除去磨損物質的滑動接觸組件的製作方法

2023-07-17 00:04:51 2

專利名稱：除去磨損物質的滑動接觸組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種滑動接觸組件，並且具體地說，涉及一種用於除 去由沿著接觸導軌滑動接觸運動所形成的顆粒和磨損物質的系統。滑 動接觸組件被用於電氣連接，並且具體地說，用於在兩個彼此相對可 運動的單元之間傳輸信號。這裡，電刷電氣接觸滑軌，並且可相對於 其運動。基本上，電刷可根據導軌的配置進行線性或旋轉運動。術語 電刷元件或電刷這裡用來表示任何刷形、線形、或銷形觸點，該觸點 可以由金屬、導電塑性材料、碳質材料、和現有技術中已知的其它材 料製成。必需的是，觸點具有至少最小導電性。滑軌通常由諸如黃銅 或不鏽鋼之類的金屬構成。然而，該滑軌也可由其它材料製成，例如 由電阻材料製成。由於在電刷與滑軌之間的機械運動，因而磨損出小 顆粒。因為這些顆粒源於電刷或滑軌的接觸材料，所以它們通常具有 良好的導電性。這些顆粒形成細粉塵沉積在滑動接觸組件和其它構造 元件的絕緣材料上。因此絕緣性能最終被顯著損壞。這最終可導致短 路和燒毀絕緣材料。類似地，上述情況可導致其它元件發生故障或損 壞，特別是電氣或電子元件。為了防止這種情況，必須頻繁地在較短 相隔時間內進行定期維護。這種維護工作耗時多且成本高，因為牢固 粘附的粉塵也必須從系統的最小凹口中除去。
背景技術：
用於計算機控制斷層裝置的滑環系統公開在JP06 005 340中。電 能的傳輸藉助於沿環運行的電刷實現。單獨布置的除塵單元包括集塵 容器和管，經由該管利用抽吸除去粉塵。
用於計算機控制斷層裝置的滑環系統，例如如在DE 10 543 383 B4中所述的那樣包括滑環導軌，其電刷適合於沿導軌運行；還有磨損物質收集裝置。該磨損物質收集裝置適合於產生靜電。已經發現， 這種配置，特別是關於在滑軌上具有較大電流負荷並因此具有增加數 量的電刷的較新計算機控制斷層裝置不再能夠消除形成的磨損物質。發明內容實現這個目標在獨立的專利權利要求中有所闡述。本發明的進一 步發展形成從屬權利要求的主題。本發明的目的包括進一步改進滑動接觸組件，以便收集特別是由 電刷在滑軌上的滑動形成的磨損物質和汙物，並因而避免對環境的強 烈汙染。此外，本發明的裝置預定延長在維護工作之間的間隔時間。本發明的裝置包括滑動接觸組件，其具有至少一個滑軌；和刷 座，用於容納至少一個電刷，所述至少一個電刷布置成與滑軌機械齧 合和電氣接觸。此外，設置一種用於從所述至少一個電刷或所述至少 一個滑軌收集磨損顆粒和其它材料的收集容器。此外，設置一蓋，以 基本上容納一刷座和所述至少一個電刷。該蓋具有與滑軌的路線平行 延伸的壁，以將滑軌與電刷塊和所述至少一個電刷橫向封裝在一起。 如果是巨大滑動接觸組件，則蓋不會封裝整個滑軌的長度，而是只封 裝優選與在滑軌上運行的電刷組件的長度相對應的部分。收集容器設 置在蓋的一側上，以使由運動產生 的空氣流傳導到這個收集容器中。按照本發明，蓋5或還有保護殼體圍繞滑動接觸組件的那些部分 放置，在這些部分中產生和散布磨損物質。這些部分是與滑軌2相關 的滑動電刷1的接觸面。此外，還包括有這些表面的下遊側的一部分。 當滑軌相對於滑動電刷l運動時，磨損材料被噴射到周圍空間中，並 且進一步主要由在箭頭7的方向上的空氣流夾帶。這種情況表示在圖 l和3中。收集容器4布置在滑動電刷與滑軌2之間接觸點的下遊， 以便捕集磨損材料。當滑軌2迅速運動時，如在例如計算機控制斷層 裝置中所用的滑環的情況那樣，由此產生沿滑軌2的表面運動的空氣 流。用於覆蓋滑動接觸組件的蓋5在這裡同時起到空氣引導通道的作 用。