上。在這種布局中，熱量僅僅通過已由繞 組加熱的定子套筒排出。
[0005] 用於避免軸承電流的另一可能性是應用混合球軸承，其中瓷球阻止了電傳導。但 這一點的成本非常高。
[0006] 例如在專利文獻EP1460885B1和EP523086B1中描述了用於導出負荷的裝置的其 它背景信息和實施例，據此環形元件藉助剛毛作用在軸上，以便通過軸來導出靜態負荷。 實用新型內容
[0007] 在此背景下，本實用新型的目的是，改善已知的解決方案的效果並且提供成本低 廉的裝置，藉助所述裝置能夠在電動機中這樣導出與轉子有關的靜態負荷，即它們不是作 為軸承電流通過或經由轉子軸的這個或這些軸承流動。
[0008] 此目的通過如下的特徵組合得以實現。在此設置有接地裝置，其包括可導電的環 形元件，所述環形元件具有設置在其上的止動器件，纖維束固定在所述止動器件上，靜態負 荷能夠通過纖維束導出到至少一個導出元件上，其中這些纖維束相對於與環形元件的軸向 中間線垂直的平面（徑向平面）和/或軸向平面以傾斜的角度位置固定，並且具有從環形 元件的止動器件上突出的長度，所述長度大於延伸越過環形元件或環形元件的止動器件和 導出元件之間的徑向間距所需的長度。
[0009] 接地裝置在電動機中優選作為環形元件應用在定子襯套和軸承之間，因此由轉子 引起的負荷通過定子襯套直接通過軸承排出，但它們不會抵達軸承。在此，具有環形元件的 接地裝置這樣構成，即它的電阻小於軸承的電阻。環形元件的材料厚度優選選擇得儘量薄， 因為無需花費大的力氣就能輕易地使之成型，同時還由於材料費用低而成本低廉。但所述 材料厚度也必須設計得如此之厚，即環形元件能夠通過所述材料橫截面可靠地導出軸承電 流。因此按本實用新型，環形元件的厚度是0. 2mm-5mm，尤其是0. 應用由黃銅或 青銅構成的衝壓的金屬片，作為環形元件的材料。因此，所述接地裝置能夠成本非常低廉地 製成。
[0010] 通過把接地裝置構成為導電的金屬的環形元件能夠降低成本，通過把纖維束朝導 出元件的傾斜角度位置以及從環形元件上突出的纖維束部段的過長結合起來，能夠更好地 且更耐用地導出靜態負荷。按本實用新型，相對於一個或兩個垂直的平面朝環形元件的軸 向中間線實現纖維束的傾斜角度位置，也就是說，纖維束單一地甚至優選雙重（在兩個方 向上）傾斜地設置在環形元件上。
[0011] 在本實用新型的有利的實施方式中規定，所述接地裝置的特徵在於，纖維束相對 於環形元件的徑向平面以5° -45° (尤其5° -30°，更優選10° -25° )的角度α固定， 作為第一斜度。
[0012] 在本實用新型的另一有利的實施方式中規定，所述接地裝置的特徵在於，纖維束 相對於環形元件的軸向平面以5° -15°的角度β固定，作為第二斜度。
[0013] 在纖維束和轉子軸之間產生了氣密和液密的連接，其具有通過傾斜的角度位置產 生的非常小的接觸阻力。同樣，纖維束在原本所需的長度上的延長（以便接觸導出元件） 實現了更好的接觸，但不會提高磨損。已證實為尤其有利的實施方式是，纖維束的從環形元 件上突出的長度比環形元件朝導出元件的徑向間距大5% -15% (優選10% )。
[0014] 此外本實用新型的還有利的實施方式是，接塊在環形元件上在徑向方向上延伸， 所述接塊分別設置有夾板作為止動器件，纖維束夾在這些夾板上。原則上，本實用新型的包 括環形元件的實施方式，其具有徑向朝內或徑向朝外的接塊和纖維束。在具有徑向朝內的 接塊和纖維束的解決方案中，旋轉的轉子軸作為導出元件和觸點用於纖維束。在具有徑向 朝外的接塊和纖維束的解決方案中，定子襯套為導出元件和觸點用於纖維束，其中環形元 件固定在轉子軸上並且與之一起旋轉。
