(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
すり接触部材（１０）のホルダー（２）と、このすり接触部材（１０）の状態変量を検出するセンサ（２８、３０、６８、７０、７２）と、このセンサ（２８、３０、６８、７０、７２）により検出された状態変量を評価する評価装置（５０）とを備え、この評価装置（５０）への信号伝送が無線式に行われる回転電機のすり接触部材の監視装置において、
・すり接触部材の磨耗を検出するセンサ（２８、３０）が２つの部分から構成され、
・すり接触部材の磨耗を検出するセンサの一方の部分（２８）が固定して配置され、他方の部分（３０）が磨耗に相関して動くように配置され、
・センサの一方の部分が永久磁石（３０）として、他方の部分がリレー（２８）として形成され、
・リレー（２８）に対応して設けられた複数の永久磁石（３０）が異なる磨耗値を検出するために異なる位置に設けられ、
・互いに間隔を置いて配置された複数のリレー（２８）が異なる磨耗値を検出するために設けられている
ことを特徴とする回転電機のすり接触部材の監視装置。
【請求項２】
信号の伝送が電波を介して又はオプトエレクトロニクス式に行われることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
センサ（２８、３０、６８、７０、７２）が信号を伝送する送信モジュール（３４）を備えた電子モジュール（２２）に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
センサ（２８、３０、６８、７０、７２）及び電子モジュール（２２）を作動させるために自給式給電装置（３６）が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
電子モジュール（２２）がバッファメモリ（５８）を備えていることを特徴とする請求項３又は４に記載の装置。
【請求項６】
複数のすり接触部材（１０）を備え、各すり接触部材にそれぞれセンサ（２８、３０、６８、７０、７２）が対応して設けられ、この複数のセンサ（２８、３０、６８、７０、７２）の信号が共通に評価装置（５０）によって検出されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項７】
評価装置（５０）に伝送される信号がコードを有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項８】
すり接触部材（１０）がホルダー（２）のハウジング（４）のすり接触部受け（６）に配置され、このハウジングそれ自体はすり接触部受け（６）に接しかつ内部に入れ子式筒（９）を備えた管状ハウジング部（８）を有し、この入れ子式筒（９）はすり接触部材（１０）と協働するとともに、入れ子式筒（９）とは入れ子式筒（９）の中に挿入されている移動部材（１８）が固く結合され、この移動部材（１８）にセンサ（２８、３０）の可動の部分（３０）が配置され、一方センサ（２８、３０）の固定の部分（２８）はハウジング部（８）の内部に位置を固定して配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の装置。
【請求項９】
移動部材が管（１８）として形成され、その内壁にセンサの可動の部分（３０）が固定配置され、この管（１８）の内部にセンサの固定の部分（２８）を備えた計装管（２０）が挿入されていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
計装管（２０）を通して電子モジュール（２２）への導線が案内されていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
許容できない振動を検出するために振動センサ（６８、７０）が設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１２】
振動センサ（６８、７０）を介して異なる振動方向が互いに区別可能に検出可能であることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
振動センサ（６８、７０）により検出された測定信号が記憶可能であり、評価装置（５０）が長期比較を行うように形成されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の装置。
【請求項１４】
すり接触部材（１０）の範囲における温度を検出する温度センサ（７２）が設けられていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１５】
すり接触部材（１０）に孔（７４）が設けられ、この孔内で温度センサ（７２）が移動可能であることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
