DE1814786A1

DE1814786A1 - Device for transferring electrical signals

Info

Publication number: DE1814786A1
Application number: DE19681814786
Authority: DE
Inventors: Heinz Leiber; Bodo Weber
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1968-12-14
Filing date: 1968-12-14
Publication date: 1970-06-25

Description

Einrichtung zur obergabe elektrischer Signale Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur übergabe elektrischer Signale von einem sich drehenden auf einen festen Easchinenteil mit Hilfe von Schleifringen und Bürsten, wobei sich diese Teile in einer Kammer befinden, in die betriebsmäßig Schmiermittel eindringt Um ein elektrisches Signal von einem sich drehenden Körper auf einen festen Körper zu übertragen, bedient man sich bekanntlich eines Schleifringes und einer mit diesem zusammenwirkende Bürste. Die Bürste kann dabei aus einem einzigen Körper bestehen, z.B. Kohle, der mit seiner vollen Fläche auf dem Schlelfring ruht. Läuft der Schleifring mit einer solchen Bürste in Schmierfett, so hat das zur Folge, daß sich die Bürste bei höheren Geschwindigkeiten von den Schleifring abhebt, ähnlich den Aquaplaning-Effekt des sich drehenden Fahrzeugrades auf einer regennassen Straße. Hierdurch wird aber ein Stromkreis, der per den Schleifring und die Bürste geführt ist, unterbrochen. Nicht anders verhält es sich bei metallenen Bürsten im strengen Sinn des Wortes oder bei Bürsten aus einen Metallgeflecht. In diesen setzt sich Fett und Schmutz fest, so daß sie wie ein kompakter Körper wirken. Bei einer Verwendung einer solchen Einrichtung zur Übertragung eines in einem Sensor an Fahrzeugrad aufbereiteten Signals auf den Regler eines Antiblockierregelsystems krn die Zuverlässigkeit dieses Systems in Frage gestellt werden. Die Anordnung von Schleifringen und Bürsten in der Nähe von Lagern ist hier fast unumgänglich. Eine konstruktive Änderung der Fahrzeugachsen zur Vermeidung des engen Zusammenbaus von Schleifringen und Lagern würde eine große Zahl anderer Probleme mit sich bringen. Device for transferring electrical signals The invention relates to a device for transmitting electrical signals from a rotating one a fixed Easchinenteil with the help of slip rings and brushes, whereby these Parts are located in a chamber into which lubricant penetrates during operation an electrical signal from a rotating body to a solid body to transmit, one uses, as is well known, a slip ring and one with this cooperating brush. The brush can consist of a single body, E.g. coal, which rests with its full surface on the Schlelfring. Runs the slip ring with such a brush in grease, it has the consequence that the brush lifts off the slip ring at higher speeds, similar to the aquaplaning effect the turning vehicle wheel on a rain-soaked road. But this will a circuit that is led by the slip ring and the brush is interrupted. It is no different with metal brushes in the strict sense of the word or in the case of brushes made of a metal mesh. In this one sits down Grease and dirt so that they look like a compact body. When using such a device for the transmission of a processed in a sensor on the vehicle wheel Signal to the controller of an anti-lock control system krn the reliability of this System to be questioned. The arrangement of slip rings and brushes in the proximity of camps is almost inevitable here. A constructive change to the vehicle axles to avoid the tight assembly of slip rings and bearings would be a large one Bring a number of other problems.

Zu den eben beschriebenen Abhebeeffekt tritt eine chemische Zersetzung des Schmierfettes durch Zerstörung der Verkettungen der Moleküle hinzu. Dieser chemische Vorgang führt zu einer Verseifung des Fettes und damit zu einem Abreißen des Schnierfilms. Die Korrosion des Fettes führt aber letztlich zu eier andauernden Verschlechterung des elektrischen Übergangswiderstandes zwischen Schleifring und Bürste.In addition to the lift-off effect just described, there is chemical decomposition of the grease by destroying the chains of the molecules. This chemical The process leads to saponification of the fat and thus to the tearing off of the lubrication film. However, the corrosion of the grease ultimately leads to permanent deterioration the electrical contact resistance between slip ring and brush.