[0015] 在接地裝置的特殊實施例中規定，在每個夾板上分別設置有隆起，所述隆起將纖 維束劃分為第一和第二纖維束。分開的第一和第二纖維束因此相互分開地延伸，並且分別 可與旋轉方向無關地將軸承電流導出到至少一個導出元件。劃分為兩個纖維束實際上可 "包圍"著轉子軸的上側，並且是穩固的接觸，與轉子軸的旋轉方向無關。
[0016] 此外，對纖維束來說有利的實施方式是，它們由不同材料的纖維構成，並且至少包 括碳纖維和金屬或塑料纖維。為了提高自潤滑，還可額外地含有石墨纖維。
[0017] 為了擴大頂靠面並且改善接觸，纖維束在實施方案中具有橢圓形的橫截面。纖維 束在夾板中有利地這樣定向，即橢圓形的較寬邊緣部段指向圓周方向並因此貼靠在導出元 件上。
[0018] 在本實用新型的另一有利的實施例中，接地裝置額外地具有固定在環形元件上的 彈簧盤，因此環形元件和彈簧盤構成為用於安裝的結構單元。彈簧盤通過焊點或集成在環 形元件上的夾子進行固定。彈簧盤設計成波紋形式是有利的，其中它有利地貼靠在環形元 件的反覆出現的波谷上並且固定在所述處。對於安裝來說有利的是，彈簧盤的尺寸基本上 相當於環形元件的尺寸。
[0019] 為了實現更好的安裝性，在一些安裝情況下還有利的是，環形元件構成為敞開的 環，並且在其圓周上具有開口。那麼按本實用新型規定，這些開口可通過連接器件封閉。作 為連接器件，可設置T-槽方案或燕尾嚙合。
[0020] 最後還有利的是，環形元件在圓周方向上具有反覆出現的壓印，所述壓印提供彈 簧功能，以便在安裝狀態下持久地即使在溫度變換時在相鄰構件（大多是定子襯套）的頂 靠面和軸承的頂靠面之間實現軸向拉緊。
[0021] 本實用新型提供一種接地裝置，其用於在電動機中避免由轉子引起的軸承電流， 其包括可導電的環形元件，所述環形元件具有設置在其上的止動器件，纖維束固定在所述 止動器件上，靜態負荷能夠通過纖維束導出到至少一個導出元件上，其特徵在於，這些纖維 束相對於與環形元件的軸向中間線垂直的平面和/或軸向平面以傾斜的角度位置固定，並 且具有從環形元件的止動器件上突出的長度，所述長度大於延伸越過環形元件和導出元件 之間的徑向間距所需的長度。
[0022] 優選地，纖維束相對於環形元件的徑向平面以5° -45°的角度α固定。
[0023] 優選地，纖維束相對於環形元件的徑向平面以5° -30°的角度α固定。
[0024] 優選地，纖維束相對於環形元件的軸向平面以5° -15°的角度β固定。
[0025] 優選地，纖維束的從環形元件上突出的長度比環形元件朝導出元件的徑向間距大 5% -15%。
[0026] 優選地，纖維束的從環形元件上突出的長度比環形元件朝導出元件的徑向間距大 10%。
[0027] 優選地，在環形元件上沿徑向方向延伸的接塊分別設置有夾板作為止動器件，纖 維束夾在所述止動器件上。
[0028] 優選地，在各夾板上分別設置有隆起，所述隆起將纖維束劃分為第一和第二纖維 束，所述第一和第二纖維束由此相互分開地延伸並且分別可使軸承電流與旋轉方向無關地 導出到至少一個導出元件。
[0029] 優選地，纖維束由不同材料的纖維構成，並且至少包含碳纖維和金屬或塑料纖維 和/或石墨纖維。
[0030] 優選地，纖維束在橫截面中具有橢圓形形狀。
[0031] 優選地，彈簧盤固定在環形元件上，因此環形元件和彈簧盤構成為用於安裝的結 構單元。
[0032] 優選地，彈簧盤構成為波紋狀，並且固定在環形元件的反覆出現的波谷上。
[0033] 優選地，彈簧盤的尺寸相當於環形元件的尺寸。
[0034] 優選地，環形元件具有0· 的厚度。
[0035] 優選地，環形元件具有0· 的厚度。
[0036] 優選地，環形元件是由黃銅或青銅衝壓而成的金屬片。