すり接触部材（１０）を介して流れる電流を検出する電流センサ及びすり接触部材（１０）に作用するばね（３２）のばね力を検出するばね力センサの少なくとも一方が設けられていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１７】
すり接触部材のホルダーと、このすり接触部材の状態変量を検出するセンサと、このセンサにより検出された状態変量を評価する評価装置とを備え、この評価装置への信号伝送が無線式に行われる回転電機のすり接触部材の監視装置において、
・すり接触部材の磨耗を検出するためのセンサが２つの部分から構成され、
・すり接触部材の磨耗を検出するためのセンサの一方の部分が固定して配置され、他方の部分が磨耗に相関して動くように配置され、
・前記センサのいずれかの部分が１つ又は複数の永久磁石として、他の部分が永久磁石に対し設けられた１つ又は複数のリレーとして形成され、
・前記センサの複数に形成された部分は異なる磨耗値を検出するため互いに間隔を置いて異なる位置に配置されている
ことを特徴とする回転電機のすり接触部材の監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、すり接触部材のホルダーと、このすり接触部材の状態変量を検出するセンサと、このセンサにより検出された状態変量を評価する評価装置とを備えた回転電機、特にターボ発電機のすり接触部材の監視装置に関する。
【０００２】
この発明は、特に、スリップリングを備えたターボ発電機或いは整流子を備えた励磁機のプラグインブラシホルダーに関する。プラグインブラシホルダーには交換可能なすり接触部材として炭素ブラシが装着されている。
【０００３】
【従来の技術】
回転電機は回転子に界磁巻線を備えている。界磁巻線の励磁電流は炭素ブラシを備えたスリップリングを介して供給される。励磁電流の大きさは、電力供給用に使用される発電機においては必要とされる出力に関係する。励磁電流を炭素ブラシを通してできるだけよく伝達するために、ブラシには一定の固有電流密度が必要である。電流の供給は回転スリップリング及びこのスリップリングに接触している固定炭素ブラシを介して行われる。この接触中ブラシはこれに対向するスリップリングの回転対称面を滑動する。これによりブラシは大きな磨耗にさらされる。
【０００４】
ブラシはいわゆるプラグインブラシホルダーに配置され、このブラシホルダー自体は固定リングに保持される。プラグインブラシホルダー及びリングは、このプラグインブラシホルダーがその保持装置から比較的容易に取り外されるように構成されている。プラグインブラシホルダーに配置されたブラシ、特に炭素ブラシは、それが最小の許容長さに達したとき、交換されねばならない。
【０００５】
大きな磨耗により、またその上個々の炭素ブラシの寿命は非常に異なるので、炭素ブラシの磨耗は比較的短い時間間隔で保守作業の枠で検査されねばならない。このような保守作業は運転中に動作電圧で行われる。この保守作業はその危険電位の故に適切に修練された専門作業員によってのみ行われる。その上、この作業は、例えば６０００アンペアの励磁電流を持つターボ発電機の場合約１２０個の炭素ブラシを保守せねばならないので、非常に時間がかかる。
【０００６】
一般に、炭素ブラシとスリップリングないし整流子との間のシステムは、通常の磨耗の他に、また非常に故障を起こし易く、従ってさらに監視されねばならない。故障変量は特に大きい磨耗、特に高い温度、いわゆるブラシ火花、これに伴ういわゆる燃焼痕、許容できない振動及びチャタリング、ブラシの脱落等である。故障発見には、一般に、複雑な測定計装が、それぞれの炭素ブラシから対応する評価装置に通じる配線と共に必要である。その場合、先ず換気及び消音装置、フィルタ等を、それぞれの検査される炭素ブラシに測定配線することができるように、しばしば取り外されねばならない。その場合、通電状態で作業するので、危険電位がある。
【０００７】
炭素ブラシの磨耗を監視する装置は例えばドイツ特許第１９７５８２３５号、同特許出願公開第１９６１９７２８号及び同第１９６１９７３３号明細書に記載されている。これらの文献には磨耗を検出するための種々のセンサシステムが示されている。
【０００８】