這樣將夾帶磨損顆粒的空氣流引導到收集容器4中。由於材料的收集，減小了散布到滑動接觸組件周圍環境中磨損材料的量。為了改進或增強由滑軌2運動產生的空氣流，按照本發明可以設置葉片12。 這些葉片優選地連接到支承件11上，該支承件11裝有滑軌2。收集 容器也可經諸如管子或軟管之類的另外空氣引導元件連接到蓋上。此外，有可能例如通過經供氣管線8送進額外的空氣來增強通過 蓋5的空氣流。因此例如，這裡可設置壓縮機或者也可設置風扇。類 似地，可設置風扇代替供氣管線8。在用於增加空氣流的葉片的情況 下，可設置開口代替供氣管線8，該開口可能具有用於將由葉片12產 生的空氣流引入到蓋5中的空氣引導面。作為替換方案，也可以在蓋 5或收集容器4的出口側上提供負壓。類似地，過壓和負壓的組合也 是可能的。此外，有利的是，在蓋5內部設有用於在收集容器的方向上引導 空氣流的空氣引導板IO。有利地，蓋5優選地包括金屬片。因此，該金屬片可同時用作電 屏蔽。另外，金屬表面能防止產生靜電。然而，除高歐姆之外，具有 一千歐姆到10兆歐姆之間的表面電阻的不良導電錶面可被使用，例如 象塗漆或另一種形式的表面塗層。在這種情況下，可以排除在接觸其 它金屬件時發生短路的危險。此外還可避免從周圍空氣中吸引靜電粉 塵。特別有利的是，在蓋5的內部具有這種不良導電錶面。由此防止 粉塵在它已被輸送到收集容器4之前而沉積在蓋5的內部。可替換地， 蓋也可以由絕緣材料製成，例如由合成材料製成。這裡，如以前所述 的那樣也能提供導電錶面。電刷塊3可以是蓋5的一部分。可替換地， 它也可由蓋封裝。用於引導空氣的蓋5和板10的內壁應當設計成使它 們沒有粉塵能沉積在其上的銳邊和凹進部分。空氣引導板10可布置成 將空氣流引導離開蓋5的內角，以便在那裡不能形成渦流。蓋5的內 表面、空氣引導板IO、收集容器4和滑軌的支承件11可以設有排斥 面。這可以是例如具有荷花效應(lotus effect)或其它孩i米和納米顆 粒結構的表面。此外，至少一個邊緣或其它結構可以設置在蓋內，以 產生紊流空氣流。這種紊流可有助於從表面、滑軌或其支承件、或電7刷組件的一部分上除去汙垢顆粒。收集容器優選地是粉塵過濾器，該粉塵過濾器布置在蓋5的下遊。 收集容器可包含靜電過濾器或駐極體過濾器。在本發明的另 一個實施 例中，收集容器4可包含保持汙垢顆粒的材料，例如編織織物或絲絨。 此外，收集容器可設有例如在真空吸塵器中所用的集塵袋。優選地， 集塵袋是可更換的，或者容納在可更換盒中。這種盒能以簡單方式更 換和/或清潔。此外，收集容器4可設有抗粘附塗層。塗層包括荷花效 應塗層和/或與微米和納米顆粒的其它組合物。在本發明的另一個實施 例中，收集容器可設有用於偏轉收集容器內部空氣流的至少一個引導 面。這些引導面也可用來產生紊流。因此可改進粉塵在收集容器內的 沉積。在本發明的另一個實施例中，設置活片或葉片，以按照轉動方向 偏轉空氣流。此外，由轉動件產生的空氣流可用來將空氣吹入或抽出 收集容器。優選地，收集容器的下側設計成容納由於重力向下降落的 汙垢顆粒。這裡可i殳置用於接收顆粒的特殊表面，該表面優選地由例 如像聚氨酯泡沫、或編織織物、或絲絨之類的多孔材料製成。在本發明的另一個實施例中，設置依靠滑軌主動或被動適應空氣 流的裝置。這可例如通過採用葉片活片、或還通過控制鼓風機的吹風 方向、或藉助於蓋5另一側上的另一個過濾器來實現。例如，可為蓋 5的相對側上的兩個轉動方向設置過濾器和/或收集容器4。因此，通 過採用活片也可實現使空氣流適應轉動速度和/或轉動方向。於是，在 所有情況下依靠轉動方向和轉動速度也可使進入或通過過濾器的空氣 流最大化，以便保證顆粒的最佳清除。然而另一方面，也可提供流速 的限制，以避免在較高轉速下的流動噪聲。在配置的空氣流中的任何 所需位置都可設置用於空氣流的主動或被動適應的這些裝置。關。這種空氣流由於電刷塊相對於滑軌和/或周圍介質的運動可能產 生，或者由於滑軌相對於電刷塊的運動也會產生。空氣流的方向總是 從上遊到下遊。


