轴接地装置及其制造方法

　　本发明涉及一种轴接地装置,用于从第一机器元件(5)向第二机器元件(1)中导出感应生成的电压、电流或电荷,所述第一机器元件优选是轴,所述轴接地装置具有用于放电的轴接地元件

　　(4、50),其中,所述轴接地元件(4、50)是从原始材料、优选是连续制品上分离出来的构件,所述构件在其纵向上由通道(16)穿过或者至少在其与第一机器元件的接触面上设有穿孔和/或表面结构和/或表面纹理。本发明还涉及一种用于制造所述轴接地装置的方法。

　　1.轴接地装置,用于从第一机器元件(5)向第二机器元件(1)中导出感应生成的电压、电流或电荷,所述第一机器元件优选是轴,所述轴接地装置具有用于放电的轴接地元件(4、

　　其特征在于,所述轴接地元件(4、50)是从原始材料、优选是连续制品上分离出来的构件,所述构件在其纵向上由通道(16)穿过或者至少在其与第一机器元件(5)的接触面上设有穿孔和/或表面结构和/或表面纹理。

　　2.根据权利要求1所述的轴接地装置,其特征在于,所述表面结构通过孔隙形成。

　　3.根据权利要求2所述的轴接地装置,其特征在于,所述孔隙遍布所述轴接地元件(4、

　　4.根据权利要求1至3中任一项所述的轴接地装置,其特征在于,所述轴接地元件(4)是线所述的轴接地装置,其特征在于,所述轴接地元件(4)是空心体,所述空心优选用介质填充。

　　6.根据权利要求4所述的轴接地装置,其特征在于,所述轴接地元件(4)由实心材料制成。

　　7.根据权利要求1至6中任一项所述的轴接地装置,其特征在于,所述轴接地元件(4)设置在保持件(1)中并且位于保持件壁部(2)与所述轴(5)的端侧(7)之间,并且优选有弹性变形地贴合在保持件(1)的环形壁部(3)上。

　　8.根据权利要求1至6中任一项所述的轴接地装置,其特征在于,所述轴接地元件(4)设置在位于所述轴(5)周边上的环形槽(10)中并且贴合在隔开间距地包围所述轴(5)的壳体

　　9.根据权利要求1至8中任一项所述的轴接地装置,其特征在于,所述轴接地元件(4)是海绵状的环。

　　10.根据权利要求1所述的轴接地装置,其特征在于,所述轴接地元件(4)是织物软管段,所述织物软管段至少在其周面上构造成导电的,织物的结构形成所述轴接地元件(4)的表面结构。

　　11.根据权利要求1至6中任一项所述的轴接地装置,其特征在于,所述轴接地元件(4)沿切向贴合在所述轴(5)上。

　　12.根据权利要求1至6中任一项所述的轴接地装置,其特征在于,所述轴接地元件(4)在所述轴周边的一部分上包围所述轴(5)。

　　13.根据权利要求1至12中任一项所述的轴接地装置,其特征在于,所述轴接地元件(4)蛇形地置入保持件(26)中,使得沿径向向内突出的部段(36)贴合在所述轴(5)上。

　　14.根据权利要求1至3中任一项或13所述的轴接地装置,其特征在于,所述轴接地元件

　　15.用于制造根据权利要求1至14中任一项所述的轴接地装置的方法,其特征在于,从原始材料、优选是连续制品上以必要的长度分离出一段,以形成所述轴接地元件(4、50)。

　　[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的轴接地装置以及一种根据权利要求15所述的方法。

　　[0002]为了从电动的驱动装置的轴上导出电荷或电压/电流,已知轴接地环(EP1872463B1),这种轴接地环作为放电元件具有细丝,所述细丝固定在两个板件之间并且沿径向向内突出于所述板件。所述板件和细丝容纳在环形的壳体中,这个壳体与一个接地壳体导电连接。使用导电的细丝要求复杂并且由此昂贵地制造轴接地环。在使用中存在这样的危险,即,细丝松脱并且导致整个系统被污染以及可能受损,直至发生完全失效。