特にドイツ特許出願公開第１９６１９７３３号明細書には、光センサ及び誘導式、容量式或いはオプトエレクトロニクス式変位センサが使用され、これらを介して炭素ブラシの位置、従って磨耗を検出することが記載されている。さらに、炭素ブラシをスリップリングに押しつけるばね力を決定する力センサとしてピエゾ電気センサを使用することが記載されている。さらに、炭素ブラシのある程度の磨耗以降に圧縮空気の流路を開放或いは閉鎖する流体システムが記載されている。これら全ての公知のシステムは、複雑な配線もしくは配管、例えばセンサからプラグインブラシホルダー外部の評価及び検出装置までの電気配線、或いは例えば複雑な圧縮空気の配管を必要とする。炭素ブラシを交換する際には、これらの配線もしくは配管接続を先ず外し、次いで再び接続せねばならず、全体として炭素ブラシ交換に時間がかかる。特にセンサを電気導体を介して評価装置に接続する際、電位分離もしくは絶縁耐力のための付加的な対策が必要である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、確実な機能を保証し、特にまたサービスし易くかつ安価である回転電機のすり接触部材の監視装置を提示することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため、この発明によれば、すり接触部材のホルダーと、このすり接触部材の状態変量を検出するセンサと、このセンサにより検出された状態変量を評価する評価装置とを備え、この評価装置への信号伝送が無線式に行われる。
【００１１】
無線伝送によりホルダー、特にプラグインブラシホルダーと評価装置との間の複雑な配線が回避される。これにより、保守サービスにおいて配線を分離し、これを再接続する際の付加的な対策を必要としない。
【００１２】
無線監視により、さらに、通常の磨耗の他にまま起り得る故障に関しても継続的に監視することが可能である。プラグインブラシホルダーにアクセスするために複雑な付加の測定計装及び対応する装置の分解も必要としない。全体として、これにより、非常に高いサービスの容易性が得られる。その上監視のために、通電部の範囲における直接の作業は必要でない。この監視はむしろ監視装置を介して局地的に行われ、必要の場合には、自動的にも実行できる。許容できない動作状態を認識した際の自動安全対策、例えば発電機の非常遮断でさえも自動的に行うことができる。さらに、プラグインブラシホルダーへの特別の配線の必要がないから、このシステムは既存のプラグインブラシにおいても容易に追加設置することができる。また炭素ブラシの基本構造は変更する必要がない。さらに、測定線の欠如による短絡の危険が防がれ、各センサ相互の電位分離のための対策も必要でない。さらに、信号の無線伝送のために、所要スペースが小さくまた非常にコスト的に有利な従来のマイクロエレクトロニクスシステムを使用することができる。
【００１３】
信号の伝送は無線波或いはオプトエレクトロニクス式に行うのが目的に適している。その場合、無線波の周波数帯域は凡そ４３３ＭＨｚに設定されるのが有利である。オプトエレクトロニクス式の伝送のために、赤外線信号が使用されるのが有利である。これらの対策により信号の確実かつ故障のない伝送が行われる。
【００１４】
さらに、センサは、信号を送信するための送信モジュールを備えている電子モジュールに接続されているのがよい。その場合、電子モジュールにおいて、センサによって検出された測定信号が、信号モジュールによって与えられた伝送のための信号に有利に変換される。電子モジュールにはその他の機能も組み入れることができ、測定信号の最初の処理を行うことができる。
【００１５】
センサ及び電子モジュールを動作させるために、例えばバッテリーによる自給式の給電が行われ、全体として、監視が何時でも中央の電力供給に無関係に確実に保証されているのが目的に適している。
【００１６】
好ましい構成例においては、電子モジュールはさらに、検出された測定信号を記憶するバッファメモリを備えている。これにより、センサで連続的な測定を行い、これらの測定データに属する信号を特定の時点においてのみ又はただ照会に応じて評価装置に伝達することができる。
【００１７】
特にこれにより、有利な構成例において行われているように、複数のセンサの信号を共通に評価装置において検出することを可能にする。測定信号を電子モジュールにおいてバッファメモリする場合、評価装置とのデータ交換は間欠的に、即ち交互に行われる。
【００１８】
さらに、評価装置に伝送される信号はコード化されているのがよい。このコード化は、個々のすり接触部材に、もしくはそれぞれこれらに設けられるセンサ或いは電子モジュールに固有に付属される。このコード化は、その場合、識別番号、すり接触部材が置かれている場所並びに測定信号が検出された日付及び時間を含む。
【００１９】
すり接触部材の磨耗を確実にかつ信頼性をもって検出するために、センサは発信・受信原理に従った２つの部分から構成され、その中の一方の部分は固定して、他方の部分は磨耗に相関して可動に配置されている。この２つの部分は、その場合、永久磁石として、及びリレー、特にいわゆるリードリレーとして形成されるのがよい。この永久磁石がリレーに到達すると、このリレーは開閉する。この開閉信号は測定信号として電子モジュールに送られる。リレーと永久磁石との間の相対移動はすり接触部材の磨耗の増加によって起る。
【００２０】
この場合、リレーに対応する複数の永久磁石を異なる位置に設けるのが目的に適っている。この場合異なる磨耗値を検出することができる。即ち、これにより磨耗の程度を不連続段階で追跡することができる。
