DE19912027B4 - Kontaktiereinrichtung für Rotoren - Google Patents

Abstract

Kontaktiereinrichtung für Rotoren, bei der mindestens ein Kontaktelement mittels eines in Richtung auf die Rotorachse wirkenden Federpakets (9) eines Verstellmechanismus lösbar mit einer Kollektorfläche (1) des Rotors in Kontakt bringbar ist, wobei der Verstellmechanismus einen auf einem Grundträger (2) senkrecht zur Rotorachse verschieblich gelagerten Halteabschnitt (4) aufweist, an dem das Kontaktelement angebracht ist, und zum Herstellen der Kontaktierung der Halteabschnitt (4) zusammen mit dem Kontaktelement in Richtung auf die Rotorachse mittels des Federpakets (9) verschoben wird und zum Freigeben der Kontaktierung der Halteabschnitt (4) mit dem Kontaktelement entgegen der Federkraft des Federpakets (9) in Richtung von der Rotorachse weg verschoben wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kontaktelement als Kontaktleiste (3) ausgebildet ist und
dass der Verstellmechanismus zum Verschieben der Kontaktleiste (3) entgegen der Federkraft des Federpakets (9) eine Pneumatik- und/oder Hydraulikeinheit (8) aufweist.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktiereinrichtung für Rotoren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
• Eine derartige Kontaktiereinrichtung für Rotoren ist in der DE 16 38 374 A offenbart. Hierbei geht es darum, die Abnutzung von Bürsten eines Motors, der wahlweise als Asynchronmotor oder als Reihenschlussmotor betrieben werden kann, möglichst gering zu halten. Hierzu werden die Kontaktelemente in Form der Bürsten des Reihenschlussmotors vom Kollektor abgehoben, solange der Doppelmotor als Asynchronmotor betrieben wird. Der Verstellmechanismus der Bürsten weist hierzu einen elektromagnetisch betätigten Abhebemechanismus auf, wozu die Bürsten mit ihrem vom Kollektor abgewandten Ende jeweils in einem Hohlkörper aus ferromagnetischem Material befestigt und der Bürstenkörper teilweise von einer Magnetspule umgeben ist. Zum Andrücken der Bürsten dient eine vorgespannte Feder. Soll die Bürste abgehoben werden, so wird eine entsprechende Spannung an die Magnetspule gelegt und der Magnetkörper durch das sich bildende Magnetfeld in das Innere der Spule gezogen.
• Eine weitere Kontaktiereinrichtung ist in der DE 12 62 424 A angegeben. Bei dieser Kontaktiereinrichtung werden ebenfalls Bürsten als Kontaktierungselemente mittels Federn auf der Oberfläche des Kollektors angedrückt. Eine Vielzahl von Bürsten sind längs des Kollektors angeordnet, wobei es ebenfalls um die Kontaktierung einer rotierenden Maschine geht. Das Wesen dieser Kontaktiereinrichtung besteht in der Verschwenkbarkeit einer Abhebestange, an der die Bürsten angekoppelt sind. Dadurch soll ohne große Verstellungen ein Versetzen der Bürste möglich sein (vgl. Spalte 1, Zeilen 47 bis 51). Das Abheben der Bürsten geschieht mittels eines Hubmagneten über ein an einer zweiten Schubstange gehaltenes Gestänge.
• Auch bei anderen Kontaktiereinrichtungen sind Federn zum Andrücken der Bürsten vorgesehen, während unterschiedliche Abhebemechanismen u.a. mit relativ aufwändigen Hebeln und Gestängen ausgeführt sind. So zeigt die DE 12 47 461 B zum Abheben der Kontaktierungsbürsten einen Stellmotor, der über ein Ritzel und eine Zahnstange mit der Bürste gekoppelt ist.
• Die DE 25 10 431 A1 zeigt einen Verstellmechanismus zum Abheben und Senken mit einer Stellscheibe, die an ihrem Umfang Ausnehmungen aufweist und die über Rollen auf Schleifkontakte einwirkt.
• In der CH 420 360 A ist allgemein eine Bürstenbrücke für elektrische Gleichstrommaschinen gezeigt.
• Diese bekannten Verstellmechanismen, die für rotierende Maschinen ausgelegt sind, sind mit den Kontaktelementen auch für die bei rotierenden Maschinen erforderliche möglichst geringe Strombelastung ausgelegt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktiereinrichtung bereit zu stellen, mit der eine sichere Kontaktgabe an der Kollektorfläche im Bereich einzelner Lamellen für große Ströme bei stillstehendem Rotor ermöglicht wird.
• Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
• Durch das Federpaket, das je nach Anordnung als Druck- oder Zugfeder ausgebildet sein kann, werden die Kontaktelemente in Form der Kontaktleisten stets sicher und eindeutig mit der entsprechenden Kollektorfläche in Berührung gebracht, so dass der Stromfluss über die Kontaktstelle zuverlässig gewährleistet ist. Auch bei Ausfall der Energiezufuhr zu der Pneumatik- und/oder Hydraulikeinheit bleibt die Kontaktgabe aufrecht erhalten, so dass Gefährdungen oder Beschädigungen vermieden werden und die Kontaktiereinrichtung insbesondere bei Rundtisch-Anlagen zur Anwendung kOmmen kann.