Die Aufgabe der Erfindung ist nun darin zu sehen, die Nachteile zu besitigen, die.bei den bekannten Schleifringen fes-estellv worden sind.The object of the invention is now to be seen in the disadvantages besitigen that have been fixed with the known slip rings.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Übergabeeinrichtung so auszubilden, daß eine Unterbrechung des Signalstromkreises durch Abheben der Bürste von dem Schleifring infolge der Anwesenheit des Schmiermittels verhindert ist. In Weiterbildung dieser Erfindung kann die Bürste aus mehreren mit dem Schleifring zusammenwirkenden, knicksteifen Stelzen bestenen, die in einem Bürstenkörper befestigt sind. Ebensogut kann auch ein massiver Bürstenkörper kreuzweise mit ruten versehen sein, so daß einzelne, durch die den gesteuerte Berührungsflächen entstehen. Versuche haben gezeigt, das eine Kombination von Stelzen aus einer Edelmetallegierung und von Schleifringen aus gehärtetem Stahl ocer Zinnbronze gute Erfolge gebracht haben. Als Edelmetallegierung für die Stelzen eignet sich besonders Kupfer/SIlber oder Silber/Palladium.To solve this problem it is proposed according to the invention that To train transfer device so that an interruption of the signal circuit by lifting the brush from the slip ring due to the presence of the lubricant is prevented. In a further development of this invention, the brush can be made up of several the slip ring cooperating, rigid stilts bestenen in a brush body are attached. A solid brush body can also be used cross-wise with rods be provided so that individual, through which the controlled contact surfaces arise. Tests have shown that is a combination of stilts from one Precious metal alloy and hardened steel slip rings ocer tin bronze good Have brought success. As a precious metal alloy for the stilts is particularly suitable Copper / silver or silver / palladium.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele sollen weitere Erläuterungen gegeben werden.Based on the embodiments shown in the drawing further explanations are given.

Figur 1 zeigt einen Schleifring, eingebaut in die Hinterachse eines Kraftfahrzeuges, Figur 2 den Schleifring mit Bürste in vergrößerter Darstellung und Figur 3 einen Schleifring mit Einkerbungen und darüber befindlicher Bürste.Figure 1 shows a slip ring installed in the rear axle of a Motor vehicle, Figure 2 the slip ring with brush in an enlarged view and FIG. 3 shows a slip ring with notches and a brush located above it.

Das Rad, dessen Lager Figur 1 im Schnitt zeigt, ist an einem Schräglenker aufgehängt und über eine Doppelgelenkachse angetrieben. Die Radnabe ist mit 1 bezeichnet und mittels zweier Kegelrollenlager 2 und 3 in einem Lagerkopf gelagert, der das freie Ende des nicht dargestellten Schräglenkers bildet.The wheel, the bearing of which Figure 1 shows in section, is on a trailing arm suspended and driven by a double joint axle. The wheel hub is denoted by 1 and stored in a bearing head by means of two tapered roller bearings 2 and 3, the forms the free end of the trailing arm, not shown.

Die Antriebsachse ist ebenfalls sicht dargestellt. Ihr Ende ist verzahnt und wird von rechts in eine Innenverzahnung 5 der Nabe eingesteckt. Eine Sechskantschraube 6 wird mit ihrem ebenfalls nicht dargestellten rechten Ende mit dem Achszapfen verschraubt und sichert ihn gegen Herausfallen. An der Nabe ist mit Hilfe von Schrauben 7 die zum Teil dargestellte Radfelge R befestigt.The drive axle is also shown in perspective. Their end is interlocked and is inserted from the right into an internal toothing 5 of the hub. A hexagon screw 6 is screwed with its right end, also not shown, to the axle journal and secures it against falling out. On the hub is with the help of screws 7 the partially shown wheel rim R attached.

