集電環(huán)單元以及用于檢測(cè)集電環(huán)單元的狀態(tài)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于傳輸電流(S)的集電環(huán)單元，其中第一構(gòu)件組和第二構(gòu)件組(1，2)能相對(duì)彼此旋轉(zhuǎn)地布置。集電環(huán)單元具有第一滑道和第二滑道(S1，S2)，在不同的旋轉(zhuǎn)位置上電刷(1.1，1.2)與集電環(huán)(2.1，2.2；2.1′)沿著滑道(S1，S2)中的一個(gè)相接觸。第一構(gòu)件組(1)具有第一接口(10)和用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的電路(1.6)，而第二構(gòu)件組(2)具有第二接口(20)。電流(S)能夠通過第一滑道(S1)由第一接口(10)傳輸?shù)降诙涌?20)，電壓(U)能夠通過第二滑道(S2)傳輸?shù)诫娐?1.6)。集電環(huán)單元設(shè)置為使得第一滑道(S1)與第二滑道(S2)電連接。
【專利說(shuō)明】
集電環(huán)單元以及用于檢測(cè)集電環(huán)單元的狀態(tài)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種集電環(huán)單元以及一種用于監(jiān)測(cè)集電環(huán)單元的狀態(tài)的方法。
[0002]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的、用于在兩個(gè)能相對(duì)彼此旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件組之間傳輸電流的集電環(huán)單元以及一種根據(jù)權(quán)利要求8的、特別是用于風(fēng)力設(shè)備的、用于監(jiān)測(cè)這種集電環(huán)單元的狀態(tài)的方法。
[0003]集電環(huán)單元通常包括兩個(gè)構(gòu)件組、即定子和轉(zhuǎn)子。定子通常包括電刷，相反，轉(zhuǎn)子大多具有一組集電環(huán)。在運(yùn)行中電刷沿著所謂的滑道與旋轉(zhuǎn)的集電環(huán)滑動(dòng)地接觸。這種集電環(huán)單元使用在多個(gè)【技術(shù)領(lǐng)域】，以便將電信號(hào)或電功率從位置固定傳輸?shù)叫D(zhuǎn)的電子單元上。
[0004]例如這種集電環(huán)單元構(gòu)造在風(fēng)力設(shè)備的轉(zhuǎn)子套筒或吊艙中，例如用于為驅(qū)動(dòng)裝置傳輸控制信號(hào)和/或電信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)裝置用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子葉片的迎角。
[0005]剛好在這種高質(zhì)量的設(shè)備或機(jī)器中重要的是，不會(huì)由于集電環(huán)單元降低了該設(shè)備或機(jī)器的可用性。

【背景技術(shù)】
[0006]在專利文獻(xiàn)US 6 034 531中公開了一種用于對(duì)直升機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片加熱裝置的滑動(dòng)電觸點(diǎn)的進(jìn)行摩擦監(jiān)測(cè)的裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于，提出一種集電環(huán)單元，以簡(jiǎn)單的和經(jīng)濟(jì)的方式監(jiān)測(cè)該集電環(huán)單元的狀態(tài)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，該目的通過權(quán)利要求1或8的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0009]用于傳輸電流的集電環(huán)單元包括第一構(gòu)件組和第二構(gòu)件組，其中兩個(gè)構(gòu)件組能相對(duì)彼此繞著軸線旋轉(zhuǎn)地來(lái)布置或支承。此外集電環(huán)單元具有至少一個(gè)第一和第二滑道。集電環(huán)單元設(shè)置為使得經(jīng)過不同的旋轉(zhuǎn)位置時(shí)電刷沿著所述滑道中的一個(gè)與集電環(huán)相接觸。第一構(gòu)件組具有第一電接口和用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的電路。第二構(gòu)件組具有第二電接口。在此，電流能夠通過第一滑道由第一接口傳輸?shù)降诙涌诨蛘唠娏髁鬟^第一滑道。電壓能夠通過第二滑道傳輸?shù)诫娐?。集電環(huán)單元設(shè)置為使得第一滑道與第二滑道電連接。電路具有用于產(chǎn)生檢測(cè)電流的電源，其中集電環(huán)單元設(shè)置為使得檢測(cè)電流流過第一滑道和第二滑道，其中這個(gè)電流回路能夠通過開關(guān)裝置來(lái)接通，該開關(guān)裝置通過計(jì)算單元的信號(hào)來(lái)觸發(fā)。