　　[0003]导电的细丝通常由于过高的电阻而在旋转的轴与壳体之间具有过小的导电性。在困难的技术条件下,在长期性能方面细丝也会出现缺点。例如细丝可能断裂并由此例如损伤或破坏密封结构。

　　[0004]此外,在使用细丝时,轴的旋转方向变换也会带来问题,这是因为,细丝只有通过相应的调整才能困难地完成旋转方向反转。

　　[0005]本发明的目的是,这样来构成所述类型的轴接地装置和所述类型的方法,使得在制造简单且经济的同时在较长的使用期限上都确保可靠地导出电荷或电压。

　　[0006]所述目的对于所述类型的轴接地装置根据本发明利用权利要求1的特征部分的特征来实现,并且对于所述类型的方法根据本发明利用权利要求15的特征来实现。

　　[0007]根据本发明的轴接地装置的轴接地元件不再由单独的细丝组成,而是由分离形成的构件制成,所述构件优选从连续制品上分离出来。轴接地元件的这种设计形式使得能够简单和经济地制造和装配。只需要以必要的长度分离出所述轴接地元件并接着将其装入。由于不再存在单个的细丝,轴接地元件的单个部件不会发生松脱。由此,在使用中不会由于轴接地元件造成污染或者只会出现很小的、可忽略的污染。在需要时可以简单地更换轴接地元件。

　　[0008]所述轴接地元件设计成,使得所述轴接地元件具有沿其纵向延伸的通道或者至少在其与第一机器元件的接触面上设有穿孔和/或表面结构和/或表面纹理。所述通道通过轴接地元件的材料相互分开并且可以具有任意的横截面。作为用于这种轴接地元件的材料,可以考虑采用任意导电的弹性材料,例如导电的PTFE或导电的弹性体。此外,也可以设想采用不导电的弹性材料。此时给这种材料设置导电的涂层。

　　[0009]当所述轴接地元件具有沿其纵向延伸的通道时,则有利的是,原始材料已经设有这种沿纵向延伸的通道。此时,轴接地元件在分离之后就已经可以使用了。

　　[0010]所述轴接地元件可以构造成,使得所述轴接地元件至少在其与第一机器元件的接触面上设有穿孔和/或表面结构和/或表面纹理。所述穿孔、表面结构或表面纹理可以已

　　经设置在原始材料上或者可以在从所述原始材料上分离之后才设置在轴接地元件上。尤其是当所述轴接地元件构造成环盘状的并且是从管件上分离出来时,这种事后的加工是必要的。

　　[001 1] 所述轴接地元件可以构造成,使得所述轴接地元件以足够的接触比(Traganteil)与第一机器元件的滑动面接触并且由此实现尽可能小的恒定电阻。例如可以通过导电层中的结构提高或降低所述轴接地元件和第一机器元件之间的接触比例。轴接地元件的表面上的所述结构例如可以这样成形,使得当在潮湿区域使用所述轴接地元件时,获得相对于污物的排斥性的输送作用。例如也可以将穿孔和压印结构设计成,使得对于在轴接地装置的运行时间上保持设定为用于放电的接触比。

　　[0012] 有利的是,所述表面结构通过孔隙形成。利用所述孔隙可以特别简单和精确地调整轴接地元件和第一机器元件之间的接触比例。

　　[0013] 所述孔隙遍布所述轴接地元件,所述轴接地元件由此获得海绵式的结构。

　　[0014] 所述轴接地元件有利地是线状构件。所述轴接地元件可以视为一体的类似于绳索的构件,所述构件对于相应的应用场合仅在长度上进行预加工。由此可以非常简单地存放所述轴接地元件,例如存放在卷筒上。此时,对于不同的使用场合,可以以所需的长度分离出所述轴接地元件和安装所述轴接地元件。