In dem Raum zwischen den beiden Wälzlagern ist ein Masseschleif ring 9 angeordnet, mit den über eine Isolierung 10 ein weiterer Schleifring 11 verbunden ist. Auf dem Masseschleifring 9 läuft eine Bürste 12 und auf dem weiteren, Schleifring 11 e-re Bürste 13. Der Masseschleifring ist mittels eines Keiles 14 gegen Verdrehen gesichert. Der Schleifring 13 ist über eine isolierte Leitung 15 mit einer Platine 16 verbunden, die im Boden eines Sensorgehäuses 17 isoliert befestigt ist. Das Sensorgehäuse ist in die Nabe eingeschraubt unter Zwischenlage einer IsolierscheIbe 18, an der eine Kontaktfeder 19 befestigt ist.In the space between the two rolling bearings there is a mass grinding ring 9, with which a further slip ring 11 is connected via an insulation 10 is. A brush 12 runs on the ground slip ring 9 and on the other slip ring 11 e-right brush 13. The ground slip ring is prevented from twisting by means of a wedge 14 secured. The slip ring 13 is connected to a circuit board via an insulated line 15 16 connected, which is secured in the bottom of a sensor housing 17 in an insulated manner. The sensor housing is screwed into the hub with the interposition of an insulating washer 18 on which a contact spring 19 is attached.

Die Leitung 15 ist an einem Lappen der Feder angelötet und ein zum Zwecke eines dauerhaften Kontaktes mit Spitzen versehenes Druckstück liegt auf der Platine auf.The line 15 is soldered to a tab of the spring and a to For the purpose of permanent contact with a pointed pressure piece lies on the Board on.

Die Schleifringe 9 und 11 befinden sich in einem Raum 21 zwischen den Kegelrollenlagern 2 und 3, in dem sich Schmiermittel für diese Lager befinden. Es wird somit auch auf die Schleifringe gelangen. Um die eingangs erwähnten Nachteile bei den bekannten Schleifringen zu vermeiden, sind die Bürsten 12 und 13, die mit den Schleifringen zusammenwirken, gemäß der vorlIegenden Erfindung ausgebildet. Die Bürste 13 ist imBürstenhalter 22 gelagert, von dem eine Leitung 23 zur Regeleinrichtung eines Antiblockierregelsystems führt. Ein Bürstenhalter 24 für die Bürste 12 stellt über eine Leitung 25 eine niederohmige Verbindung mit tasse, d.h. in diesem Falle mit der Fahrzeugkarosserie, her.The slip rings 9 and 11 are in a space 21 between the tapered roller bearings 2 and 3, which contain lubricants for these bearings. It will also get onto the slip rings. To the disadvantages mentioned at the beginning to avoid in the known slip rings, the brushes 12 and 13, which are with the slip rings cooperate, designed according to the present invention. The brush 13 is mounted in the brush holder 22, from which a line 23 leads to the control device an anti-lock control system leads. A brush holder 24 for the brush 12 provides A low-resistance connection to cup via a line 25, i.e. in this case with the vehicle body.

Die im Sensor erzeugten Impulse für die Regeleinrichtung gelangen über den. Strompfad 16, 20, 19, 15, 11, 13, 22 und 23 zur Regeleinrichtung.The impulses generated in the sensor reach the control device on the. Current path 16, 20, 19, 15, 11, 13, 22 and 23 to the control device.

In Figur 2 sind schematisch ein Teil der Schleifringe 11 und 12, die Isolierung 10, Bürstenkörper 26 und 27 mit ihren Bürstenhaltern 20 und 22 sowie die von ihnen abgehenden Leitungen dargestellt. In die Bürstenkörper 26 und 27, die z.B. aus messing bestehen, sind die sogenannten Stelzen 30 eingesteckt und mit den nbsehenden Leitungen, beispielsweise 23, elektrisch verbunden. Es hat sich gezeigt, daß fünf solcher Stelzen in einem Bürstenkörper für die gestellten Anforderungen ausreichen. Die Bürstenkörper sid in den Bürstenhaltern 28 und 29 gelagert und werden über Federn 31 gegen die Schleifringe gepreßt. Der Anpreßdruck der ledern ist so groß bemessen, daß die bürsten infolge von Fahrzeugerschütterungen nicht von ihren Schleifringen abgehoben werden, und daß die Fettschicht sicher durchstoßen wird. Er darf jedoch auch nicht zu groß sein, da sonst der Abrieb der Stelzen zu groß wird. Unter diesen Umständen hat sich bei den in Figur 2 gezeigten Bürsten eine Anpreßkraft von etwa 1 Kilopond bewahrt.In Figure 2 are a part of the slip rings 11 and 12, which Insulation 10, brush bodies 26 and 27 with their brush holders 20 and 22 as well the outgoing lines are shown. In the brush bodies 26 and 27, made of brass, for example, the so-called stilts 30 are inserted and with the relevant lines, for example 23, electrically connected. It has shown, that five such stilts in one brush body for the requirements sufficient. The brush bodies are and are stored in the brush holders 28 and 29 pressed against the slip rings by springs 31. The pressure of the leather is like this dimensioned large that the brushes as a result of vehicle vibrations from their Slip rings be lifted off, and that the fat layer is safe is pierced. However, it must not be too big, otherwise the abrasion of the Stilts getting too big. Under these circumstances, the one shown in FIG Brushes a pressure of about 1 kilopond retained.