[0010]也就是說(shuō)集電環(huán)單元設(shè)置用于將電流通過第一滑道從第一接口傳輸?shù)降诙涌诓⑶矣糜趯㈦妷和ㄟ^第二滑道傳輸?shù)诫娐贰?br> [0011]電流這一概念在下文中理解為電信號(hào)(即具有最小電流強(qiáng)度的電流)或者也理解為用于傳輸電功率的電流。
[0012]可拆卸的連接例如插接式連接器或電子耦合器或壓合接頭可以用作接口，或者然而也根據(jù)條件使用可拆卸的或不可拆卸的電連接、例如錫焊或釬焊接頭。
[0013]在本發(fā)明的進(jìn)一步方案中，該電路可以具有裝置、例如開關(guān)裝置或用于斷開和/或接通檢測(cè)電流的開關(guān)、特別是半導(dǎo)體。
[0014]第一滑道與第二滑道的電連接可以通過導(dǎo)線來(lái)實(shí)現(xiàn)或者通過以下方式使得滑道布置在同一個(gè)導(dǎo)電的集電環(huán)上。第一滑道與第二滑道的電連接有利地具有低電阻，從而第一滑道和第二滑道實(shí)際具有相同的電勢(shì)。
[0015]也就是說(shuō)滑道是一個(gè)面，在第一和第二構(gòu)件組之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)中電刷和集電環(huán)沿著該面相接觸。因此在相對(duì)旋轉(zhuǎn)中沿著滑道滑動(dòng)地連續(xù)地建立電接觸。這個(gè)面或這個(gè)滑道尤其可以環(huán)繞地布置在集電環(huán)的圓柱狀的外周面上。可替換地例如在所謂的圓盤集電環(huán)中，該滑道可以環(huán)繞地在圓柱狀的端面上延伸，或者多個(gè)滑道可以與軸線同軸地以不同的直徑來(lái)布置。
[0016]第一構(gòu)件組通常用作定子，而第二構(gòu)件組作為轉(zhuǎn)子來(lái)工作。
[0017]集電環(huán)單元尤其可以構(gòu)造為使得第一構(gòu)件組具有多個(gè)電刷和第二構(gòu)件組具有至少一個(gè)由導(dǎo)電材料、特別是金屬構(gòu)成的集電環(huán)。在這種情況中，滑道布置在同一個(gè)集電環(huán)上，該集電環(huán)與多個(gè)電刷、特別是兩個(gè)電刷相接觸。
[0018]可替換地集電環(huán)單元可以構(gòu)造為使得第二構(gòu)件組具有至少一個(gè)由導(dǎo)電材料構(gòu)成的電刷，并且第一構(gòu)件組具有多個(gè)集電環(huán)。在這種情況中，滑道沿著同一個(gè)電刷延伸，該電刷與兩個(gè)或更多的集電環(huán)接觸。
[0019]因此集電環(huán)單元可以構(gòu)造為使得第一構(gòu)件組具有多個(gè)電刷并且第二構(gòu)件組具有至少一個(gè)集電環(huán)，或者第二構(gòu)件組具有至少一個(gè)電刷并且第一構(gòu)件組具有多個(gè)集電環(huán)。
[0020]電刷和集電環(huán)有利地由金屬、特別是由黃銅、青銅、特種鋼或貴金屬的合金構(gòu)成。優(yōu)選地，電刷和集電環(huán)至少在第一滑道的區(qū)域中具有銀合金。
[0021]此外，然而所述滑道也可以布置在不同的集電環(huán)上，集電環(huán)通過導(dǎo)體電連接。
[0022]在本發(fā)明的另一個(gè)構(gòu)造方案中，用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的電路包括用于測(cè)量通過第二滑道傳輸?shù)碾妷旱难b置。可替換地或補(bǔ)充地，該電路包括用于測(cè)量通過第一滑道傳輸?shù)碾娏骱?或檢測(cè)電流的裝置。集電環(huán)單元特別是可以設(shè)置為使得在運(yùn)行期間傳輸電流或信號(hào)并且同時(shí)流過檢測(cè)電流，從而在連續(xù)的運(yùn)行期間、特別是在預(yù)定的檢測(cè)時(shí)間間隔期間實(shí)現(xiàn)集電環(huán)單元的狀態(tài)的判斷。