　　[0016] 所述空心体可以有利地用介质填充,所述介质可以由导电的或不导电的材料组成。对于导电的介质,可以明显降低空心体与介质之间的接触电阻,从而改进电压、电流或电荷的导出。

　　[0017] 线状的构件本身可以由导电的材料制成。空心体同样可以由不导电的材料制造。在这种情况下,所述空心体可以设有导电的涂层。

　　[0018] 在另一个有利的实施形式中,所述线状的构件可以由实心材料制成。这种构件可以简单地制造并且例如卷绕在卷筒上。实心材料以及空心体本身都是能弹性弯曲的,从而在分离之后可以将所述轴接地元件弹性弯曲成希望的形状。

　　[0019] 还存在这样的可能性,所述轴接地元件这样安装,使得所述轴接地元件贴合在所述轴的一个端侧上。

　　[0020] 这里有利的是,所述轴接地元件设置在保持件中并且位于保持件壁部和所述轴的端侧之间。由此,所述轴接地元件通过所述轴沿轴向固定在所述保持件中,从而不需要专门的用于轴接地元件的固定件。

　　[0021] 在安装位置中,所述轴接地元件可以通过所述轴沿轴向发生弹性变形,从而可以实现轴接地元件与所述轴之间对于放电无缺陷的接触。

　　[0022] 所述轴接地元件也可以这样设置在所述保持件中,使得所述轴接地元件通过与所述保持件联接的固定元件保持在安装位置中。在这种情况下,所述轴接地元件贴合在所述轴的周边上,所述轴延伸穿过所述保持件。

　　[0023] 所述固定元件在另一个有利的构成方案中也可以通过弹簧力向保持件中的轴接地元件加载。所述弹簧力有利地设置成,使得轴接地元件部分地被弹性压缩。这使得,轴接地元件由于轴向变形沿径向向内变窄并且由此有足够的径向力地贴合在轴的周边上,由此,可以建立对于放电最佳的压紧力。

　　[0024] 在一个有利的构成方案中,所述轴接地元件有弹性变形地贴合在保持件的环形壁部上。分离的轴接地元件这样弹性弯曲,使得所述轴接地元件能够置入所述保持件中。接下来,所述轴接地元件弹开并且此时有径向力地贴合在保持件的环形壁部上。

　　[0025] 在另一个有利的构成方案中,所述轴在周边上具有至少一个环形槽,所述轴接地元件置入所述环形槽中。所述环形槽具有这样的深度,即,使得所述轴接地元件从环形槽中突出并且与包围所述轴的壳体处于导电接触。

　　[0026] 有利地存在这样的可能性,所述轴接地元件构造成海绵式的环。所述环可以设有导电涂层。但原则上,所述轴接地元件的材料本身由导电的材料制成就足够了。

　　[0027] 在另一个有利的构成方案中,所述轴接地元件由织物软管段形成,所述织物软管段在其外侧上构造成导电的。所述织物的结构这里形成所述轴接地元件的表面结构。

　　[0028] 所述织物软管段由相互编织的纤维制成,所述纤维由导电的材料组成。所述织物软管段能够简单地以必要的长度从织物软管上分离。

　　[0029] 所述织物软管段也可以设有导电的涂层或者由导电的实心材料制成或者由导电涂层和导电的实心材料制成。

　　[0030] 所述织物软管段可以这样安装,即,使得所述织物软管段以一个圆柱形部段贴靠在所述轴上。

　　[0031] 与第二机器元件的连接以有利的方式这样来实现,即,所述织物软管段在其背向所述圆柱形部段的端部上沿径向略微扩张。在这种构成方案中,电荷、电压和电流从所述轴向织物软管段的导出沿径向进行。

　　[0032] 在另一个有利的构成方案中,所述织物软管段设置成,使得其沿径向略微扩张的端部贴合在所述轴的端侧上。此时,从所述轴到织物软管段的放电沿轴向进行。所述织物软管段与扩张的端部邻接的部分此时与第二机器元件导电地连接。

