用于滑环刷的架制造技术

一种用于滑环刷的刷架，包括由杆保持在基座处的刷支架。杆通过基座枢轴连接至基座并且能够在与刷支架枢转轴线和/或滑环旋转轴线正交的平面内枢转。弹簧设置在基座和杆之间。刷支架通过能够在所述平面中枢转的刷支架枢轴连接至杆。刷支架保持第一刷和第二刷，其中刷支架枢轴位于第一刷和第二刷之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于滑环刷的架
本专利技术涉及滑环刷和用于滑环刷的架，特别是用于需要长寿命和高电流负载的应用的滑环刷和用于滑环刷的架。这种滑环刷优选地与用于进行能量传输或信号传输的滑环以及发电机或电动机的集电器一起使用。
技术介绍
在美国专利申请公布US2005/0029896A1中，公开了用于将碳刷保持在直流电动机的换向器上的刷架。刷可滑动地保持在壳体中并且通过弹簧按压在换向器上。随着刷的磨损增加，刷向下滑动穿过壳体，这导致弹簧减小其长度并且减小施加于刷的力。因此，滑环刷的压力随时间降低，这导致电接触特性发生改变。德国专利DE967293公开了用于电机的刷，其中，借助于弹簧加载的杆将一片碳刷材料按压在滑环上。为了实现恒定的压力，需要长弹簧和长杆，这使得刷架较大。在GB146,828中公开了具有刷的可枢转滚珠式安装的刷架。滚珠式安装使得刷能够在两个轴线上倾斜并且使得刷能够旋转。这需要凹形集电环和与凹形集电环相适配的凸形刷。在DE7100971U、CN105470766A和FR530801A中公开了另外的刷架。RO92696A2公开了滑环刷架，其中刷能够围绕既不平行也不正交的两个轴线枢转。EP3364508A1公开了用于滑环刷的架。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是提供用于滑环刷的架，该架的尺寸相对紧凑并且在刷的使用寿命内提供大致恒定的压力而与刷的磨损无关。问题的解决方案在独立权利要求中描述。从属权利要求涉及本专利技术的进一步改进。刷架包括基座、杆和刷支架。基座是主体，该主体可以用于将刷架安装至刷架组件并且也可以支承用于电连接的电触点或连接器。取决于具体应用，基座可以是导电或非导电材料。在高电流刷的情况下，可能希望的是制成金属基座，该金属基座具有高稳定性并且能够通过基座实现简单接触和电流引导。可替代地，可能希望的是具有高绝缘性。因此，基座可以由绝缘材料制成。此外，例如塑料材料的绝缘材料比金属体所需的重量更轻。在任何情况中，基座的主要功能是机械功能以支撑和保持刷架的其他部件。刷支架是用于保持至少一个刷并且优选地两个刷的部件。这种刷可以是任何本领域已知的刷，例如烧结石墨或银-石墨材料。刷也可以包括成束的线或其他合适材料或烧结碳材料。也可以仅存在例如泡沫金属刷的一个刷或多个这种刷。优选地，刷支架包括导电材料以改善电流向刷的传导。如果需要，此处也可以使用绝缘材料。在通常应用中，单个刷支架上的多个刷在相同的滑动轨道上运行。因此，它们应该电连接，该电连接最好通过使用刷支架的导电材料来完成。刷支架本身或刷支架处的刷可以通过利兹线或可以将电流引导至并且穿过刷的任何其他柔性线而电接触。提供了杆以将刷支架机械连接至基座。存在基座枢轴以将杆连接至基座。该基座枢轴具有基座枢转轴线。当这种刷架安装至包括滑动轨道的滑环、也称为滑环模块、时，基座枢转轴线优选地平行于柱形滑环的旋转轴线并且在盘式滑环的情况中平行于轨道平面。杆还可以通过刷支架枢轴连接至刷支架，该刷支架枢轴具有平行于基座枢转轴线的第一枢转轴线并且优选地具有与第一枢转轴线正交的第二枢转轴线。第二枢转轴线可以与穿过柱形滑环的旋转轴线的平面正交。优选地，第二枢转轴线不与柱形滑环的旋转轴线正交。