[0023]在本發(fā)明的改進(jìn)方案中，集電環(huán)單元可以具有多個(gè)電刷和多個(gè)集電環(huán)并且因此具有多個(gè)滑道，其中可以沒有電壓通過至少一個(gè)滑道傳輸?shù)诫娐?。雖然集電環(huán)單元可以具有多個(gè)滑道或集電環(huán)以及電刷，從而在接口之間設(shè)置多個(gè)電流通路，不需要通過狀態(tài)監(jiān)測(cè)來(lái)觀測(cè)這些所有的電流通路。當(dāng)相應(yīng)地檢測(cè)選擇的電流通路或信號(hào)通路或者選擇的滑道時(shí)，通常是足夠的。從第一接口傳輸?shù)降诙涌诘碾娏饔欣貥?gòu)造為電信號(hào)。因此第一滑道配屬于一個(gè)信號(hào)通路。在這種情況中，特別是檢測(cè)電流大于從第一接口傳輸?shù)降诙涌诘碾娏鳌?br> [0024]集電環(huán)單元有利地設(shè)置用于輸送旋轉(zhuǎn)傳感器的傳感器測(cè)量信號(hào)。旋轉(zhuǎn)傳感器特別是可以集成在集電環(huán)單元中。旋轉(zhuǎn)傳感器理解為用于測(cè)量在第一和第二構(gòu)件組之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置。旋轉(zhuǎn)傳感器也可以構(gòu)造為使得這個(gè)旋轉(zhuǎn)傳感器可替換地或補(bǔ)充地相對(duì)于當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)位置輸出第一和第二構(gòu)件組之間的轉(zhuǎn)數(shù)，該轉(zhuǎn)數(shù)在確定的時(shí)間間隔內(nèi)實(shí)現(xiàn)。集電環(huán)單元可以設(shè)置為使得旋轉(zhuǎn)傳感器的測(cè)量信號(hào)能夠在監(jiān)測(cè)狀態(tài)過程中能夠輸送用于繼續(xù)評(píng)估的電路的旋轉(zhuǎn)傳感器的測(cè)量信號(hào)。
[0025]集電環(huán)單元特別是可以構(gòu)造為使得所述集電環(huán)在軸線的方向上彼此錯(cuò)開地來(lái)布置。
[0026]根據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種監(jiān)測(cè)集電環(huán)單元的狀態(tài)的方法。在此集電環(huán)單元包括第一和第二構(gòu)件組，其中這兩個(gè)構(gòu)件組能相對(duì)彼此繞著軸線旋轉(zhuǎn)地來(lái)布置。集電環(huán)單元具有第一滑道和第二滑道并且設(shè)置為使得經(jīng)過不同的旋轉(zhuǎn)位置時(shí)電刷沿著滑道與集電環(huán)相接觸，從而將電流通過第一滑道從第一構(gòu)件組的第一接口傳輸?shù)降诙?gòu)件組的第二接口。在此，電壓通過第二滑道傳輸?shù)诫娐?。通過該電路以這種方式進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)使得基于電壓測(cè)定集電環(huán)單元的狀態(tài)的特征值。在此，該電路具有用于產(chǎn)生檢測(cè)電流的電源，并且集電環(huán)單元設(shè)置為使得檢測(cè)電流流過第一滑道和第二滑道，其中這個(gè)電流回路能夠通過開關(guān)裝置來(lái)接通，該開關(guān)裝置通過計(jì)算單元的信號(hào)來(lái)觸發(fā)。
[0027]有利地確定或測(cè)量檢測(cè)電流的數(shù)值，該檢測(cè)電流通過第一滑道來(lái)傳輸或者流過第一滑道，其中輸送用于監(jiān)測(cè)狀態(tài)的電路的這個(gè)測(cè)量值，從而用于監(jiān)測(cè)狀態(tài)的電路以這種方式來(lái)進(jìn)行使得基于電壓和通過第一滑道傳輸?shù)臋z測(cè)電流來(lái)測(cè)定集電環(huán)單元的狀態(tài)的特征值。
[0028]在本發(fā)明的另一個(gè)構(gòu)造方案中，檢測(cè)電流可以通過電源來(lái)產(chǎn)生，該檢測(cè)電流特別是僅僅暫時(shí)地傳導(dǎo)經(jīng)過第一滑道和第二滑道，而在其他情況下這種檢測(cè)電流不流通(經(jīng)過第一滑道和第二滑道)。
[0029]當(dāng)檢測(cè)電流僅僅暫時(shí)地傳導(dǎo)經(jīng)過第一滑道和第二滑道，在這段時(shí)間期間、即在檢測(cè)電流流過第一滑道和第二滑道期間可以確定檢測(cè)電流的數(shù)值。
[0030]此外通過這個(gè)電路能夠以這種方式進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)使得基于通過第二滑道傳輸?shù)诫娐返碾妷阂约爸辽偻ㄟ^第一滑道的電流，測(cè)定集電環(huán)單元的狀態(tài)的特征值。接觸電阻和/或噪聲電平特別是在傳輸電流中被確定并且用作特征值。這種特征值或參數(shù)可以給出關(guān)于集電環(huán)單元的狀態(tài)的信息。