在下文中，作為示例、沒有對總發明概念的限制、通過實施例的 示例並參照附圖描述本發明。圖l表示本發明的滑動接觸組件整個實施例的縱向橫截面圖。圖2表示從圖1中裝置的左側所看到的沿圖l線A-A的橫向橫截 面圖。圖3表示本發明的滑動接觸組件另一整個實施例的縱向橫截面圖。圖4表示具有紊流空氣流的收集容器。
具體實施方式
圖1表示本發明的裝置的部分視圖。這裡設置例如四個電刷，這 四個電刷每個均容納在管座13中。滑動接觸組件包括至少一個電刷。 然而，根據將要承載的電流，該滑動接觸組件也可以包括大量電刷， 例如20個電刷。如果同時提供多個電流通路或者還有信號通路，則對 每個通路單獨地設置適當數量的電刷，並且沿著相關的導軌運行。供 計算機控制斷層裝置用的典型滑動接觸組件可包括50個或更多個電 刷。電刷在電刷塊3中聚集在一起。電刷塊通常容納電刷的管座，並 且實現與這些管座接觸。具有其中還設置多個電刷塊的特殊構造。這 種構造例如對於增加絕緣可能是必要的。電刷與在支承件11上布置的 至少一個滑軌2滑動接觸。在這裡所示的配置中，滑軌相對於固定電 刷塊在箭頭6所示的方向上運動。蓋5將整個電刷塊3與電刷l一起 封裝。蓋具有與滑軌2平行且與電刷1一起的電刷塊3橫向延伸的側 壁。蓋5封裝電刷塊3與電刷1，並且也封裝與電刷1嚙合的滑軌2 的至少一部分。用於磨損材料的顆粒的收集容器4設置在電刷塊3的 下遊蓋5的端面上。蓋5設計成用於引導由滑軌2的運動引起的空氣流的空氣引導通 道。來自電刷l的磨損材料的顆粒由該空氣流沿箭頭7的方向引導到圖2表示從左側看到的沿線A-A與圖1中所示相垂直的截面圖。 圖中示出相鄰安裝在支承件11上的三個滑軌2。此外，還示出與滑軌 2嚙合的三個電刷1。按照圖1，對每個滑軌依次布置四個電刷，這四 個電刷中僅有一個可在圖2中看到。因此，這裡所示的配置包括12 個電刷。蓋5的壁封裝管座13中與電刷l一起的刷座3。蓋緊密地到 達滑軌的支承件，以便使其儘可能地封裝在電刷附近的滑軌部分。圖3是與圖1所示相類似的視圖。在這個實施例中，供氣管線8 設置在蓋5的上遊端，以將例如加壓空氣或另一種氣體吹入到裝置中， 並隨即在蓋的另一側在下遊端的方向上產生氣流。此外，還設置空氣 引導板IO,以便在特定方向上引導空氣流，例如象箭頭7所示的那樣， 或者還以預定的方式使其成為紊流。這些空氣引導板可以以任何其它 組合方式使用，甚至沒有供氣管線8。此外，示出在滑軌2的支承件 ll上安裝的葉片12,以便產生輔助氣流。這些葉片也可以與任何其它 實施例組合，例如也可與圖1的實施例組合。圖4示出越過邊緣9引導空氣以便引起紊流的收集容器。通常， 這裡紊流由在表面端部處沿表面的氣流中的失速實現。這時空氣可經 開口 14離開收集容器，並且可由另外的過濾器過濾，特別還可由靜電 過濾器過濾。在收集容器內的紊流保證粉塵顆粒脫離收集容器內的空 氣流而沉積在那裡。這種效果能靠重力促進。粉塵顆粒一從主空氣流 中除去，其速度便降低並且可被收集在收集器中。這些收集器本身可 以包括葉片或板，這些葉片或板優選由多孔材料製成，該多孔材料抑 制紊流空氣，以防止粉塵進一步散布。
權利要求
