(57)【要約】  本発明は、電流を少なくとも１つのマルチワイヤスリップエレメント（ＶＤＳＥ）（３）によりスリップリング（７）に伝送するためのブラシブロック（６）に関する。本発明によるブラシブロック（６）は、スリップ方向（９）で相前後して円弧内に分配配置され、電気的に並列に接続された多数のマルチワイヤスリップエレメント（３）を有している。ブラシブロック（６）はこのために、湾曲された内壁（１２）を備えたＶＤＳＥ支持体（４）を有しており、内壁（１２）には、ＶＤＳＥ（３）が、互いにオーバーラップした鱗状の層（Ａ，Ｂ）を成して配置されている。
2007502098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流を少なくとも１つのマルチワイヤスリップエレメント（ＶＤＳＥ）（３）によりスリップリング（７）に伝送するためのブラシブロック（６）において、ブラシブロックに、電気的に並列に接続された多数のＶＤＳＥ（３）がスリップ方向（９）で相前後して、かつ円弧内に分配されて配置されていることを特徴とする、電流を伝送するためのブラシブロック。
【請求項２】
ブラシブロックが、湾曲された内壁（１２）を備えたＶＤＳＥ支持体（４）を有しており、該内壁（１２）に、多数のＶＤＳＥ（３）が配置されている、請求項１記載のブラシブロック。
【請求項３】
ＶＤＳＥ（３）が層（Ａ，Ｂ）を形成し、該層（Ａ，Ｂ）が、オーバーラップした鱗状の構造で配置されており、かつＶＤＳＥ（３）の端部でもって、スリップリング軸線（１３）に対して同心的な包絡線（１０）を描く、請求項１または２記載のブラシブロック。
【請求項４】
ＶＤＳＥ層（Ａ，Ｂ）がそれぞれ異なる数のＶＤＳＥ（３）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のブラシブロック。
【請求項５】
隣り合う層（Ａ，Ｂ）のＶＤＳＥ（３）が側方のずれを有しており、隙間に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のブラシブロック。
【請求項６】
ＶＤＳＥ支持体（４）が内壁（１２）に、周面の円弧内に配置された複数のステップ状切欠き（５）を有しており、該ステップ状切欠き（５）にＶＤＳＥ（３）が配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のブラシブロック。
【請求項７】
ステップ状切欠き（５）がその都度、実質的にスリップリング（７）に対して接線方向で方向付けられた１つのステップ面（５′）と、該ステップ面（５′）に対して横断方向で配置された１つのステップ面（５″）とを有している、請求項１から６までのいずれか１項記載のブラシブロック。
【請求項８】
ＶＤＳＥ（３）が、伝導性の支持シート（１）から成っており、該支持シート（１）に、マルチワイヤスリッパ（２）が配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のブラシブロック。
【請求項９】
マルチワイヤスリッパ（２）のワイヤが、自由な端部で曲げられている、請求項１から８までのいずれか１項記載のブラシブロック。
【請求項１０】
マルチワイヤスリッパ（２）のワイヤが、単層または複層の筆構造でまとめられている、請求項１から９までのいずれか１項記載のブラシブロック。
【請求項１１】
複数のブラシブロック（６）が相並んで、かつスリップリング（７）の周面にわたって分配されて配置されていることができる、請求項１から１０までのいずれか１項記載のブラシブロック。
【請求項１２】
単数または複数のスリップリング（７）と、単数または複数のブラシブロック（６）とを備えた回転式の電流伝送器であって、スリップリング（７）とブラシブロック（６）とが互いに相対的に回転可能に支承されている形式のものにおいて、ブラシブロック（６）が請求項１から１１までのいずれか１項にしたがって形成されていることを特徴とする、回転式の電流伝送器。
【請求項１３】
電流伝送器（１４）が作業電流のための端子（１５）を有している、請求項１２記載の、回転式の電流伝送器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主請求項の上位概念部に記載された特徴を有する、電流を伝送するためのブラシブロックに関する。
【０００２】
これまで、電流を最大で２つのスリップコンタクトによりスリップリングに伝送するための装置が知られている。そのような装置はｍＡ領域の電流強度を有する信号電流を伝送するために適しているにすぎない。これらの装置はより大きな電流強度を伝送し得ない。
【０００３】
最大で２つのスリップコンタクトが電流の伝送のために使用されるにすぎないので、これらの装置は失陥のリスクを孕んでいる。それというのも、装置全体の機能性が最大で２つの個々の摩耗エレメントに依存しているからである。
【０００４】
スリップコンタクトがマルチワイヤスリッパ（Ｖｉｅｌｄｒａｈｔｓｃｈｌｅｉｆｅｒ）から成る場合、スリップコンタクトはこれまで大抵の場合ほぼ垂直にスリップリングに当て付けられていた。このことは、マルチワイヤスリッパの強いフェルト化、相対的に小さなコンタクト面ひいては高いコンタクト抵抗を惹起する。
【０００５】
本発明の課題は、電流を伝送するための改良された装置を提供することである。
【０００６】
この課題は主請求項の特徴部により解決される。
【０００７】
請求される、電流を伝送するための装置は主に、少なくとも１つのブラシブロックから成っている。ブラシブロックは多数のマルチワイヤスリップエレメント（Ｖｉｅｌｄｒａｈｔｓｃｈｌｅｉｆｅｌｅｍｅｎｔ：ＶＤＳＥ）に接続されている。その際、これらのＶＤＳＥは接線方向でスリップリングに当て付け可能である。そのような多数のＶＤＳＥの使用は、伝送したい電流が、並列に接続された多数のコンタクトに分配されるという利点を有している。これにより、ＶＤＳＥ毎の、伝送しなければならない電流容量は著しく減じられる。このことは、著しく僅かな、加熱による摩耗を結果的にもたらし、とりわけ、４０Ａまたはこれを超える電流強度を有する作業電流（Ｌｅｉｓｔｕｎｇｓｓｔｒｏｍ）も伝送可能であるようにすることができる。さらに、個々のＶＤＳＥの、摩耗に起因するコンタクト損耗時にも常に、電流の十分な伝送を保証する尚十分なコンタクトが存在している。これにより、装置の寿命は延ばされ、失陥のリスクは減じられる。
【０００８】
個々のブラシブロックは有利には、多数のＶＤＳＥと関連して、１つのＶＤＳＥ支持体から成っている。ＶＤＳＥ支持体は、スリップリングに面した、実質的にスリップリングに対して同心的に湾曲された内壁に、有利には多数の、規則的に配置されたステップ状切欠きを有している。このステップ状切欠きは、スリップリングに対してほぼ接線方向で方向付けられた各ステップ面に、単数または複数のＶＤＳＥが取り付けられることができるように構成されている。スリップリングの回転方向に対して横断方向で、有利にはその都度複数のＶＤＳＥが、互いに密接するようにまたは互いに軽微な間隔を置いて相並んでステップに取り付けられ、相俟って１つのＶＤＳＥ層を形成する。
【０００９】
隣り合う２つまたはそれよりも多くのステップ状切欠きのＶＤＳＥ層は互いにずれ重なり式にオーバーラップする。そのように配置されたＶＤＳＥはその自由な端部でもって有利には１つの包絡線（想像線）を描き、つまり、当て付けたいスリップリングの半径よりも若干小さな半径を有する円軌道に近似する。これにより、ＶＤＳＥがマルチワイヤスリッパでもって実質的に接線方向でかつばね弾性的にスリップリングに当て付けられることができるようになり、さらにスリップコンタクトの占積密度も著しく高まる。
【００１０】
さらに、ＶＤＳＥは有利には、個々の層がその都度互いにずらされているように構造化され、ステップ状切欠きに取り付けられている。層のずれは、あるＶＤＳＥ層のマルチワイヤスリッパがその都度次のＶＤＳＥ層のマルチワイヤスリッパでもって隙間を埋めるようになっている。この場合、２つまたはそれよりも多くの種々異なる配置層が形成されることができる。
【００１１】
２つまたはそれよりも多くの合同の、つまり隣り合わないＶＤＳＥ層のマルチワイヤスリッパは、１つのスリップ軌跡をスリップリングの周面に形成する。ＶＤＳＥ層はスリップリングの回転方向に対して横断方向で重なり合わせに、有利には、その都度ずらされたＶＤＳＥ層のスリップ軌跡ができるだけ至近に詰め合って、相俟って１つの幅広の総軌跡を形成するように配置されている。
【００１２】