【００２１】
これとは異なり或いはこれに付加して、互いに間隔を置いた複数のリレーを設けることも目的に適っている。これらのリレーを異なる位置に置くことにより、同様に異なる磨耗値を互いに無関係に検出して求めることができる。このために特に個々のリレーの測定信号はそれぞれのリレーに一義的な対応関係にあり、評価装置に伝送される信号に処理する場合にそれぞれのリレーを個別に認識させる適当なコードを備えている。
【００２２】
できるだけコンパクトでかつ集積された構成を考えて、センサはすり接触部材と共にホルダーのハウジング内に配置されている。このハウジングはすり接触部材のためのすり接触部受けを備えており、このすり接触部受けに内側に入れ子式の筒を有する筒状ハウジング部分が接続している。この入れ子式筒内にはこれと固く結合された移動部材が挿入され、これにセンサの可動部が配置されている。入れ子式筒はすり接触部材と協働するので、磨耗に起因する位置の変化はセンサの可動部の移動になる。これに対してセンサの固定部は、調整及び据付け後筒状のハウジング部分の内部に固定されて配置されている。
【００２３】
その場合、移動部材は管、特に非導電性のプラスチック管として形成し、その内壁にセンサの可動部が配置されるのがよい。付加的に、この管の内部に計装管が固定部と共に挿入されている。この計装管は、その場合、同様に筒状に形成されるのがよく、その内部に電子モジュールへの導線が挿入されている。このような構成により全体として非常にコンパクトな構造が得られる。その上、このような構成は比較的僅かな据付け経費で従来のプラグインブラシホルダーに後付けすることができる。これに代えて、計装管が移動部材を含むこともできる。
【００２４】
通常の磨耗或いは過度の磨耗の他にその他の異常変量を検出するために、付加的に或いは代替的に振動センサ、温度センサ、電流センサ及び／又はばね力センサを設けることもできる。
【００２５】
振動センサはすり接触部材の許容できない振動を検出するために用いられる。このために特に運転中におけるすり接触部材の加速度が評価される。このとき発生する振動はしばしば複数の方向に作用する。従って、振動センサを介して特に異なる振動方向を互いに区別可能に検出するのが好ましい。この振動方向及び振動周波数から振動の種類、従ってこれに伴う危険ポテンシャルを推定できる。
【００２６】
振動の場合、許容振動と危険振動との間を区別する問題がある。それ故、さらなる改良構成においては、振動センサによって検出された測定信号が記憶可能で、評価装置が長期比較を行うように構成される。このような長期比較により振動の評価に関する非常に良い証拠が提供される。
【００２７】
温度センサはすり接触部材の範囲の温度を検出するために用いられる。これにより許容できない程度に高い温度を容易に検出できる。温度センサは特に運転中の連続的監視に適している。かくして異常は、温度の上昇の結果により早期に認識され、その起るかも知れない重大な損害がそれに対応する対策により回避される。この場合、目的に合った改良構成においては、すり接触部材に磨耗にさらされる端面に向かう方向に延びる孔を設ける。この孔において温度センサは必要に応じて移動可能である。これによりすり接触部材の磨耗側において直接温度を検出することができる。
【００２８】
信頼性のある運転のための重要な要素はすり接触部材を流れる電流である。この電流を電流センサを介して検出することは、すり接触部材とスリップリングとの間の接触欠陥を早期に示すことを可能にする。
【００２９】
ばね力センサはすり接触部材に作用するばね力を検出するために用いられる。このばねによりすり接触部材はスリップリングに押しつけられる。このばね力に関係して一方では磨耗を、他方では押し付け圧の不足、従ってすり接触部材とスリップリングとの間の接触の不足を推定できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面に示す実施例により詳しく説明する。図において同一作用をする部分は同一の符号を備えている。
【００３１】
図１においてプラグインブラシホルダー２はハウジング４を有し、このハウジング４はその下部範囲にすり接触部受け６を、これに接して筒状のハウジング部分８を備えている。ハウジング部分８の内部に入れ子式筒９が配置されている。すり接触部受け６にはすり接触部材１０、特に炭素ブラシが配置されている。すり接触部材１０は運転中スリップリング１２と接触している。
【００３２】
入れ子式筒９は、すり接触部受け６の端面側の境界部１４を通してすり接触部受けまで挿入されている。入れ子式筒９は端面側で閉塞され、接続部材１６ですり接触部材１０の頭部側に押しつけられている。この接続部材１６上には入れ子式筒９の内部に延びているプラスチック筒１８が載っている。プラスチック筒１８内にはまた上から計装管２０が入り込んでいる。この計装管もまた筒状に形成され、電子モジュール２２と接続されている。この電子モジュール２２は、その場合、筒状のハウジング部分８に載っている。電子モジュール２２は真ん中に開口２４を備え、これを通して測定管２６を入れ子式筒９の中に接続部材１６まで挿入することができる。