• Die sichere und eindeutige Kontaktierung wird dadurch vereinfacht und unterstützt, dass zur Zentrierung einer Rotorwelle bezüglich der Kontaktleisten eine mit der Kontaktiereinrichtung verbundene, auf die Welle aufschiebbare Führungsbüchse vorgesehen ist.
• Für die Anordnung der Bauteilegruppen der Kontaktiereinrichtung ist vorteilhaft vorgesehen, dass der Grundträger plattenförmig ausgebildet und bei senkrecht hängendem Rotor horizontal ausgerichtet ist, dass das Federpaket und/oder die Pneumatik-/Hydraulikeinheit oberhalb des Grundträgers angeordnet sind und dass die Kontaktleiste unterhalb des Grundträgers angeordnet ist.
• Der Aufbau des Verstellmechanismus ist dadurch einfach, dass das Federpaket und die Pneumatik-/Hydraulikeinheit mittels eines in einer zur Rotorachse senkrechten Richtung verschieblichen Verbindungsstückes miteinander gekoppelt sind.
• Zu einem einfachen, gut funktionierenden Aufbau tragen weiterhin die Merkmale bei, dass der Halteabschnitt leistenförmig ausgebildet ist, mit einem oberen Abschnitt über die Oberseite des Grundträgers vorsteht und in einer Aussparung des Grundträgers senkrecht zur Rotorachse verschiebbar ist.
• Die Verbindung zwischen dem Halteabschnitt und dem Federpaket sowie der Pneumatik-/Hydraulikeinheit ist einfach und stabil z.B. in der Weise ausgeführt, dass der Halteabschnitt über ein Zwischenstück an dem Verbindungsstück befestigt ist.
• Eine sichere Kontaktgabe wird dadurch unterstützt, dass die Kontaktleiste um eine senkrecht bezüglich der Rotorachse angeordnete Schwenkachse schwenkbar mit dem Halteabschnitt verbunden ist.
• Die Anordnung der Kontaktiereinrichtung bezüglich eines Rotors und ihr Aufbau sind vorteilhaft derart, dass der Grundträger zur Aufnahme der Rotorwelle eine zentrale Öffnung aufweist und zwei, vier oder sechs Halteabschnitte mit jeweiligen Kontaktleisten und jeweils zugeordneten Verstellmechanismen trägt.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
• 1A einen Ausschnitt einer Kontaktiereinrichtung mit einem Rotor teilweise im Längsschnitt und
• 1B einen Querschnitt der Kontaktiereinrichtung entlang der Schnittlinie A-A gemäß 1A.
• Eine in 1A dargestellte Kontaktiereinrichtung ist geeignet zur Kontaktierung von Rotoren in Rundtisch-Anlagen. Ein Rotor mit einer Rotorwelle 11 und einer Kollektorfläche 1 ist von einer Kontaktiereinrichtung umgeben, wobei die Rotorwelle 11 eine zentrale Öffnung der Kontaktiereinrichtung durchragt. In der zentralen Öffnung der Kontaktiereinrichtung ist eine Führungsbüchse 10 angeordnet, durch die die Rotorwelle 11 geführt und der Rotor bezüglich der Kontaktiereinrichtung ausgerichtet ist.
• Die Kontaktiereinrichtung weist einen plattenförmig ausgebildeten, in Draufsicht z.B. runden Grundträger 2 auf, auf dessen Oberseite ein Verstellmechanismus mit einem Federpaket 9 und einer Pneumatik- oder Hydraulikeinheit 8 mit einer Kolben-Zylindereinheit an einer senkrecht auf dem Grundträger 2 angeordneten Montageplatte 12 festgelegt ist. Aus dem Federpaket 9 und der Kolben-Zylindereinheit sind senkrecht zu der Rotorachse und parallel zu dem horizontal angeordneten Grundträger 2 jeweilige Betätigungsstäbe radial nach außen gerichtet, an deren stirnseitigen Enden ein Verbindungsstück 6 in Form einer Verbindungsplatte befestigt ist, so dass das Federpaket 9 und die Pneumatik/Hydraulikeinheit mechanisch fest miteinander gekoppelt sind. An der Verbin dungsplatte ist ein winkelförmiges Zwischenstück 5 mit einem bezüglich der Rotorachse radial nach außen gerichteten Schenkel angebracht, dessen zweiter Schenkel nach unten gerichtet und mit einem leistenartigen Halteabschnitt 4 fest verbunden ist. Der Halteabschnitt 4 ist durch einen radialen Längsschlitz der Grundplatte 2 nach oben geführt und an seinem oberen, über den Grundträger 2 und auch den Verstellmechanismus vorstehenden Ende mit Anschlußleitungen verbunden. An seinem nach unten ragenden Abschnitt liegt der Halteabschnitt 4 neben der Kollektorfläche 1 und trägt auf seiner der Kollektorfläche 1 zugewandten Seite eine Kontaktleiste 3, die an einer horizontalen Achse 7 schwenkbar gelagert ist. Die Verbindung zwischen dem Halteabschnitt 4 und der Kontaktleiste 3 ist dabei mittels zweier seitlicher Laschen hergestellt, wie die in 1B wiedergegebene Schnittdarstellung zeigt.