1.一種滑動接觸組件，其包括至少一個滑軌(2)；電刷塊，其用於容納至少一個滑動電刷(1)，該至少一個滑動電刷(1)在滑動電刷(1)與至少一個滑軌(2)之間的相對運動期間與至少一個滑軌(2)滑動接觸，和至少一個收集容器(4)，其用於容納來自至少一個滑動電刷(1)和/或至少一個滑軌(2)的磨損材料顆粒，其特徵在於，設置蓋(5)，該蓋(5)基本上封裝電刷塊(3)和至少一個電刷(1)，而蓋包括至少沿滑軌和沿刷座的方向延伸的壁，收集容器安裝在相對於空氣流下遊的蓋(5)上，並且蓋設計成使得其將由滑軌相對於電刷塊的運動產生的空氣流引導到收集容器。
2. 根據權利要求1所述的滑動接觸組件， 其特徵在於，用於產生過壓的裝置設置在收集容器(4)的端部上，所述端部布 置在相對於空氣流的上遊。
3. 根據權利要求1所述的滑動接觸組件， 其特徵在於，用於產生負壓的裝置設置在收集容器(4)中。
4. 根據前述權利要求中任一項所述的滑動接觸組件， 其特徵在於，鼓風機或風扇設置在蓋的端部上，所述端部布置在相對於空氣流 的上遊，以產生通過蓋從上遊端到下遊端的輔助空氣流。
5. 根據以前權利要求中任一項所述的滑動接觸組件， 其特徵在於，設置至少一個空氣引導板(10)，用於在朝收集容器(4)的方向 上引導蓋(5)內的空氣流。
6. 根據前述權利要求中任一項所述的滑動接觸組件， 其特徵在於，收集容器(4)包括粉塵過濾器，該粉塵過濾器相對於空氣流可安 裝在蓋(5)的下遊側。
7. 根據權利要求6所述的滑動接觸組件， 其特徵在於，收集容器(4)包括靜電粉塵過濾器。
8. 根據權利要求6所述的滑動接觸組件， 其特徵在於，收集容器(4)包括駐極體過濾器。
9. 根據前述權利要求中任一項所述的滑動接觸組件， 其特徵在於，收集容器(4)包括與真空吸塵器的集塵袋相對應的集塵袋。
10. 根據前述權利要求中任一項所述的滑動接觸組件， 其特徵在於，收集容器(4)包括可更換集塵容器。
11. 根據前迷權利要求中任一項所述的滑動接觸組件， 其特徵在於，蓋(5)的內表面、空氣引導板(10)、收集容器(4)、及滑軌的 支承件(11)中的至少一個設有汙物排斥面，比如微米和納米顆粒的 表面。
12. 根據前述權利要求中任一項所迷的滑動接觸組件， 其特徵在於，蓋(5)的內表面、空氣引導板(10)、收集容器(4)、及滑軌的 支承件(ll)中的至少一個設有表面塗層，該表面塗層防止發生靜電。
13. 根據前述權利要求中任一項所述的滑動接觸組件， 其特徵在於，收集容器(4)包括用於產生紊流空氣流的裝置，該裝置使空氣流 將磨損顆粒釋放到收集容器中。
14. 根據前述權利要求中任一項所述的滑動接觸組件， 其特徵在於，收集容器(4 )包括用於通過在葉片端部沿著葉片流過的空氣流中 由失速而產生紊流的裝置，以使空氣流將磨損顆粒釋放到收集容器中。
15. 根據前述權利要求中任一項所述的滑動接觸組件， 其特徵在於，空氣流依靠滑軌相對於電刷塊的方向和/或速度，通過葉片、活片、 風扇吹風方向、或輔助過濾器的主動或糹皮動適應而糹皮主動或被動地適 應。
16. 根據前述權利要求中任一項所述的滑動接觸組件， 其特徵在於，沿滑軌的支承件(11)以彼此給定的間距設置例如象葉片之類的 裝置，以便通過蓋(5)產生空氣流的紊流。
全文摘要
一種滑動接觸組件，其包括至少一個接觸滑軌；還有在其上運行的滑動電刷。此外，還設置收集容器，由滑軌相對於滑動電刷的運動產生的空氣流通過該收集容器。用於接收由空氣流所帶顆粒的收集容器設置在蓋的端部。收集容器可包括過濾器，或者也可包括用於產生紊流的輔助裝置，以使空氣流將顆粒釋放到過濾器中。
文檔編號H01R39/38GK101553960SQ200780045247
公開日2009年10月7日 申請日期2007年11月14日 優先權日2006年11月14日
發明者H·席林 申請人:滑動環及設備製造有限公司