[0031]此外可以測(cè)量第一和第二構(gòu)件組之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置或者第一和第二構(gòu)件組之間的轉(zhuǎn)數(shù)。接著由此得出的測(cè)量信號(hào)可以輸送給電路，從而通過該電路以這種方式進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)使得基于電壓和測(cè)量信號(hào)來(lái)測(cè)定集電環(huán)單元的狀態(tài)的特征值?？梢詫?duì)于確定的時(shí)間間隔來(lái)測(cè)定轉(zhuǎn)數(shù)，這個(gè)數(shù)值可以采用從集電環(huán)單元的運(yùn)行開始直至相應(yīng)地當(dāng)前的時(shí)間點(diǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)的數(shù)值。同樣在測(cè)量期間在形成特征值時(shí)或者為了判斷集電環(huán)單元的狀態(tài)可以考慮轉(zhuǎn)數(shù)或轉(zhuǎn)速。
[0032]在本發(fā)明的其他的構(gòu)造方案中，本發(fā)明可以例如借助濕度傳感器來(lái)測(cè)量相對(duì)濕度。相對(duì)濕度的測(cè)量值輸送給電路。此外在集電環(huán)單元中布置溫度傳感器，從而例如可以進(jìn)行精確的露點(diǎn)測(cè)定(Taupunktermittlung)。特別是為了找到干擾的原因也可以在集電環(huán)單元中布置振動(dòng)傳感器，該振動(dòng)傳感器的信號(hào)會(huì)輸送給用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的電路。
[0033]通過這個(gè)電路能夠執(zhí)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)使得基于電壓和相對(duì)濕度和/或溫度和/或測(cè)定的露點(diǎn)和/或振動(dòng)信號(hào)來(lái)測(cè)定集電環(huán)單元的狀態(tài)的特征值。
[0034]特別是可以在集電環(huán)單元中存儲(chǔ)極限值，該極限值通過電路與集電環(huán)單元的狀態(tài)的特征值相比較，其中在超過集電環(huán)單元的極限值時(shí)發(fā)出警報(bào)。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，集電環(huán)單元可以使用在風(fēng)力設(shè)備的吊艙中，特別是用于為調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子葉片的電驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)傳輸控制信號(hào)和/或電流。
[0036]本發(fā)明的有利的構(gòu)造方案從從屬權(quán)利要求中得出。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0037]根據(jù)附圖由實(shí)施例的下述的說(shuō)明得出根據(jù)本發(fā)明的集電環(huán)單元的其他的細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)。
[0038]附圖示出:
[0039]圖1是集電環(huán)單元的縱剖面圖，
[0040]圖2a是在正常運(yùn)行期間根據(jù)第一實(shí)施例的集電環(huán)單元的元件的簡(jiǎn)圖，
[0041]圖2b是在監(jiān)測(cè)運(yùn)行期間根據(jù)第一實(shí)施例的集電環(huán)單元的元件的簡(jiǎn)圖，
[0042]圖3是在監(jiān)測(cè)運(yùn)行期間根據(jù)第二實(shí)施例的集電環(huán)單元的元件的簡(jiǎn)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0043]根據(jù)圖1，集電環(huán)單元包括能稱為定子的第一構(gòu)件組I和以下能作為轉(zhuǎn)子起作用的第二構(gòu)件組2。集電環(huán)單元用于在第一構(gòu)件組I的第一電接口 10和第二構(gòu)件組2的第二電接口 20之間多通道地傳輸電流。這兩個(gè)構(gòu)件組1，2能相對(duì)于彼此繞著軸線A旋轉(zhuǎn)地來(lái)布置。