• Mehrere der in 1A gezeigten Verstellmechanismen sowie Halteabschnitte 4 mit daran angebrachten Kontaktleisten 3 sind um den Rotor an dem Grundträger 2 angebracht, um z.B. eine zwei-, vier- oder sechs-polige Kontaktierung der Kontaktleisten 3 an der Kollektorfläche 1 zu ermöglichen. Zum Kontaktieren wird die Kolben-Zylindereinheit der Pneumatik- bzw. Hydraulikeinheit entlastet, und das Federpaket 9 drückt den Halteabschnitt 4 mit der Kontaktleiste 3 gegen den entsprechenden Abschnitt der Kollektorfläche 1, so dass durch das Federpaket 9 der Kontakt hergestellt und solange aufrecht erhalten wird, bis mittels der Pneumatik- bzw. Hydraulikeinheit 8 die Kontaktgabe entgegen der Federkraft aufgehoben wird. Bei Ausfall der Energie für die Pneumatik- bzw. Hydraulikeinheit 8 wird also stets der Kontakt zwischen den Kontaktleisten 3 und den entsprechenden Abschnitten der Kollektorfläche 1 aufrecht erhalten, so dass Beschädigungen vermieden werden. Bei der Kontaktierung sind die Kontaktleis ten 3 zuverlässig an die Kollektorfläche 1 gedrückt, wobei der Rotor mittels der Führungsbüchse 10 ausgerichtet ist und die Schwenklagerung der Kontaktleiste 3 eine sichere Anlage mit ihrer Längsseite an der Kollektorfläche gewährleistet.

Claims (8)

1. Kontaktiereinrichtung für Rotoren, bei der mindestens ein Kontaktelement mittels eines in Richtung auf die Rotorachse wirkenden Federpakets (9) eines Verstellmechanismus lösbar mit einer Kollektorfläche (1) des Rotors in Kontakt bringbar ist, wobei der Verstellmechanismus einen auf einem Grundträger (2) senkrecht zur Rotorachse verschieblich gelagerten Halteabschnitt (4) aufweist, an dem das Kontaktelement angebracht ist, und zum Herstellen der Kontaktierung der Halteabschnitt (4) zusammen mit dem Kontaktelement in Richtung auf die Rotorachse mittels des Federpakets (9) verschoben wird und zum Freigeben der Kontaktierung der Halteabschnitt (4) mit dem Kontaktelement entgegen der Federkraft des Federpakets (9) in Richtung von der Rotorachse weg verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement als Kontaktleiste (3) ausgebildet ist und dass der Verstellmechanismus zum Verschieben der Kontaktleiste (3) entgegen der Federkraft des Federpakets (9) eine Pneumatik- und/oder Hydraulikeinheit (8) aufweist.
2. Kontaktiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zentrierung einer Rotorwelle (11) bezüglich der Kontaktleisten (3) eine mit der Kontaktiereinrichtung verbundene, auf die Welle (11) aufschiebbare Führungsbüchse (10) vorgesehen ist.
3. Kontaktiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundträger (2) plattenförmig ausgebildet und bei senkrecht hängendem Rotor horizontal ausgerichtet ist, dass das Federpaket (9) und/oder die Pneumatik-/Hydraulikeinheit (8) oberhalb des Grundträgers (2) angeordnet sind und dass die Kontaktleiste (3) unterhalb des Grundträgers (2) angeordnet ist.
4. Kontaktiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federpaket (9) und die Pneumatik-/Hydraulikeinheit (8) mittels eines in einer zur Rotorachse senkrechten Richtung verschieblichen Verbindungsstückes (6) miteinander gekoppelt sind.
5. Kontaktiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (4) leistenförmig ausgebildet ist, mit einem oberen Abschnitt über die Oberseite des Grundträgers (2) vorsteht und in einer Aussparung des Grundträgers (2) senkrecht zur Rotorachse verschiebbar ist.
6. Kontaktiereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (4) über ein Zwischenstück (5) an dem Verbindungsstück (6) befestigt ist.
7. Kontaktiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktleiste (3) um eine senkrecht bezüglich der Rotorachse angeordnete Schwenkachse schwenkbar mit dem Halteabschnitt (4) verbunden ist.
8. Kontaktiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundträger (2) zur Aufnahme der Rotorwelle (11) eine zentrale Öffnung aufweist und zwei, vier oder sechs Halteabschnitte (4) mit jeweiligen Kontaktleisten (3) und jeweils zugeordneten Verstellmechanismen trägt.