因此，优选的是，刷支架能够相对于滑动轨道表面倾斜但不能旋转离开滑动轨道的移动方向。优选地，阻止这种旋转。根据优选实施例，刷支架枢轴仅能够围绕平行于基座枢转轴线的轴线枢转。根据另一实施例，刷支架枢轴能够进一步围绕平行于滑动轨道平面的轴线枢转，这将在下文详细限定。弹簧、优选地是拉伸弹簧并且最优选地是螺旋弹簧、被连接在基座和杆之间，使得刷支架枢轴在弹簧的力的作用下增加了刷支架枢轴距基座的距离。因此，刷支架并且因此刷支架枢轴可以由弹簧沿离开基座的方向拉动，并且如果相对于滑环适当地安装，刷支架并且因此刷支架枢轴将力施加在滑环的滑动轨道上。弹簧可以布置成平行于基座。在任何操作状态中，弹簧均可以比杆更长。杆可以包括第一杆区段和第二杆区段，第一杆区段保持刷支架，弹簧附接至第二杆区段。弹簧的另一侧附接至基座。基座枢轴位于第一杆区段和第二杆区段之间。优选地，弹簧附接点和基座枢转轴线之间的第一线与刷支架枢转轴线和基座枢转轴线之间的第二线之间的角度在90°至120°之间的范围内，优选地在80°至120°之间的范围内。利用这种构造，可以改变力的方向并且可以减小整体尺寸。利用杆区段的长度不同，也可以修改力的大小。优选的是，第二杆区段比第一杆区段更短。在刷支架包括至少两个刷固定装置并且刷支架枢轴布置在刷固定装置之间的优选实施例中，刷支架将枢转至使得两个刷均被按压在滑动轨道上的位置中。因此，这种可倾斜的双刷支架与滑动轨道的位置自动对准，并且可以容易地补偿刷架和滑动轨道之间的高度甚至相对位置的变化。可倾斜的双刷支架甚至可以补偿滑动轨道的表面内的侧向偏移。刷固定装置可以包括用于将刷安装至刷支架的套管或铆钉或孔或螺纹。固定装置还可以包括将刷胶合、钎焊或熔焊至刷支架的固定件。此外，刷可以被夹持或按压装配至刷支架。在另一实施例中，刷可以包括金属泡沫，该金属泡沫还可以包括银、金、铜、黄铜或具有良好接触特性的任何其他导电材料。优选地，可以使用开孔泡沫，但是闭孔泡沫也适合于该实施例。优选地，这种泡沫可以钎焊至铜或任何其他导电材料的薄片。优选地，第一刷固定装置和刷支架枢轴之间的距离比第二刷固定装置和刷支架枢轴之间的距离大至少10％，优选地20％至50％。在另一实施例中，利兹线设置在刷支架和基座之间。利兹线可以用于接触刷并且用于将电流引导至刷。优选的是，在螺旋弹簧内引导利兹线。这可以给弹簧带来附加阻尼，该附加阻尼可以改善机械特性。利兹线可以形成为带状线，该带状线可以是裸露的或隔绝的。进一步优选的是，杆是刚性杆。刚性或坚硬的杆可以允许在不使杆发生变形的情况下将高压力施加至刷。在另一实施例中，杆包括多个密封的中空空间以减小杆重量。杆可以包括泡沫、网状结构、蜂窝结构、桁架框架(Fachwerk)或具有沿力线的结构的轻质结构中的至少一种或类似的3D打印结构。应该存在封闭或密封的中空空间以避免杆的表面积较大，灰尘和碎屑可以粘附至该表面积。此外，如果需要高绝缘性，则可以避免可以在杆内聚集灰尘和碎屑的中空空间，因为聚集其中的导电灰尘可以减小电绝缘并且(由于灰尘材料而)将重量增加至杆。密封的中空空间减小了杆的重量和惯性，同时防止了导电碎屑的聚集。可以存在至少一侧封闭的结构。在替代实施例中，杆可以是弹性杆，该弹性杆优选地仅能够与刷支架枢转轴线和/或与柱形滑环的滑环旋转轴线和/或与盘形滑环的轨道表面正交地弯曲。此外，优选地，杆牢固地连接至基座。优选地，杆的弹簧常数被设计成使得杆在刷上产生所希望的力。此外，优选的是，刷支架通过刷支架枢轴连接至杆，枢转轴线与基座枢转轴线平行，如上文已经描述的。因此，该实施例也具有与上述实施例相同的优点。优选的是，杆包括弹性材料并且优选地包括弹簧式弹性材料。这可以是弹簧、钢或黄铜材料。同样优选的是，杆能够传导电流，这将简化刷的电连接。...

【技术保护点】
1.一种刷架(200)，包括由杆(220)保持在基座(210)处的刷支架(240)，其中/n所述杆(220)通过基座枢轴(221)可枢转地连接至所述基座(210)，所述基座枢轴具有基座枢转轴线(222)，并且/n弹簧(230)设置在所述基座(210)和所述杆(220)之间，/n其特征在于，/n所述杆(220)的移动被限制在与所述基座枢转轴线(222)正交的第一平面(400)内，/n所述刷支架(240)通过刷支架枢轴(223)连接至所述杆(220)，所述刷支架枢轴仅具有平行于所述基座枢转轴线(222)的第一枢转轴线。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180807 EP 18187738.21.一种刷架(200)，包括由杆(220)保持在基座(210)处的刷支架(240)，其中
所述杆(220)通过基座枢轴(221)可枢转地连接至所述基座(210)，所述基座枢轴具有基座枢转轴线(222)，并且
弹簧(230)设置在所述基座(210)和所述杆(220)之间，
其特征在于，
所述杆(220)的移动被限制在与所述基座枢转轴线(222)正交的第一平面(400)内，
所述刷支架(240)通过刷支架枢轴(223)连接至所述杆(220)，所述刷支架枢轴仅具有平行于所述基座枢转轴线(222)的第一枢转轴线。


2.一种刷架(200)，包括由杆(220)保持在基座(210)处的刷支架(240)，其中
所述杆(220)通过基座枢轴(221)可枢转地连接至所述基座(210)，所述基座枢轴具有基座枢转轴线，并且
弹簧(230)设置在所述基座(210)和所述杆(220)之间，
其特征在于，
所述刷支架(240)至少包括第一刷固定装置(241)和第二刷固定装置(242)，其中所述刷支架枢轴(223)位于所述第一刷固定装置(241)和所述第二刷固定装置(242)之间，并且
所述第一刷固定装置(241)和所述刷支架枢轴(223)之间的距离大于所述第二刷固定装置(242)和所述刷支架枢轴(223)之间的距离。


3.根据权利要求2所述的刷架(200)，
其特征在于，
所述第一刷固定装置(241)和所述刷支架枢轴(223)之间的距离比所述第二刷固定装置(242)和所述刷支架枢轴(223)之间的距离大至少10％，优选地20％至50％。


4.根据前述权利要求中任一项所述的刷架(200)，
其特征在于，
所述刷支架(240)的移动被限制至所述第一平面(400)。


5.根据前述权利要求中任一项所述的刷架(200)，
其特征在于，
所述刷支架(240)能够围绕平行于所述基座枢转轴线的轴线在30°、优选地20°、并且最优选地10°、的角度范围内自由枢转。


6.根据前述权利要求中任一项所述的刷架(200)，
其特征在于，
所述刷支架枢轴(223)的第一侧上的有效刷接触面积比所述刷支架枢轴(223)的第二侧上的有效刷接触面积大至少10％，优选地20％至50％。


7.一种刷架(200)，包括由杆(220)保持在基座(210)处的刷支架(240)，其中
所述杆(220)通过基座枢轴(221)可枢转地连接至所述基座(210)，所述基座枢轴具有基座枢转轴线，并且
弹簧(230)设置在所述基座(210)和所述杆(220)之间，
其特征在于，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·卡茨，P·海因布赫，C·霍尔茨阿普费尔，M·多尔，
申请(专利权)人：史莱福灵有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE