带有磨损监测的滑环制造技术

一种滑环包括至少一个具有至少一个滑轨的滑环模块，其中，所述滑环有至少一个磨损指示轨道。磨损指示电路与所述至少一个磨损指示轨道连接用于监测磨损指示轨道的电特性并且用于发出异常的滑环条件信号。与正常的滑轨相比，所述至少一个磨损指示轨道可能经受更高的负载、更高的旋转速度、更高的电刷压力或者其它减少寿命的特性。

Slip ring with wear monitoring

A slip ring includes at least one slip ring module having at least one rail, wherein the slip ring has at least one wear indicating rail. The wear indicating circuit is connected with the at least one wear indicating track for monitoring electrical characteristics of the worn indicating track and for issuing an abnormal slip ring conditional signal. Compared to a normal slide rail, the at least one wear indicating track may undergo higher load, higher rotation speed, higher brush pressure, or other life reducing characteristics.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有磨损监测的滑环
本专利技术涉及在旋转部件之间传输电信号的滑环。特别地，本专利技术涉及磨损监测以及涉及一种带有改进的磨损监测的滑环装置。
技术介绍
电滑环用于在旋转部件与固定部件之间传输电能和/或电信号。这样的装置用在不同的应用中、例如风力发电厂或者计算机体层扫描仪。还有一些军事应用和航空航天应用。对于所有这些应用来说通常要求高寿命、低接触电阻以及低接触噪声。此外，在特殊应用、例如CT扫描仪中，在大约5米的圆周中由高达每秒4转的旋转所引起的相对高的速度需要特别注意。这同样适用于特殊环境需求、例如在航空航天应用中。滑环通常基于具有滑轨的第一部件和具有用于在滑轨上滑动的电刷的第二部件。由于机械摩擦而存在导致滑环逐渐退化的磨损。US4831302A已知公开了一种磨损指示器，该磨损指示器确定碳刷的长度并且因此指示电刷的磨损。在大多数滑环中，滑轨具有比电刷显著更长的寿命，但是滑轨也容易受到磨损。不存在给出滑轨磨损的指示的装置。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是提供一种带有可靠的磨损指示的滑环，该滑环能够指示滑环电刷和/或滑轨的磨损。在独立权利要求中说明该问题的技术方案。从属权利要求涉及本专利技术的进一步扩展构型。根据第一实施例，滑环模块或者滑环组件包括多个滑轨，其中，至少一个所述滑轨是磨损指示轨道。优选地，所述至少一个磨损指示轨道是不用于任何其它信号传输的滑轨。优选地，所述至少一个轨道用于磨损指示。优选地，设置评价磨损指示轨道的状态和/或质量和/或功能的磨损指示电路。该磨损指示电路可以测量可能由已磨损的滑轨产生的电压降、噪声、误比特率、温度、接触电阻和接触中断之中的至少一个，从而产生警告信号。在一种非常简单的实施例中，如果传输由于磨损而被中断，则要检测磨损。优选地，设置两个磨损指示轨道并且这些磨损指示滑轨或者电刷被电连接在一起，从而形成用于评价电路的测试电流的回路。最优选地，至少一个所述磨损指示轨道仅与磨损指示电路连接。备选地，磨损指示轨道可以用于传输如下信号，所述信号对于滑环组件所被集成到其中的系统而言重要性低，但是所述信号可以被容易地检测到，从而能够通过识别所述重要性低的信号的故障来检测磨损指示轨道的故障。优选地，磨损指示轨道是与其余轨道相比具有更短的寿命的滑轨。最优选地，该磨损指示轨道是预先磨损的轨道。因此优选的是，磨损指示轨道具有比其余轨道更短的寿命。磨损指示轨道可以已经经历预先磨损过程，该过程可以是磨合过程、优选是在加速滑轨磨损的条件、例如高温、高速等条件下的磨合过程。在一种进一步的实施例中，磨损指示轨道被预先使用或者被预先磨损或者至少被制成使得该磨损指示轨道比其它轨道更早表现出磨损特性。因此，磨损指示轨道的设计寿命比其它轨道的设计寿命小。在一种备选的实施例中，磨损指示轨道可以通过一种导致比其余轨道更短的寿命的工艺来制造。这样的工艺例如可以是用较薄的表层进行电镀，从而该电镀层与其余轨道的较厚的电镀层相比更早地被磨损。在另一实施例中，施加在磨损指示轨道上的压力水平较高，这导致磨损指示轨道比其它轨道更早地表现出磨损特性。这例如可以通过施加较高的电刷压力以便将电刷压向滑轨来实现。这可以利用碳刷的较强的弹性来实现或者在金属丝刷的情况下利用较硬的金属丝来实现。这也可以通过给轨道施加较少的脂或油来实现。在一种进一步的实施例中，这可以通过给电刷施加较高的电流或者至少施加较高的电流密度来实现，这例如可以通过利用较细的电刷金属丝来实现。在另一实施例中，可以设置附加的齿轮，该齿轮用于使磨损指示轨道以比其它轨道更高的速度旋转。在一种进一步的实施例中，可以设置比其它电刷磨损得更快的滑动电刷、优选金属丝刷。这可以另外提供可靠的电刷磨损指示。在另一实施例中，设置多个可不同地设计的磨损指示轨道。在一种进一步的实施例中，可以设置防止其它信号轨道免受磨损指示轨道的磨损的防护部。在一种进一步的实施例中可设有传感器。该传感器可以是温度传感器，该温度传感器例如可以检测超温或者该温度传感器甚至可以检测滑环的温度分布并且与温度无关地(independent)计算寿命期望值。例如，极高或极低的温度会减少寿命，而在适当的温度水平下使用滑环可以增加寿命。可以设置例如能检测在滑环上的电弧的光学传感器。可以设置用于检测机械振动的冲击和/或振动传感器，所述机械振动可以是已磨损的滑环模块的指示。所述冲击和/或振动传感器也可以检测将进一步减小滑环组件的寿命的外部振动。附图说明在下面在不限制整体的专利技术构思的情况下参考附图以实施例为例通过实例说明本专利技术。图1示出一种优选的实施例的侧视图；图2示出第一实施例的剖视图；图3示出第一实施例的电路图；图4示出简化的电路图；图5示出使用传感器的进一步的实施例；图6示出一个改进的实施例；图7示出磨损指示电路的简化框图；具体实施方式在图1中示出一种优选的实施例的侧视图。滑环组件100包括滑环模块110和滑环电刷块120。滑环模块110可以围绕旋转轴线15旋转并且包括具有多个滑轨的绝缘体10。在此示出四个滑轨11、12、13和14。显然可以设置任何其它数量的滑轨。滑轨被嵌入绝缘体和/或由绝缘体保持。优选地，这些滑轨相互绝缘。也可以存在所述滑轨中的至少一些滑轨被电连接在一起的配置方案。这对于传输较高的电流或者具有较低的噪声水平的信号是有利的。在此示出具有V形凹槽的滑轨的优选实施例。这些V形凹槽的优点在于它们能够引导金属丝在它们上面滑动并且使金属丝精确地处于预定的轨道上。显然可以使用任何其它类型的滑轨、例如具有多个凹槽的轨道或者具有平的表面而没有凹槽的轨道作为替代。滑环电刷块包括电刷载体20，该电刷载体可以是印刷电路板或者任何其它的绝缘材料。该电刷载体也可以包括带有用于保持电刷的绝缘部分的导电材料、例如金属。该电刷载体保持多个滑动电刷。在该实施例中示出4个金属丝刷。显然可以设置任何其它数量的电刷或者其它种类的电刷。例如可以设置多纤维刷或者碳刷。这些电刷间隔开距离，从而它们与滑环模块的相应的滑轨适配。不必为每个滑轨设置一个电刷。也可以设置多个与一个滑轨接触的电刷，从而增加电流能力和/或减小噪声和/或减小接触电阻。在该实施例中，具有第一部分21a和第二部分21b的第一滑动电刷21与第一滑轨11接触，第二滑动电刷22与第二滑轨12接触，第三滑动电刷23与第三滑轨13接触，第四滑动电刷24与第四滑轨14接触。优选地，第一滑轨11连同第一滑动电刷21用于磨损指示。如之后所示的那样，它们可以与第二滑轨12和第二滑动电刷22一起使用。当然，任何其它的滑轨连同其滑动电刷可以用于磨损指示。在图2中示出第一实施例在通过图1中的线A-A的剖面中的剖视图。优选的是，滑环模块具有例如用于携带线缆的自由孔。所示的连接器16可以是焊点或焊脚或者与第一滑轨11接触的连接器。连接线缆可以被焊接到该连接器上。优选地，其它滑轨也具有用于从绝缘体内侧与滑轨接触的连接器。在图3中示出第一实施例的电路图。所示的滑环组件包括通过第三滑动电刷23连同第三滑轨13以及第四滑动电刷24连同第四滑轨14的主信号通路，该主信号通路可以通过第一电刷接头41、第二电刷接头42以及第一环接头43、第二环接头44到达。滑环组件还包括具有与第一滑动电刷21连接的第一测试端口51和与第二滑动电刷2本文档来自技高网...

【技术保护点】
滑环组件(100)，所述滑环组件包括滑环模块(110)、滑环电刷块(120)和磨损指示电路(50)，滑环模块(110)具有多个滑轨(11、12、13、14)，滑环电刷块(120)具有多个在轨道上滑动的滑动电刷(21、22、23、24)，其中，至少一个滑轨(11、12)是与磨损指示电路(50)电连接的磨损指示轨道。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.14 EP 14188832.11.滑环组件(100)，所述滑环组件包括滑环模块(110)、滑环电刷块(120)和磨损指示电路(50)，滑环模块(110)具有多个滑轨(11、12、13、14)，滑环电刷块(120)具有多个在轨道上滑动的滑动电刷(21、22、23、24)，其中，至少一个滑轨(11、12)是与磨损指示电路(50)电连接的磨损指示轨道。2.如权利要求1所述的滑环组件(100)，其中，所述至少一个磨损指示轨道(11、12)和/或在所述至少一个磨损指示轨道上滑动的电刷(21、22)具有比其余轨道更短的寿命。3.如权利要求1或2所述的滑环组件(100)，其中，所述至少一个磨损指示轨道(11、12)和/或在所述至少一个磨损指示轨道上滑动的电刷(21、22)与其余轨道相比是预先磨损的。4.如权利要求2所述的滑环组件(100)，其中，所述至少一个磨损指示轨道(11、12)和/或在所述至少一个磨损指示轨道上滑动的电刷(21、22)通过导致比其余轨道更短的寿命的工艺来制造。5.如权利要求2、3或4所述的滑环组件(100)，其中，所述至少一个磨损指示轨道(11、12)和/或在所述至少一个磨损指示轨道上滑动的电刷(21、22)包括比其余电刷更薄的电镀层和/或与其余电刷不同的材料的涂层。6.如前述权利要求中任一项所述的滑环组件(100)，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·霍尔茨阿普费尔，H·斯特芬斯，M·赫尔曼，H·黑夫纳，
申请(专利权)人：滑动环及设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE