CN101567607B - 用于电刷磨损记录电路的开关 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于电刷磨损记录电路的开关，具体而言，提供一种用于记录电路的开关，该记录电路适合于确定电刷(2a，2b)的电刷磨损。开关包括标记(18)和接触板(10)。标记(18)在第一端处安装于电刷(2a，2b)上，从而随着电刷磨损而移动，并具有朝向较远的第二端的刺穿特征(16)。包括由形成接触板(10)的外层的覆盖层(11)封闭的内部导电芯(12)的接触板(10)构造且布置成通过刺穿特征(16)刺入覆盖层(11)，从而在预定的电刷磨损下使标记(18)与接触板形成接触。该接触闭合开关。该布置提供了不受在容纳电刷(2a，2b)的电刷外壳内的灰尘污垢程度影响的可靠的开关。

Description

用于电刷磨损记录电路的开关
技术领域
本发明涉及用来在诸如电动机或交流发电机的电机中传输电流的电刷，并涉及用于测量或确定这些电刷的磨损的记录系统。更具体而言，本发明涉及用于电刷磨损记录系统的开关，该电刷磨损记录系统依靠电刷标记(brush flag)通过电接触来启动电刷磨损警报。
背景技术
电刷装置(brush gear)机构被广泛地用在某些发动机、发电机以及其它转动的电力机械中，以在固定零件和转动零件(换向器或滑环)之间传导电流。为了避免或尽量减小典型地由铜或黄铜构成的转动零件的磨损，电刷由诸如碳和石墨的柔软材料制成，以便于优先磨损。由于完全磨损的电刷可能引发导致机械零件故障的电弧，因而监控电刷磨损以确保电刷不磨损至超过最低限度是重要的。
已知多种测量和确定电刷磨损的技术和方法。一种这样的技术包括通过由电刷磨损所导致的移动，从而由位于电刷上的标记或突起闭合开关。德国专利No.DE 3417711 A1中提供了一个示例。德国专利No.DE 8600934 U1中提供了另一个示例。利用电刷标记开关的电刷磨损监控方法的一个问题在于，因电刷的磨损而产生的灰尘在电刷所处的电刷外壳内造成肮脏的环境。该灰尘可能干扰运行和开关运行的可靠性。
发明内容
本发明提供一种装置，以克服电刷磨损外壳内的灰尘污垢影响电刷磨损开关的运行的问题，该电刷磨损开关形成电刷磨损记录电路的一部分。
该目的通过本发明的一个优选实施例而达成。本说明书还包括其它有利的实施例。
本发明基于提供包括被覆盖的接触板的开关的通常构思。该开关通过用标记刺入覆盖层，从而在接触板和标记之间产生持续的电接触而闭合。不管电刷外壳内电刷灰尘污垢程度如何，覆盖层均确保开关的可靠性。
因此，所提供的是一种用于记录电路的开关，该记录电路被用来确定电刷的电刷磨损，其中，该开关包括标记和接触板。标记具有限定标记的末端的第一端和第二端，并在第一端处安装于电刷上，从而随着电刷磨损而移动并同时与电刷电连通。安装可以是使得标记移动电刷磨损的量，即同步地移动。刺穿特征朝向标记的第二端。接触板相对于标记构造且布置成在预定的电刷磨损下通过电刷磨损使标记与接触板接触，从而闭合开关。接触板还包括由形成为接触板的外层的覆盖层封闭的内部导电芯。标记和接触板的布置为使得标记的刺穿特征能够刺入覆盖层，从而通过接触导电芯而在标记和接触板之间产生持续电接触。
优选覆盖层还包括可密闭的槽，该槽布置成刺穿特征穿过可密闭的槽而刺入覆盖层，从而减小刺穿动作施加在标记上的压力。
典型地，覆盖层由可变形的材料形成，其中，材料的可变形的性质给可密闭的槽提供了密闭的能力。覆盖层的可变形的性质还使得刺穿特征能够非破坏性地刺入槽，由此当刺穿特征从槽退出时，槽能够通过覆盖层的记忆性质而再次密闭。该再次密闭使接触板的再次利用成为可能。
在另一方面，开关包括多个标记，其中，接触板和多个标记构造且布置成使得多个标记能够与单个接触板的导电芯持续电接触。这提供了简化的布置，在该布置中，可以通过单个电路来监控多个标记而不受来自电刷外壳内的灰尘集聚的干扰。
本发明的其他目的和优点通过结合相关附图的以下说明将变得明显，其中，通过图示和示例，公开了本发明的实施例。
附图说明
在下文中，参照相关附图，通过示例来更详细地描述本发明的实施例，其中：
图1是本发明的电刷监控开关的示意图；以及
图2是图1的开关的接触布置的放大图。
部件列表
2a  磨损的电刷
2b  未磨损电刷
4   转动零件
10  接触板
11  覆盖层
12  导电芯
15  可密闭的槽
16  刺穿特征
18  标记
RD  径向方向
具体实施方式
现参照附图，描述本发明的优选实施例，其中，在所有的附图中，使用相似的参考标号指代相似的要件。在以下的描述中，出于说明的目的，阐述了大量的具体细节，以便于彻底地理解本发明。然而，很显然的是，不需要这些具体细节也可以实施本发明。
图1和图2显示了适合用于记录电路中的开关系统的细节，该记录电路被用来确定电刷2a、2b的电刷磨损。
图1显示了处于不同磨损状态的电机的两个电刷2a、2b。电刷2a、2b是被广泛地用在某些发动机、发电机、以及其他转动的电力机械中，以在固定零件和转动零件4(换向器或滑环)之间传导电流的电刷的典型代表。固定的电刷2a、2b被与转动零件4的摩擦接触而磨损。这导致径向方向RD上的电刷2a、2b的长度减小。
标记18在该标记的第一端处以这样的方式安装于各电刷2a、2b上：标记18优选地随着电刷2a、2b而同步地移动，且标记18与电刷2a、2b电连通。从本说明书的意义而言，“同步”是指在径向方向RD上移动与电刷2a、2b磨损的量相同的量。例如，如果电刷2a、2b磨损1mm，则标记18和转动零件4之间的同样地径向距离减小1mm。虽然显示标记18安装在电刷2a、2b的顶部，但是其同样可以安装在电刷2a、2b的侧面或在径向方向RD上沿着电刷2a、2b的长度而安装，或者任何其他能够想到的使得标记18移动电刷2a、2b被磨损的量且保持与电刷2a、2b电连通的布置。
在一个示范性的实施例中，刺穿特征16位于标记18上，朝向标记18的第二端，远离标记的第一端。在一个示范性的实施例中，刺穿特征16包括尖锐的点。在另一个未显示的示范性的实施例中，刺穿特征包括尖锐的边缘。刺穿特征16可以采取其它的赋予标记18刺入覆盖层11的能力的形式，该覆盖层形成接触板10的外层。
如图1所示，标记18和接触板10布置成使得当电刷2a、2b磨损预定的量时，通过标记18刺穿覆盖接触板10的覆盖层11，刺穿特征16与接触板10形成持续电接触。在一个示范性的实施例中，该刺穿穿过可密闭的槽15，其中，该槽由覆盖层11可密闭地形成，该覆盖层由可变形的材料形成，使得当可密闭的槽15未被刺穿时，可密闭的槽15自己密闭。这样，如图2所示，覆盖层11被非破坏性地刺穿，确保了接触板10的导电芯12的持续保护。
标记18和接触板10的组合起到开关的功能，使得标记18和接触板10之间的接触通过使电流能够从电刷2a流向接触板10来闭合开关。该接触可以结合已知的电刷磨损电路(未显示)以提供电刷磨损警报。
在该示范性的实施例中，如图1所示，接触板10延伸经过多于一个的标记18，使得接触板10和多于一个的标记18之间的接触成为可能。这样，可以使用单个接触板10来监控多于一个的电刷2a、2b，从而通过减少电刷磨损监控电路(未显示)的重复的需要来简化监控系统。