　　[0033] 在另一个有利的实施形式中,所述轴构造成空心轴。在这种情况下,所述织物软管段设置在所述空心轴的通孔中。

　　[0034] 在这种情况下,所述织物软管段配合在第二机器元件上,所述第二机器元件延伸到所述空心轴中。所述织物软管段导电地贴靠在所述空心轴的通孔的内壁上。此时,从空心轴经由织物软管段向穿过空心轴的第二机器元件进行放电。

　　[0035] 在另一个有利的构成方案中,所述轴接地元件可以设置成,使得所述轴接地元件沿切向贴合在所述轴上。此时有利的是,在所述轴上贴合不止一个轴接地元件,而是分别沿切向并且相互隔开间距地贴合多个轴接地元件。所述轴接地元件本身可以是线状的构件(空心的或实心的) 、海绵状的环或者也可以是织物软管段。

　　[0036] 在另一个有利的构成方案中,所述轴接地元件可以设置成,使得所述轴接地元件不是在所述轴的整个周边上延伸,而是仅在所述周边的一个部分区域上延伸。在这种情况下,所述轴接地元件有利地在约180°上包绕所述轴。由于所述轴接地元件的弹性,在所述轴接地元件与所述轴之间存在可靠的接触。

　　[0037] 所述轴接地元件的与弯曲的贴合在所述轴上的部段邻接的部分可以 以适当的方式固定在第二机器元件上。所述轴接地元件也可以构造成线状的构件(空心的或实心的) 、海绵状的环或者构造成织物软管段。

　　[0038] 有利的是,所述轴接地元件蛇形地置入保持件中,使得沿径向向内突出的部段贴

　　[0039] 所述轴接地元件也可以固定地配合在第一机器元件上。在这种情况下,所述部段沿径向向外突出并且贴合在第二机器元件上。

　　[0040] 在有利的构成方案中,所述轴接地元件也可以是弹簧板或放电带,所述弹簧板或放电带同样以必要的长度从一个构件上分离出来和安装。

　　[0041] 在另一个有利的构成方案中,所述轴接地元件通过导电的套筒形成,所述套筒固定地配合在所述轴上并且与所述第二机器元件出于轴向或径向的接触中。

　　[0042] 所述套筒可以由刚性或弹性的材料制成,所述材料固定在所述轴上并且包围所述轴。

　　[0043] 为了实现轴向接触,所述套筒有利地设有至少一个沿径向突出的部分,特别是径向凸缘。所述部分嵌入所述第二机器元件的环形槽中,使得所述径向突出的部分贴合在环形槽的至少一个侧壁上。由此,实现电荷、电压或电流从所述轴经由所述套筒和沿径向突出的部分向所述第二机器元件的导出,经由所述沿径向突出的部分和环形槽的相互贴合的侧壁建立放电接触。

　　[0044] 所述套筒与所述第二机器元件之间的径向接触有利地这样来实现, 即,所述第二机器元件包围所述套筒并且贴合在其外侧上。

　　[0045] 在另一个有利的实施形式中,所述轴接地元件通过环形的织物盘形成,所述织物盘由可导电的材料制成。所述织物盘在安装位置中弹性变形,使得所述织物盘沿径向内部的区域有径向力地贴靠在轴上。所述织物盘沿径向外部的区域与所述第二机器元件连接。所述织物盘由连续材料制成,并且除了其与所述轴的接触区域以外可以在其两个相对置的外侧上设有电绝缘的涂层。

　　[0048] 根据本发明的方法的突出之处在于,对于轴接地元件,从原始材料中截出具有相应长度的一段。由此,可以以任意希望的尺寸非常简单地制造轴接地装置。

　　[0049] 本申请的主题不仅由各个权利要求的主题得出,而且还通过所有在附图和说明书中公开的内容和特征得出。只要这些内容和特征单独地或相互组合地相对于现有技术是新的,即使不是权利要求的主题,这些内容和特征也作为本发明的重要内容要求保护。