[0044]第二構(gòu)件組2包括以下例如構(gòu)造為空心軸的軸2.9。首先基本上管狀的部件2.10徑向地位于軸第二構(gòu)件組2.9的外部，該部件例如可以由鋁來(lái)制造。此外托架管2.11接著徑向地在外部布置在該部件上，該托架管具有在軸向方向上延伸的間隙2.111。與軸線A同軸的旋轉(zhuǎn)的集電環(huán)2.1-2.4固定在電絕緣的托架管2.11上，該托架管優(yōu)選地可以由塑料或陶瓷來(lái)制造。為了簡(jiǎn)明在圖中取消了電線的圖示。盡管如此，在實(shí)施例中每個(gè)以軸向間隔彼此排列的集電環(huán)2.1-2.4在該集電環(huán)的內(nèi)側(cè)與電線連接，電線相應(yīng)地沿著間隙2.111在軸向方向上來(lái)布線并且接著穿過凹槽2.12和孔1.13來(lái)布線。因此電線與電接口 20的導(dǎo)線接通，該導(dǎo)線在此構(gòu)造為插接連接器并且安置在軸向的端部。
[0045]量具2.8在集電環(huán)單元2.1-2.4附近抗扭地安裝在托架管2.11上，在所述的實(shí)施例中，該量具構(gòu)造為基本管狀的。在所示的實(shí)施例中，量具2.8在徑向地位于該量具外側(cè)的外周面上具有磁性的分度或刻度。這種布置構(gòu)造為使得量具2.8按照集電環(huán)2.1-2.4的順序排列并且因此與軸線A同軸地以軸向的偏移部相對(duì)于集電環(huán)2.1-2.4來(lái)安裝。
[0046]第一構(gòu)件組I包括電接口 10，該電接口在此以插銷連接器的形式來(lái)構(gòu)造。接口10(插銷連接器)具有多個(gè)在圖中虛線示出的導(dǎo)線插針，該導(dǎo)線插針與電線連接，為了簡(jiǎn)明，在圖1中未示出電線本身。所述電線穿過孔1.11在第一構(gòu)件組I的內(nèi)部被導(dǎo)向并且與導(dǎo)線電連接，該導(dǎo)線由絕緣材料固定在保持器1.10上。
[0047]電刷1.1-1.4固定在保持器1.10上，電刷配屬于第一構(gòu)件組I并且彈性地與集電環(huán)2.1-2.4相接觸。電刷1.1-1.4由金屬、特別是由銀合金來(lái)構(gòu)造。
[0048]此外用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的電路1.6以及掃描頭1.8位于保持器1.10上，該探測(cè)頭適用于例如借助磁阻傳感器來(lái)探測(cè)量具2.8。此外另一個(gè)傳感器1.7布置在保持器1.10上，該傳感器在此構(gòu)造為濕度傳感器。
[0049]第一構(gòu)件組I和第二構(gòu)件組2能借助滾動(dòng)軸承3相對(duì)彼此旋轉(zhuǎn)地來(lái)布置。滾動(dòng)軸承3包括外環(huán)3.1、內(nèi)環(huán)3.2以及滾動(dòng)體3.3和特別是滑動(dòng)的密封件3.4。
[0050]根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，集電環(huán)單元可以安裝在風(fēng)力設(shè)備的吊艙中并且用于在中心控制單元和轉(zhuǎn)子側(cè)的儀器X、例如變流器之間傳輸例如在數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)中的信號(hào)的意義下的電流S。例如為了驅(qū)控用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子葉片的迎角的電驅(qū)動(dòng)裝置或電動(dòng)機(jī)需要信號(hào)。此外用于供電的電流傳輸給用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子葉片的迎角的電驅(qū)動(dòng)裝置或電動(dòng)機(jī)。這種電驅(qū)動(dòng)裝置安裝在風(fēng)力設(shè)備的轉(zhuǎn)子套筒中并且因此隨著風(fēng)力設(shè)備的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。也就是說(shuō)集電環(huán)單元的第一部件組合I抗扭轉(zhuǎn)地與轉(zhuǎn)子套筒連接。
[0051]因?yàn)榧姯h(huán)單元的故障導(dǎo)致整個(gè)風(fēng)力設(shè)備的故障，所以重要的是監(jiān)測(cè)集電環(huán)單元的狀態(tài)，從而需要時(shí)在按計(jì)劃的維修間隔期間可以修理或更換這個(gè)集電環(huán)單元。
[0052]在圖2a，2b中示例性地示出集電環(huán)單元的簡(jiǎn)化的剖面圖，其中另外為了簡(jiǎn)明取消了絕緣環(huán)2.7的視圖。集電環(huán)單元設(shè)置為使得在不同的旋轉(zhuǎn)位置上電刷1.1-1.4中的一個(gè)分別沿著所謂的滑道SI，S2，S3，S4與集電環(huán)2.1-2.4相接觸。也就是說(shuō)來(lái)自集電環(huán)2.1-2.4的外周面的剖面圖在此可以理解為滑道，在圖2中所述滑道軸向地布置在虛線之間。在不同的旋轉(zhuǎn)位置上、例如在旋轉(zhuǎn)期間電刷1.1-1.4中的一個(gè)分別沿著這些滑道SI，S2，S3，S4中的一個(gè)與對(duì)應(yīng)的集電環(huán)2.1-2.4相接觸。在所述的實(shí)施例中，集電環(huán)2.1-2.4在滑道SI，S2，S3，S4的區(qū)域內(nèi)具有銀合金。
[0053]兩個(gè)集電環(huán)2.1，2.2通過導(dǎo)線2.6電連接，從而這些集電環(huán)2.1，2.2具有相等的電勢(shì)或被短路。
[0054]借助電刷1.1和集電環(huán)2.1，電流S通過第一滑道1.1從第一接口 10傳輸?shù)降诙涌?20。此外例如通過另一個(gè)電刷1.4并且通過另一個(gè)集電環(huán)2.4把電流i傳輸?shù)搅硪粋€(gè)負(fù)載。
[0055]在風(fēng)力設(shè)備的運(yùn)行中，例如由定子側(cè)的控制裝置把信號(hào)或電流S經(jīng)過接口 10導(dǎo)入集電環(huán)單元中并且通過電刷1.1沿著滑道SI滑動(dòng)地傳輸?shù)郊姯h(huán)2.1上。電流S經(jīng)過導(dǎo)線2.6流到相鄰的集電環(huán)2.2。這個(gè)集電環(huán)與第二接口 20電連接，該第二接口布置在第二構(gòu)件組2上。此外電子儀器X與這個(gè)第二接口 20連接。
[0056]為了獲得關(guān)于集電環(huán)單元的狀態(tài)的信息，在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)(例如每天一次)或者在確定的轉(zhuǎn)數(shù)之后，暫時(shí)地通過滑道I把檢測(cè)電流I從電刷1.1傳輸?shù)郊姯h(huán)2.1 (圖2b)。因?yàn)榧姯h(huán)2.1，2.2通過導(dǎo)線2.6連接，所以檢測(cè)電流I從集電環(huán)2.2流到電刷1.2。出于這個(gè)目的設(shè)置電源1.63，其中通過開關(guān)裝置1.65來(lái)接通相關(guān)的電流回路，該電流回路通過計(jì)算單元1.64的信號(hào)來(lái)觸發(fā)。因?yàn)榻佑|電阻是非常小的，所以電源1.63在相對(duì)低的電壓下提供直流電流。例如電池(優(yōu)選地為可充電的電池)可以作為電源1.63與電阻一起用于限制檢測(cè)電流I。
[0057]沿著滑道S2即從集電環(huán)2.2經(jīng)過電刷2.1建立至電路1.6的電連接，從而電壓U能夠經(jīng)過第二滑道S2從集電環(huán)2.2經(jīng)過電刷2.1傳輸?shù)诫娐?.6。在電刷1.1和1.2之間施加的電壓U通過第二測(cè)量裝置1.61來(lái)確定并且傳輸?shù)接?jì)算單元1.64。此外，檢測(cè)電流I的數(shù)值通過第二測(cè)量裝置1.62來(lái)確定，其中這個(gè)數(shù)值接著輸送到計(jì)算單元1.64。
[0058]此外，把借助探測(cè)頭1.8獲得的、關(guān)于實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)和已經(jīng)由集電環(huán)單元執(zhí)行的轉(zhuǎn)數(shù)的信息傳輸?shù)接?jì)算單元1.64。關(guān)于相對(duì)濕度的信息同樣轉(zhuǎn)送到計(jì)算單元1.64上，傳感器
1.7提供了相對(duì)濕度。
[0059]在計(jì)算單元1.64中，首先基于檢測(cè)電流I的測(cè)量的數(shù)值和電壓U確定作為的集電環(huán)單元的狀態(tài)的特征值的接觸電阻。剛好在集電環(huán)單元的第一運(yùn)行或試運(yùn)行階段中，這個(gè)基礎(chǔ)電阻是相對(duì)高的。然而根據(jù)經(jīng)驗(yàn)在集電環(huán)單元的繼續(xù)的運(yùn)行中，接觸電阻降回到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。通過引入已經(jīng)執(zhí)行的旋轉(zhuǎn)，可以例如確定使得集電環(huán)單元還處于試運(yùn)行階段，從而不必發(fā)出警報(bào)。同樣地為了判斷接觸電阻可以引入在集電環(huán)單元中的空氣的當(dāng)前測(cè)量的相對(duì)濕度，以便確定測(cè)量的接觸電阻是否應(yīng)該觸發(fā)警報(bào)。因此也就是說(shuō)可以通過引入所執(zhí)行的旋轉(zhuǎn)和/或空氣的相對(duì)濕度來(lái)確定集電環(huán)單元的狀態(tài)的簡(jiǎn)化的特征值。接著這個(gè)特征值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器1.66中并且隨時(shí)可以通過隨動(dòng)電子部件的相應(yīng)的接口來(lái)讀取。
[0060]根據(jù)圖3的第二實(shí)施例，集電環(huán)單元包括集電環(huán)2.Γ，該集電環(huán)在軸向方向上構(gòu)造為比較寬的，從而兩個(gè)電刷1.1，1.2沿著兩個(gè)軸向上間隔開的滑道SI和S2與集電環(huán)2.r相接觸。也就是說(shuō)兩個(gè)滑道SI，S2在集電環(huán)2.Γ上。集電環(huán)2.Γ由導(dǎo)電的金屬來(lái)制造并且沿著滑道SI，S2具有帶銀成分的涂層。因?yàn)榧姯h(huán)2.1'是導(dǎo)電的，所以可以取消用于使第一滑道SI與第二滑道S2電連接的單獨(dú)的導(dǎo)線。在這種結(jié)構(gòu)中，檢測(cè)電流I通過電刷1.1滑動(dòng)地沿著滑道SI傳輸?shù)郊姯h(huán)2.Γ上。集電環(huán)2.Γ與第二接口 20電連接，該第二接口布置在第二構(gòu)件組2上。電子儀器X又與第二接口 20連接。通過在集電環(huán)
2.1i上的第二滑道S2，電壓U能夠從集電環(huán)2.1經(jīng)過電刷2.1傳輸?shù)诫娐?.6。
[0061]此時(shí)在電路1.6中可以相應(yīng)于第一實(shí)施例執(zhí)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，從而基于電壓U測(cè)定集電環(huán)單元的狀態(tài)的特征值必要時(shí)包括所執(zhí)行的旋轉(zhuǎn)或在集電環(huán)單元中的空氣的相對(duì)濕度。
【權(quán)利要求】
1.一種用于傳輸電流(S)的集電環(huán)單兀，包括第一構(gòu)件組和第二構(gòu)件組(I, 2),其中兩個(gè)構(gòu)件組(1，2)能相對(duì)彼此圍繞著軸線(A)旋轉(zhuǎn)地布置，并且所述集電環(huán)單元具有第一滑道和第二滑道(SI，S2)并且所述集電環(huán)單元設(shè)置為使得在經(jīng)過不同的旋轉(zhuǎn)位置時(shí)，電刷(1.1,1.2)與集電環(huán)(2.1,2.2 ；2.1')沿著滑道(SI，S2)中的一個(gè)相接觸，其中 -所述第一構(gòu)件組(I)具有第一接口(10)和用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的電路(1.6)，并且 -所述第二構(gòu)件組(2)具有第二接口(20)，其中 所述電流(S)能夠通過所述第一滑道(SI)由所述第一接口(10)傳輸?shù)剿龅诙涌?20)， 電壓(U)能夠通過所述第二滑道(S2)傳輸?shù)剿鲭娐?1.6)，并且 所述集電環(huán)單元設(shè)置為使得所述第一滑道(SI)與所述第二滑道(S2)電連接，其中 所述電路(1.6)具有用于產(chǎn)生檢測(cè)電流(I)的電源(1.63)并且所述集電環(huán)單元設(shè)置為使得所述檢測(cè)電流(I)流過所述第一滑道(SI)和所述第二滑道(S2)，其中這個(gè)電流回路能夠通過開關(guān)裝置(1.65)來(lái)接通，所述開關(guān)裝置通過計(jì)算單元(1.64)的信號(hào)來(lái)觸發(fā)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集電環(huán)單元，其中所述滑道(S1，S2)布置在一個(gè)或同一個(gè)集電環(huán)(2.廣)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集電環(huán)單元，其中所述滑道(SI，S2)布置在不同的集電環(huán)(2.1-2.5)上，所述集電環(huán)通過導(dǎo)線(2.6)電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集電環(huán)單元，其中所述電路(1.6)包括用于測(cè)量所述電壓(U)的裝置(1.61)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集電環(huán)單元，其中所述電路(1.6)包括用于測(cè)量所述檢測(cè)電流⑴的裝置(1.62)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集電環(huán)單元，其中所述集電環(huán)單元設(shè)置為使得旋轉(zhuǎn)傳感器的(1.8,2.8)的傳感器(1.8)的測(cè)量信號(hào)能夠輸送到所述電路(1.6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集電環(huán)單元，其中為了測(cè)量所述第一構(gòu)件組和所述第二構(gòu)件組(1，2)之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置或者所述第一構(gòu)件組和所述第二構(gòu)件組(1，2)之間的轉(zhuǎn)數(shù)，所述集電環(huán)單元具有旋轉(zhuǎn)傳感器(1.8，2.8)，其中所述旋轉(zhuǎn)傳感器的(1.8，2.8)的測(cè)量信號(hào)能夠輸送到所述電路(1.6)。
8.一種用于監(jiān)測(cè)集電環(huán)單元的狀態(tài)的方法，其中 -所述集電環(huán)單元包括所述第一構(gòu)件組和所述第二構(gòu)件組(1，2)，并且兩個(gè)構(gòu)件組(1，2)能相對(duì)彼此圍繞軸線(A)旋轉(zhuǎn)地布置， -所述集電環(huán)單元具有第一滑道和第二滑道(S1，S2)并且所述集電環(huán)單元設(shè)置為使得經(jīng)過不同的旋轉(zhuǎn)位置時(shí)電刷(1.1,1.2)與集電環(huán)(2.1,2.2 ；2.1!)沿著滑道(S1，S2)中的一個(gè)相接觸，從而電流(S)通過所述第一滑道(SI)由所述第一構(gòu)件組(I)的第一接口(10)傳輸?shù)剿龅诙?gòu)件組(2)的第二電流接口(20)，其中 -電壓⑶通過所述第二滑道(S2)傳輸?shù)诫娐?1.6)， -通過所述電路(1.6)執(zhí)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，使得基于所述電壓(U)測(cè)定用于所述集電環(huán)單元的所述狀態(tài)的特征值，其中所述電路(1.6)具有用于產(chǎn)生檢測(cè)電流(I)的電源(1.63)，并且所述集電環(huán)單元設(shè)置為使得所述檢測(cè)電流(I)流過所述第一滑道(SI)和所述第二滑道(S2)，其中這個(gè)電流回路能夠通過開關(guān)裝置(1.65)來(lái)接通，所述開關(guān)裝置通過計(jì)算單元(1.64)的信號(hào)來(lái)觸發(fā)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中由所述電源(1.63)產(chǎn)生的所述檢測(cè)電流(I)傳導(dǎo)經(jīng)過所述第一滑道(SI)和所述第二滑道(S2)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述檢測(cè)電流(I)僅僅暫時(shí)地傳導(dǎo)經(jīng)過所述第一滑道(SI)和所述第二滑道(S2)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于監(jiān)測(cè)集電環(huán)單元的狀態(tài)的方法，其中 -測(cè)量所述第一構(gòu)件組和所述第二構(gòu)件組(1，2)之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置或者所述第一構(gòu)件組和所述第二構(gòu)件組(1，2)之間的轉(zhuǎn)數(shù)，并且將由此產(chǎn)生的測(cè)量信號(hào)輸送到所述電路(1.6)，并且 -通過所述電路(1.6)執(zhí)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，使得基于所述電壓(U)和所述測(cè)量信號(hào)測(cè)定用于所述集電環(huán)單元的所述狀態(tài)的特征值。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于監(jiān)測(cè)集電環(huán)單元的狀態(tài)的方法，其中 -測(cè)量相對(duì)濕度并且將所述相對(duì)濕度的測(cè)量值輸送到所述電路(1.6)，并且 -通過所述電路(1.6)執(zhí)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，使得基于所述電壓(U)和所述相對(duì)濕度測(cè)定所述集電環(huán)單元的所述狀態(tài)的特征值。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于監(jiān)測(cè)集電環(huán)單元的狀態(tài)的方法，其中在所述集電環(huán)單元中存儲(chǔ)極限值，所述極限值通過所述電路(1.6)與用于所述集電環(huán)單元的所述狀態(tài)的特征值相比較，其中在超過所述集電環(huán)單元的所述極限值時(shí)發(fā)出警報(bào)。
【文檔編號(hào)】H01R43/00GK104426039SQ201410413334
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
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