ＶＤＳＥをＶＤＳＥ支持体にこのように配置したことにより、ブラシヘッドの当て付け時、ＶＤＳＥとスリップリングとの間のコンタクト面が大幅に拡大され、周方向で均等であることが達成される。これにより、スリップリングの、溝を形成することのない均等な摩耗と、コンタクト面の大幅な拡大とが惹起される。このことはコンタクト抵抗を低下させる。このことはやはり摩耗を減じ、寿命を延ばす。
【００１３】
各ＶＤＳＥは有利にはフレキシブルな、つまり軟質の支持シートから成っている。支持シートの一方の端部にはマルチワイヤスリッパが配置されている。このマルチワイヤスリッパは多数の小さなワイヤから成っている。ワイヤは単層または複層で筆状にまとめられている。これにより、伝送したい電流が各ＶＤＳＥ内でやはり多数の個々のスリップワイヤに分配されていることが達成される。個々のワイヤはフレキシブルに、スリップリングの、場合によっては存在する小さな凹凸に適合することができる。これにより、最大の大きさのコンタクト面が被覆される。さらに、マルチワイヤスリッパは有利にはその自由な端部で外側に向かって曲げられている。これにより、その安定性と、スリッパに沿った案内とが改善されることができる。さらに、この曲げは、スリップリングが場合によっては逆方向で回転したときに、マルチワイヤスリッパが押し潰されたり折れ曲げられたりすることがないようにする。
【００１４】
単数または複数のスリップワイヤは、摩耗に起因する材料破断またはその他の理由により脱落する。その際、このワイヤの後および横には、まだ全く摩耗されていないまたは部分的に摩耗されているにすぎない別のワイヤが配置されていることができ、このワイヤが、脱落したワイヤの代わりにスリップリングに当て付けられる。これにより、個々のＶＤＳＥの寿命は延長され、常に最大で大きなコンタクト面が被覆される。
【００１５】
ＶＤＳＥ層のずれと鱗状のオーバーラップ構造とにより、接触しているＶＤＳＥのマルチワイヤスリッパは、スリップリングが予想外に広範にブラシ領域に進入し、個々のＶＤＳＥが互いに押しつけられたとしても、直接的なコンタクトに至ることがなく、それにより、ＶＤＳＥの相互の絡まりは発生し得ない。
【００１６】
あるＶＤＳＥの個々のワイヤが摩耗により脱落しても、このワイヤは直接次のＶＤＳＥ層のマルチワイヤスリッパ内に落下するのではなく、個々のＶＤＳＥ層のずれ位置により、空隙を通して外側に脱落することができる。
【００１７】
これらすべての減摩特徴は、ブラシブロックの寿命の延長、失陥のリスクの減少および僅かなメンテナンス頻度にとって重要である。
【００１８】
コンタクト面をさらに拡大するために、複数のブラシブロックを相並んでまたは相前後して、かつスリップリングの周面にわたって分配配置して取り付けることが可能である。有利には、スリップリング面の少なくとも３分の１がブラシブロックにより被覆される。
【００１９】
多数のスリップコンタクトが１つのブラシブロックにまとめられているので、ブラシブロックは簡単に組み付けられたり、取り替えられたりすることができる。これにより、図示のアッセンブリは安価に設置され、正常な状態に維持されることができる。
【００２０】
各ブラシブロックはスリップリングの一部のみを被覆することもできるが、スリップリングの全体を被覆することもできる。それゆえ、各ブラシブロックは完全な内円または円弧区分を有していることができる。この内円または円弧区分には、ステップ状切欠きが、そこに結合されるＶＤＳＥを備えて配置されている。
【００２１】
本発明の、考え得る別の構成では、ＶＤＳＥ支持体とスリップリングとが入れ替えられる。この場合、ＶＤＳＥ支持体は実質的に、図示の形式のステップ状切欠きを外周面に備えた円形である。相応に、ＶＤＳＥ支持体に結合されるＶＤＳＥは、この場合外側に位置するスリップリングの内側半径よりも若干大きな半径を有する外円に近似する。
【００２２】
本発明の別の構成では、スリップリングが、２つまたはそれよりも多くの、互いに絶縁されたセグメントから成る。セグメントには、それぞれ異なる極性を与えられた複数のブラシブロックを介して、それぞれ異なる電流が供給される。これにより、省スペースに唯一のスリップリング周面に複数の電流が伝送されることができる。これにより、例えば規則的な極性反転が惹起されることができる。
【００２３】
さらに、図示のアッセンブリを幾何学的に、ブラシブロックがスリップリングの周面ではなく、その端面に当て付けられるように変更することが可能である。スリップリング支持体はこの場合円筒状の代わりに皿状に形成されていることができる。ブラシヘッドの構造は相応に、円弧内に配置された複数のＶＤＳＥ層を有しており、ＶＤＳＥ層が円環状のスリップ軌跡をスリップリング端面に描くようになっている。個々の層のずれは相応に、周面に設けられたブラシブロックにおける図示のずれと類似に実施される。
【００２４】
本発明は図面に概略的かつ例示的に示されている。
図１：マルチワイヤスリップエレメントの二等角投影図である。
図２：ＶＤＳＥ支持体の側面図である。
図３：ブラシブロックの側面図である。
図４：ブラシブロックの正面図である。
図５：スリップリングとの関連での、３つのブラシブロックを備えた電流伝送器の側面図である。
図６：ＶＤＳＥ支持体のバリエーションの側面図である。
【００２５】
本発明の有利な構成では、ブラシブロック（６）は作業電流をスリップリング（７）に伝送するために役立つ。スリップリング（７）は、軸線（１３）を中心に回転する円筒状の支持体（８）の周面に組み付けられている。運動学的な対応関係は逆であってもよい。単独で存在するブラシブロック（６）または幾重に存在するブラシブロック（６）と、単数のスリップリング（７）または平行に配置される複数のスリップリング（７）とは、電流伝送器（１４）を形成する。図５に概略的に、作業電流のための端子（１５）を備えた電流伝送器（１４）を示す。端子（１５）はブラシブロック（６）に接続されている。単数または複数のスリップリング（７）は相応の電流端子を有している。
【００２６】
ブラシブロック（６）は、電気的に並列に接続された多数のマルチワイヤスリップエレメント（３）（以下ＶＤＳＥとも呼ぶ）から成る。マルチワイヤスリップエレメント（３）はＶＤＳＥ支持体（４）にスリップ方向（９）で均等に分配配置され、固定されている。この場合、多数のＶＤＳＥ（３）は互いに間隔を置いて相前後して円弧内にスリップリング（７）のスリップ方向（９）または周方向で配置されている。ＶＤＳＥ（３）はこのアッセンブリではその端部でもって、相俟って１つの、スリップリング（７）の回転軸線（１３）に対して同心的に湾曲されたシェル状の包絡線、ひいてはスリップマット（１０）を形成する。スリップマット（１０）はスリップリング輪郭に適合されている。これにより、電流伝送のための多数のコンタクト箇所が生ぜしめられる。
【００２７】
図１に示すように、各マルチワイヤスリップエレメント（３）は、電気伝導性の硬質のまたは軟質の支持シート（１）から成る。支持シート（１）は一方の端部でもってＶＤＳＥ支持体（４）に、適当な固定箇所（１１）で組み付けられている。支持シート（１）の他方の端部にはマルチワイヤスリッパ（２）が取り付けられている。マルチワイヤスリッパ（２）は多数の軟質の細いスリップワイヤから成る。スリップワイヤは、有利には単層または複層の筆状の配置で相並んで、かつ場合によっては重なり合って位置している。スリップワイヤはその自由な端部で有利には外側に向かって湾曲または屈曲されている。
【００２８】
ＶＤＳＥ支持体（４）は、軸線（１３）に対して同心的に湾曲された内壁（１２）を有している。内壁（１２）には、図２の実施形態では、多数のステップ状切欠き（５）が配置されている。ステップ状切欠き（５）はその都度、中心（１３）を向いた、スリップリング（７）に対してほぼ接線方向で方向付けられた１つのステップ面（５′）と、これに対して横断方向で方向付けられ、有利には垂直に位置するステップ面（５″）とを有している。各ステップ面（５′）には有利には複数のＶＤＳＥ（３）が相並んで固定箇所（１１）でもって取り付けられている。接線方向で方向付けられたステップ面（５′）は、これに対して垂直なステップ面（５″）により互いに間隔を置いている。ステップ状切欠き（５）はステップリング曲率にしたがっており、相俟って１つの湾曲された階段状の輪郭を形成する。
【００２９】
ＶＤＳＥ（３）は実質的にまっすぐに方向付けられており、その支持シート（１）でもって平坦にステップ面（５′）に位置し、かつステップリング（７）に対して接線方向で方向付けられている。その都度１つのステップのＶＤＳＥ（３）はＶＤＳＥ層（Ａ，Ｂ）を形成する。その際、隣り合う多数のステップの層は鱗状に、すなわちずれ重なり式にオーバーラップする。層（Ａ，Ｂ）は規則的に交番する。
【００３０】