　　[0052] 图1用示意图和一个视图示出根据本发明的轴接地装置,所述轴接地装置贴合在轴的端侧上,

　　[0054] 图3至图20用对应于图1和2的图示示出根据本发明的轴接地装置的其他实施形式,

　　[0061] 图27至29用对应于图24和26的图示示出根据本发明的轴接地装置的另一个实施例,

　　[0062] 图30示出根据本发明的轴接地装置的另一个实施形式的轴向剖视图,

　　[0063] 图31示出根据本发明的轴接地装置的另一个实施形式的轴向剖视图,

　　[0064] 图32示出根据本发明的轴接地装置的另一个实施例的轴向剖视图,

　　[0078] 下面说明的轴接地装置将感应产生的电压或电流以及电荷从第一机器元件导出到第二机器元件中,所述第一机器元件优选是轴,所述第二机器元件由导电材料制成。所述轴接地装置特别是用在马达中,但例如也用在传动装置中。一般而言,所述轴接地装置用于应从轴导出感应产生的电压、电流或电荷的场合。

　　[0079] 所有实施形式的轴接地元件都构造成,使得所述轴接地元件是从原始材料中分离出来的,并且根据结构形式在其纵向上由通道穿过或者至少在其与第一机器元件的接触面上设有穿孔和/或表面结构和/或表面纹理。这种表面设计可以已经设置在原始材料上或者在从原始材料上分离出所述轴接地元件之后在轴接地元件的上侧上产生。

　　[0080] 在根据图1和2的实施形式中,所述轴接地装置具有保持件1 ,所述保持件构造成壳体式的并且是圆柱形的。

　　[0081] 保持件1具有有利地平坦的底部2,圆柱形的环形壁部3从所述底部的边缘垂直地突起。所述环形壁部在其周边上具有恒定的高度并且有利地与底部2构造成一体的。

　　[0082] 所述保持件1容纳轴接地环4形式的轴接地元件,所述轴接地环具有圆形横截面并且支承在底部4上并贴合在环形壁部3上。

　　[0084] 所述轴接地环4从线状物上截断,所述线状物例如作为连续制品在卷筒上供应。所述轴接地环4可以以必要的长度简单地从所述线状物上分离并置入保持件1中。

　　[0085] 所述线状物使得可以简单地存放,例如存放在卷筒上。作为用于这种线状物的材料可以考虑使用所有导电的材料,例如PTFE、导电橡胶、金属和类似材料。所述线状物也可以具有多组分结构。在这种多组分结构中,所述线状物具有织物、纤维、颗粒、复合物等形式的导电外壳,所述外壳包围弹性的芯,所述芯例如可以由橡胶、金属弹簧、液体、凝胶等组成。这种弹性的芯可以具有两个或更多个层。

　　[0086] 也存在这样的可能性,即,所述芯构造成具有径向的结构,例如按照洋葱的形式构成。

　　[0087] 轴接地环4构造成空心体并且可以由导电的材料制成。所述轴接地环4附加地可以在其外侧上设有导电的层。所述导电的层在其与轴5的接触面上可以设有与应用场合相适配的表面结构和/或表面纹理。这种表面设计的示例参考图42至52说明。

　　[0088] 所述轴接地环4可以不是由导电的材料制成。在这种情况下,所述轴接地环4由导电的层包围。

　　[0089] 如果在所述轴接地环4中设有介质,则所述介质可以有导电或不导电的材料组成。如果出于轴接地环4中的介质由导电的材料组成,则此时由此降低了轴接地环4与位于轴接地环中的介质之间的接触电阻,由此改进了感应生成的电压、电流或电荷从所述轴5的导出。