图2显示了图1的标记18和接触板10的放大图，显示了与接触板10形成接触的磨损的电刷2a。此外，接触板10的一端的透视图显示了接触板10的内部导电芯12和形成为接触板10的外层的覆盖层11。
为了确保导电芯12在使用中保持无尘且当标记18刺穿覆盖层11时，标记18透过覆盖层的刺入不对标记18施加过大的压力，在一个示范性的实施例中，覆盖层11具有位于覆盖层11上且延伸穿过覆盖层11的可密闭的槽15。这些可密闭的槽15布置成使得标记18的刺穿特征16仅穿过可密闭的槽15而刺入标记18。
通过使覆盖层11由诸如橡胶或塑料的具有记忆性的可变形的材料制成，使得可密闭的槽15能够密闭。这样，可密闭的槽15在未被刺入时是防尘的，并且可以被刺穿特征16非破坏性地刺入，使得当刺穿特征16退出时，槽15可以恢复至最初的密闭状态。
虽然在本文中，以被认为是最实际且最优选的实施例来展示并描述了本发明，但是，应当承认，能够在本发明的范围内进行变化，本发明的范围不限于本文中所描述的细节，而是与所附的权利要求的全部范围一致，从而包括任何以及所有等价的设备和装置。

Claims (7)

1.一种用于记录电路的开关，该记录电路被用来确定电刷的电刷磨损，所述开关包括：
标记(18)，其具有限定所述标记(18)的末端的第一端和第二端，在所述第一端处安装于电刷(2a，2b)上，从而随着电刷磨损而同步地移动，同时与所述电刷(2a，2b)成电连通；以及
接触板(10)，其相对于所述标记(18)构造且布置成使得在预定的电刷磨损下所述标记(18)与所述接触板(10)形成接触，从而闭合开关，
所述开关其特征在于，
所述标记(18)具有朝向所述标记的所述第二端的刺穿特征(16)，且
所述接触板(10)包括由形成所述接触板(10)的外层的覆盖层(11)封闭的内部导电芯(12)，其中，所述刺穿特征(16)相对于所述接触板(10)构造且布置成能够刺入所述覆盖层(11)，从而通过用所述标记(18)接触所述内部导电芯(12)而在所述标记(18)和所述接触板(10)之间产生持续电接触。
2.如权利要求1所述的开关，其特征在于，
所述覆盖层(11)具有布置在所述接触板(10)上的可密闭的槽(15)，使得所述刺穿特征(16)穿过所述可密闭的槽(15)而刺入所述覆盖层(11)。
3.如权利要求2所述的开关，其特征在于，
所述覆盖层(11)由可变形的材料形成，其中，所述材料的可变形的性质向所述可密闭的槽(15)提供密闭能力。
4.如权利要求3所述的开关，其特征在于，
所述覆盖层(11)的可变形的性质使所述刺穿特征(16)能够非破坏性地刺入该槽，由此，所述可密闭的槽(15)能够在所述刺穿特征(16)从所述可密闭的槽(15)退出时重新密闭。
5.如权利要求1到4中的任一项所述的开关，其特征在于，
所述安装为使得所述标记(18)移动所述电刷(2a，2b)被磨损的量。
6.如权利要求1到4中的任一项所述的开关，其特征在于，所述开关包括多个标记(18)和单个接触板(10)，其中，所述单个接触板(10)和所述多个标记(18)构造且布置成使得所述多个标记(18)能够与所述单个接触板(10)的所述内部导电芯(12)持续电接触。
7.如权利要求5所述的开关，其特征在于，
所述开关包括多个标记(18)和单个接触板(10)，其中，所述单个接触板(10)和所述多个标记(18)构造且布置成使得所述多个标记(18)能够与所述单个接触板(10)的所述内部导电芯(12)持续电接触。
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