Die hydrodynamische Wirkung des Schniermittels hat bei den geringen Durchmessern der Stelzen, der etwa bei 0,8 mm liegt, keinen Einfluß auf die einandfreie elektrische Verbindung zwischen den Stelzen und den Schleifringen. Vielmehr setzt sich das Schmiermittel zwischen den einzelnen Stelzen ab und wird kaum chemisch zersetzt.The hydrodynamic effect of the lubricant has on the minor The diameter of the stilts, which is around 0.8 mm, has no effect on the one free electrical connection between the stilts and the slip rings. Rather, sets the lubricant is deposited between the individual stilts and is hardly chemical decomposed.

Figur 3 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der elektrischen Verhältnisse zwischen einem Schleifring und der Bürste. Der Schleifring 32, der nur in einem Teil aargestellt ist, ist mit schräg verlaufenden Rillen 33 versehen. Der im Schnitt dargestellte Bürstenkörper 34 mit den fünf Stelzen 35 befindet sich über dem Schleifring. Wenn der Schleifring 32 sich in Pfeilrichtung unter der Bürste 34 hindurchbewegt, bewirken die Rillen 26, daß etwa an den Schleifflächen der Stelzen anhaftendes Schmiermittel von ihren Rändern abgestreift wird. Die Rillen 33 üben somit einen Reinigungseffekt auf die Schleifflächen der Stelzen aus.Figure 3 shows another way to improve the electrical Relationships between a slip ring and the brush. The slip ring 32, the is shown only in part, is provided with inclined grooves 33. The brush body 34 shown in section with the five stilts 35 is located above the slip ring. When the slip ring 32 is in the direction of the arrow under the brush 34 moved through, the grooves 26 cause that approximately on the grinding surfaces of the stilts adhering lubricant is stripped from their edges. Practice the grooves 33 thus a cleaning effect on the grinding surfaces of the stilts.

- Patentansprüche -- patent claims -

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1.) Device for handing over electrical Signals from a rotating to a fixed machine part with the help of slip rings and brushes, these parts being in a chamber in which to operate Lubricant penetrates, characterized by such a design de slip ring and the brush that an interruption of the signal circuit by lifting the Brush from the slip ring is prevented due to the presence of the lubricant.

2.) Device according to claim 1, characterized in that the brush consists of several on the slip ring (11) standing stilts (30), which in one Brush bodies (2s) are attached.

3.) Device according to claim 1, characterized in that the brush consists of a metal block, the support surface of which with, if necessary, crosswise running ends below is provided.

4.) Device according to claim 1, characterized in that the contacting Part of the brush is made of a precious metal alloy.

5.) Device according to claim 1, characterized in that the contacting Part of the brush is made of a silver / palladium or silver / copper alloy.

6.) Device according to claim 1, characterized in that the slip ring is made of hardened steel or cast bronze.

7.) Device according to claim 1, characterized in that the slip rings provided with grooves (33) running obliquely to their lateral delimiting edges are.

8.) Device according to claim 1, characterized in that several Separately resilient individual brushes with a 0.5 - 1 mm2 cross-section connected in parallel can be used for contacting.

L e r s e i t e