　　[0090] 所述轴接地环4所描述的可能的设计方案实现了一种导电构件,这种构件能实现特别好的放电。

　　[0091] 所述轴接地环4不是必须构造成空心体。所述轴接地环也可以由实心材料组成,如果这种实心材料实现了轴接地环4材料的弹性的话。在这种情况下,所述轴接地环可以完全由导电的材料制成,但也可以 由不导电的材料制造,所述不导电的材料设有导电的涂层。如果希望或如果必要的话,在所述实心材料中,可以以希望的程度设置穿孔、表面结构或表面纹理。也可以简单地在所述接触面上设置孔隙。

　　[0092] 所述轴接地环4构造成弹性的并且由此可以容易地置入保持件1 中。由于所述弹性,所述轴接地环4可以有径向力作用地贴合在环形壁部3的内壁上。

　　[0093] 所述保持件1与所述轴接地环4一起形成轴接地装置6,所述轴接地装置这样安装,即,使得所述轴接地环4与所述轴5的端侧7发生接触。轴5的外径在其端侧7的范围内小于环形壁部3的内径,从而不存在保持件1的环形内壁3与轴5的外周发生接触的危险。

　　[0094] 轴5这样嵌接到保持件1中,使得所述轴在轴向力作用下贴合在轴接地环4上。由此,旋转的轴5的电势可以传递到轴接地环4上并从这里传递到保持件1上。所述保持件1以适当的方式设有(未示出的)接地的壳体,保持件装入所述壳体中。

　　[0095] 所述轴接地环4的横截面直径可以简单地选择成,使得所述轴接地环4以足够的压力贴合在轴5的端侧7上。

　　[0096] 由于所述轴接地环4是从线状物上分离出来的,可以简单地给不同大小的保持件1设置必要的轴接地环4。所述轴接地环只需这样装入保持件1中,即,使得所述轴接地环贴合在保持件1的底部2以及环形壁部3上,如图2示出的那样。

　　[0097] 这种安装状态设置成,使得轴5略微沉入所述保持件1中,从而能在轴5和轴接地

　　[0098] 在所述实施例中,在轴5和轴接地环4之间设置轴向的接触分布,而在根据图3和4的实施形式中,这种接触沿径向进行。

　　[0099] 保持件1具有底部2和圆柱形的环形壁部3。与前面的实施形式不同,所述底部2设有用于轴5的中央的通孔8。所述轴接地环4包围轴5并且有径向力地贴合在轴5的周边上。

　　[0100] 所述轴接地环4以与前面的实施例中相同的方式置入保持件1中。为了将轴接地环4轴向固定在保持件1中,扁平的环形盘用作固定元件9,所述环形盘设置在轴接地装置6的一个径向平面中并且隔开间距地包围轴5。

　　[0101] 环形盘9位于轴接地装置6的一个径向平面中并且以其外边缘以适当的方式固定、例如粘结、焊接和以类似的方式固定在环形壁部3的内侧上。所述固定元件9有利地可以设置成,使得所述固定元件略微地弹性压缩所述轴接地环4。

　　[0102] 所述轴接地环4的外径可以选择成,使得所述轴接地环有弹性变形地贴合在轴5的外侧上。相应地,当轴5尚未安装时,轴接地环4沿径向突出于固定元件9的内边缘以及通孔8的边缘。

　　[0103] 轴接地环4可以具有如参考图1和2已经说明的构成。壳体式的保持件1除了通孔8以外构造成与根据图1和2的保持件1是相同的。

　　[0104] 固定元件9例如可以在轴向高度的一半处固定在环形壁部3上。所述固定元件9同时也用作轴接地环4的保护结构。

　　[0105] 在根据图5和6的实施形式中,轴5在其外周面上设有环形槽10,轴接地环4置入所述环形槽中。所述环形槽10和轴接地环4这样相互协调,使得轴接地环4沿径向从环形槽10中伸出并且有弹性变形地贴合在壳体12的内壁11上。所述壳体12隔开径向间距地包围轴