[0037] 優選地，環形元件構成為敞開的環，其在圓周上具有開口，其中所述開口可通過連 接器件封閉。
[0038] 優選地，環形元件在圓周方向上具有反覆出現的壓印，所述壓印提供了彈簧功能。
[0039] 本實用新型用於在電動機中避免由轉子引起的軸承電流，能夠在電動機中導出與 轉子有關的靜態負荷，因此軸承電流不會抵達軸承，避免對軸承的損壞。
【附圖說明】
[0040] 下面結合本實用新型的優選實施方式的描述藉助附圖進行詳細闡述。其中：
[0041] 圖1示出了接地裝置的透視圖；
[0042] 圖2在示意性的側視圖中示出了轉子軸上的接地裝置，其作為導出元件具有纖維 束的第一角度位置；
[0043] 圖3在示意性的前視圖中示出了轉子軸上的接地裝置，其作為導出元件具有纖維 束的第二角度位置；
[0044] 圖4示出了具有彈簧盤的接地裝置的透視圖；
[0045] 圖5在示例性的局部剖面圖中示出了安裝狀態下的接地裝置；
[0046] 圖6示出了接地裝置的環形元件的夾板的構造；
[0047] 圖7示出了接地裝置的實施例，其具有按圖6的夾板的實施方式；以及
[0048] 圖8在透視圖中示出了接地裝置的環形元件的備選的實施方式。
[0049] 這些附圖都是示例性且示意性的。相同的參考標記在所有視圖中都表示相同的部 件。
【具體實施方式】
[0050] 在圖1中示出了接地裝置1的透視圖。所述接地裝置包括導電的金屬環形元件2 和三個在圓周方向上構成為一體的止動器件3,它們構成為具有夾板6的接塊7。這些接塊 7傾斜地延伸，即軸向或徑向地朝內延伸，並且在其徑向內側上具有一體化設置在其上的夾 板6。止動器件3的數量也可增加，並且確定在導出能力不夠用的程度。在每個夾板6中， 纖維束4通過成本低廉的壓接來固定。壓印21在圓周方向上設置在環形元件2上，這些壓 印提供彈簧功能並且在安裝狀態下確保持久的軸向的拉緊，如同在圖5中示例性示出的一 樣。
[0051] 圖2在側視圖中示出了在轉子軸5上的接地裝置1，其作為導出元件具有纖維束4 的第一傾斜的角度位置（角度α)以及纖維長度，所述纖維長度大於延伸越過環形元件和 導出元件5之間的徑向間距所需的長度。
[0052] 在此所示的數值定義為：
[0053] Ll =纖維束的長度，其相對於環形元件2的徑向平面R具有傾斜的角度位置
[0054] Lsl =長度Ll+纖維束額外延長了與長度V相同的長度
[0055] Z =環形元件2與導出元件5的徑向間距
[0056] D =轉子軸5的直徑
[0057] Dl =轉子軸5的直徑+環形元件⑵朝導出元件5的徑向間距
[0058] 纖維束4相對於環形元件2的徑向平面R的優選傾斜的角度位置在α = 5° -45°的角度範圍內，還優選在5° -30°的角度範圍內，並且通過止動器件3的傾斜位 置來實現。在所示的實施方式中，所述角度位置是25°，其中α在夾板6的邊緣部段上測 得。為了延伸越過止動器件3的環形元件2或夾板6和轉子軸5之間的間距，在接塊7和 夾板6筆直定向時纖維長度Z是必要的（在按圖2和3的傾斜定向時纖維長度LI是必要 的），但纖維束4的長度擴大到長度Lsl或Ls2,以確保確點朝轉子軸5的預應力。
[0059] 圖3示出了轉子軸5上的接地裝置1的示意性前視圖，其具有纖維束4的第二傾 斜的角度位置。在此所示的數值定義為：
[0060] L2 =纖維束的長度，其相對於環形元件2的軸向平面A具有傾斜的角度位置 [0061] Ls2 =長度L2+纖維束額外延長了與長度V相同的長度
[0062] 纖維束4相對於環形元件2的軸向平面以5° -15°的角度β定向地分別固定在 夾板6上，其中通過夾板6實現了傾斜位置。在所示的實施方式中，角度β選擇為12°，其 中β是在夾板6的邊緣部段上測得。
