Was ist ein Schleifring?
Ein Schleifring ist ein Gerät, mit dem elektrischer Strom oder ein Signal zwischen einer statischen Quelle und einem sich drehenden Objekt übertragen werden kann, ohne dass eine physische Kabelverbindung zwischen beiden besteht. Eine Schleifringanordnung erreicht diese Verbindung mit einem leitenden Ring, der um das rotierende Bauteil herum angebracht ist, und einer federbelasteten Bürste oder einem Kontakt auf dem statischen Bauteil. Diese Bürste liegt am Drehring an und hält einen ständigen elektrischen Kontakt mit diesem aufrecht, solange dieser statisch bleibt. Schleifringvorrichtungen haben verschiedene Anwendungen.
Das Weiterleiten eines Stroms oder Signals zwischen sich drehenden und stationären Objekten stellt ein technisches Rätsel dar, das am besten durch die Verwendung eines reibungsarmen Gleitkontakts zwischen beiden gelöst werden kann. Bei Anwendungen mit einem Rotor, wie sie in Generatoren und Motoren zu finden sind, kann dies am besten mit einem massiven Schleifring erreicht werden. Dieser besteht aus einem leitenden Ring, der typischerweise aus hochwertigem, poliertem Kupfer besteht und um die Welle des Rotors läuft. Dieser Ring ist von der Welle isoliert und mit den Wicklungen des Rotors verbunden. Eine federbelastete Bürste, die den elektrischen Strom führt, wird so positioniert, dass sie während ihrer gesamten Drehbewegung einen konstanten Druck auf den Ring ausübt, wodurch der Kreislauf vervollständigt wird.
Bürsten bestehen normalerweise aus einem leitenden Material wie Kohlenstoff, das weicher als der Ring ist. Dieses Material wird verwendet, um sicherzustellen, dass sich die Bürste und nicht der Ring zuerst abnutzt, da der Austausch der Bürste bei Abnutzung einfacher und kostengünstiger ist. In Anwendungen, die eine niederohmige Verbindung erfordern, kann Quecksilber als Ersatz für Kohlebürsten verwendet werden. Aufgrund seiner Toxizität darf es jedoch nicht in der Pharma- oder Lebensmittelindustrie verwendet werden, in der eine Quecksilberkontamination ein Gesundheitsrisiko darstellt.
Die Verwendung eines Schleifringsystems ist nicht auf den Durchgang von elektrischem Strom beschränkt. Diese Übertragung ist auch nicht auf einen statischen zu Rotor-Durchgang beschränkt; Strom, Signal oder Daten können von der rotierenden Komponente zum statischen Element übertragen werden. Solange die Oberflächen der Bürste und des Rings sauber und frei von Korrosion und Spänen sind, kann die Schleifringverbindung mit einem Minimum an Funkenbildung, Datenstörungen und Audiogeräuschen sehr sauber gehalten werden. Schleifringanwendungen umfassen rotierende Signal- oder Warnleuchten, Lichtmaschinen, Generatoren und elektrische Schleifringmotoren und verwenden verschiedene Konstruktionen und Materialien für die Ringe und Kontakte.