接線方向のステップ面（５′）の方向付けは、個々のＶＤＳＥ層（Ａ，Ｂ）の自由な端部が上記包絡線（１０）を描くようになっている。この包絡線（１０）の半径は有利には、当て付け可能なスリップリング（７）の半径よりも若干小さい。これにより、ＶＤＳＥ層の弾性的なマルチワイヤスリッパ（２）は有利には軽微な圧力でもって接線方向でスリップリング（７）の周面または外周に当て付けられている。
【００３１】
図４に示すように、２つまたはそれよりも多くのＶＤＳＥ層（Ａ，Ｂ）は有利には互いにずらされており、それぞれ異なる数のＶＤＳＥ（３）を有している。層（Ａ）には例えば３つのＶＤＳＥ（３）が相並んで配置されている。層（Ｂ）は２つのＶＤＳＥ（３）を有している。層（Ａ，Ｂ）の側方のずれは、ある層（Ａ）のマルチワイヤスリッパ（２）が、隣り合う層（Ｂ）のマルチワイヤスリッパ（２）に対して正確に隙間に位置するようになっている。層（Ａ，Ｂ）のマルチワイヤスリッパ（２）は、当て付けたいスリップリング（７）の周面に、２つまたは３つの部分から成る１つの共通のスリップ軌跡を形成する。層（Ａ，Ｂ）のずれは、層（Ａ，Ｂ）の、それぞれ異なるスリップ軌跡が相俟って１つの連続的な幅広の総スリップ軌跡を成すようになっている。
【００３２】
ＶＤＳＥ（３）はステップ状切欠き（５）の領域で、箇所（１１）で、有利には溶接またはリベット締めによりＶＤＳＥ支持体に結合される。この場合、支持シート（１）はその都度接線方向のステップ面（５′）に固定される。
【００３３】
図５に示すように、有利には複数のブラシヘッド（６）がスリップリング（７）の周面にわたって分配配置される。さらに、複数のブラシヘッド（６）が相並んで配置されることができる。それにより、付加的なまたはより幅広のスリップ軌跡が形成されることができる。
【００３４】
図６は、ＶＤＳＥ支持体（４）のバリエーション、個々のＶＤＳＥ（３）の構成のバリエーションならびにその固定のバリエーションを示す。支持体（４）はこの実施形態では、実質的に滑らかな、軸線（１３）に対して同心的に湾曲された内壁（１２）を有しており、先行の実施例に存在するステップ状切欠きを有していない。ＶＤＳＥ（３）はその支持シート（１）に、端部側で屈曲されたベース部分またはベースラグ（１６）を有している。ベース部分またはベースラグ（１６）は部分的に内壁（１２）に当て付けられており、固定箇所（１１）で内壁（１２）に適当な形式で溶接、はんだ付け、リベット締め、ねじ留めまたはこれに類する方法により電気伝導性に接続されている。
【００３５】
図示の実施形態のバリエーションは種々異なる形式で可能である。第一に、ブラシブロック（６）の数および配置は変更可能である。第二に、ブラシブロック（６）内のＶＤＳＥ（３）の数、分布および配置は変更可能である。スリップリング（１）を、相応に湾曲されたブラシブロックと、円弧内に相前後して配置されたＶＤＳＥ（３）とを備えてディスク状に形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】マルチワイヤスリップエレメントの二等角投影図である。
【図２】ＶＤＳＥ支持体の側面図である。
【図３】ブラシブロックの側面図である。
【図４】ブラシブロックの正面図である。
【図５】スリップリングとの関連での、３つのブラシブロックを備えた電流伝送器の側面図である。
【図６】ＶＤＳＥ支持体のバリエーションの側面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  支持シート、  ２  マルチワイヤスリッパ、  ３  マルチワイヤスリップエレメント（ＶＤＳＥ）、  ４  ＶＤＳＥ支持体、  ５  ステップ状切欠き、  ５′  接線方向のステップ面、  ５″  別のステップ面、  ６  ブラシブロック、  ７  スリップリング、  ８  支持体、  ９  スリップ方向、  １０  包絡線、スリップマット、  １１  固定箇所、  １２  内壁、  １３  軸線、回転軸線、  １４  電流伝送器、  １５  作業電流のための端子、  １６  ベース部分、ベースラグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
2007502098.tif 000009
2007502098.tif 000010
2007502098.tif 000011
2007502098.tif 000012
2007502098.tif 000013
2007502098.tif 000014