[0063] 單個的數值根據下面的大綱計算出來：
[0064]
【權利要求】
1. 一種接地裝置，其用於在電動機中避免由轉子引起的軸承電流，其包括可導電的環 形元件（2)，所述環形元件具有設置在其上的止動器件（3)，纖維束（4)固定在所述止動器 件上，靜態負荷能夠通過纖維束導出到至少一個導出元件（5)上，其特徵在於，這些纖維束 (4)相對於與環形元件⑵的軸向中間線（M)垂直的平面（R)和/或軸向平面（A)以傾斜 的角度位置固定，並且具有從環形元件（2)的止動器件（3)上突出的長度，所述長度大於延 伸越過環形元件（2)和導出元件（5)之間的徑向間距所需的長度。2. 如權利要求1所述的接地裝置，其特徵在於，纖維束⑷相對於環形元件⑵的徑向 平面（R)以5° -45°的角度a固定。3. 如權利要求2所述的接地裝置，其特徵在於，纖維束⑷相對於環形元件⑵的徑向 平面（R)以5° -30°的角度a固定。4. 如權利要求1至3中任一項所述的接地裝置，其特徵在於，纖維束（4)相對於環形元 件（2)的軸向平面（A)以5° -15°的角度P固定。5. 如權利要求1至3中任一項所述的接地裝置，其特徵在於，纖維束（4)的從環形元件 (2)上突出的長度（LI)比環形元件⑵朝導出元件（5)的徑向間距大5% -15%。6. 如權利要求5所述的接地裝置，其特徵在於，纖維束（4)的從環形元件（2)上突出的 長度（LI)比環形元件⑵朝導出元件（5)的徑向間距大10%。7. 如權利要求1至3中任一項所述的接地裝置，其特徵在於，在環形元件（2)上沿徑向 方向延伸的接塊（7)分別設置有夾板（6)作為止動器件（3)，纖維束（4)夾在所述止動器件 上。8. 如權利要求7所述的接地裝置，其特徵在於，在各夾板（6)上分別設置有隆起（9)， 所述隆起將纖維束（4)劃分為第一和第二纖維束（4)，所述第一和第二纖維束由此相互分 開地延伸並且分別可使軸承電流與旋轉方向無關地導出到至少一個導出元件。9. 如權利要求1至3中任一項所述的接地裝置，其特徵在於，纖維束（4)由不同材料的 纖維構成，並且至少包含碳纖維和金屬或塑料纖維和/或石墨纖維。10. 如權利要求1至3中任一項所述的接地裝置，其特徵在於，纖維束（4)在橫截面中 具有橢圓形形狀。11. 如權利要求1至3中任一項所述的接地裝置，其特徵在於，彈簧盤（8)固定在環形 元件（2)上，因此環形元件（2)和彈簧盤（8)構成為用於安裝的結構單元。12. 如權利要求11所述的接地裝置，其特徵在於，彈簧盤（8)構成為波紋狀，並且固定 在環形元件（2)的反覆出現的波谷上。13. 如權利要求11所述的接地裝置，其特徵在於，彈簧盤（8)的尺寸相當於環形元件 (2)的尺寸。14. 如權利要求1至3中任一項所述的接地裝置，其特徵在於，環形元件（2)具有 0. 2mm-5mm 的厚度。15. 如權利要求14所述的接地裝置，其特徵在於，環形元件（2)具有0. 的厚 度。16. 如權利要求1至3中任一項所述的接地裝置，其特徵在於，環形元件⑵是由黃銅 或青銅衝壓而成的金屬片。17. 如權利要求1至3中任一項所述的接地裝置，其特徵在於，環形元件（2)構成為敞 開的環，其在圓周上具有開口，其中所述開口可通過連接器件封閉。18.如權利要求1至3中任一項所述的接地裝置，其特徵在於，環形元件（2)在圓周方 向上具有反覆出現的壓印（21)，所述壓印提供了彈簧功能。
【文檔編號】H02K11-00GK204304711SQ201420773416
【發明者】M·斯特姆, W·斯特羅貝爾 [申請人]依必安派特穆爾芬根有限兩合公司