【００３３】
測定管２６は、その場合、端面側で例えばフォークのようにスリットを備えている測定筒として形成されるのがよい。この測定管２６により、例えばすり接触部材１０の磨耗を手動で測定することが可能である。これは、特に、例えば図６及び７の構成例において行われているように、磨耗を自動的に測定しないときに都合がよい。
【００３４】
計装管２０にはその端部に互いに距離を置いて、特にリードリレーとして形成されている２つのリレー２８Ａ、２８Ｂが固定されている。プラスチック管１８の内壁には永久磁石３０が配置されている。両リレー２８Ａ、２８Ｂからそれぞれ導線が計装管２０の内部において電子モジュール２２まで導かれている。リレー２８は位置を固定して保持されている。このために計装管２０は電子モジュール２２に固定されている。これに対して永久磁石３０は可動に配置されている。すり接触部材１０が磨耗すると、この部材が入れ子式筒の内部に配置された圧縮ばね３２によってスリップリング１２の方向に移動するからである。その場合、すり接触部材１０と接続部材１６を介して結合されたプラスチック管１８も必然的に移動するので、永久磁石３０はスリップリング１２の方向に向かって動く。
【００３５】
永久磁石３０が第一のリレー２８Ａに達すると、このリレーは動作し、電圧パルスを電子モジュール２２に与える。そこでこの測定信号は信号モジュール３４Ａにおいて無線信号に処理され、無線で発信される。この信号モジュール３４Ａの他に電子モジュール２２は電子モジュール２２の自給給電を行う交換可能なバッテリー３６を備えている。さらに電子モジュール２２には電圧限界値センサ３８、２つの押し釦４０Ａ、４０Ｂ及びすり接触部材１０が最小許容長に達したとき点灯するコントロールランプ４２が設けられている。押し釦４０Ａ、４０Ｂは、とりわけ、リレーの機能検査を行うものである。送信モジュール３４Ａは例えば周波数帯域４３３ＭＨｚの信号を発信する。
【００３６】
プラグインブラシホルダー２は、さらに、すり接触部受け６に旋回可能に固定されたグリップレバー４４を備えている。このグリップレバー４４とすり接触部受け６との間にこのすり接触受け６から離れる方向に押しつけるばね４６が配置されている。このグリップレバー４４はその下端でクランプ４８に作用している。グリップレバー４４はクランプ４８と協働してすり接触部材１０をすり接触部受け６に確保すると共にすり接触部材１０の交換を可能にしている。
【００３７】
電気機械、特に発電機の運転中、回転スリップリング１２はすり接触部材１０に沿って滑る。これによりすり接触部材１０は次第に磨耗し、この磨耗は圧縮ばね３２を介して調整されている。益々磨耗が進むと永久磁石３０が、従ってまず、第一のリレー２８Ａに近づく。永久磁石３０がリレー２８Ａに達するや否や、リレー２８Ａが動作し、それに応じた無線信号が発生する。この第一の無線信号の発生は、その場合、第一の磨耗限界値に相関している。即ち、この値は、例えば、すり接触部材１０が予め定められた運転時間だけしか残っていないことを表わす。すり接触部材１０がさらに磨耗すると、永久磁石３０は第二のリレー２８Ｂにも達し、このリレーが動作し、第二の無線信号が出される。この第二の無線信号は、もう１つの磨耗限界値に達し、即ち、最早例えば絶対的な磨耗限界値であり、すり接触部材１０の交換を強制的に必要とすることの指標を表わす。
【００３８】
個々のリレー２８Ａ、２８Ｂにはそれぞれコード化された無線信号が所属し、その際コード化は電子モジュール２２において行われ、その結果、リレー２８Ａ、２８Ｂに所属する両無線信号は識別することができる。両リレー２８Ａ、２８Ｂを備えた構成に代えて、複数の永久磁石３０をプラスチック管１８の内壁に設けることも可能である。リレー２８により生じる信号を追跡することにより、磨耗を連続的に監視することができる。
【００３９】
図２においてブロック回路図により無線信号の電子モジュール２２から評価装置５０への伝送を示す。評価装置５０は同時に、到達する無線信号の受信ステーションとして形成され、無線信号を検出する受信モジュール５２Ａを備えている。この受信モジュール５２Ａにより開閉器５４を制御し、例えばコンソールへの無電位接点５５を信号伝送のために閉成する。さらに同時に表示ランプ５６が点灯され、オン／オフ押し釦が確認のために設けられている。電子モジュール２２のブロック回路図には図１について既に記載された個々の要素、即ちバッテリー３６、信号モジュール３４、電圧限界値センサ３８及び両押し釦４０Ａ、４０Ｂが示されている。このブロック回路図において両リレー２８Ａ、２８Ｂは電子モジュール２２の動作に関連している。第一の押し釦４０Ａはその機能を試験可能なテスト押し釦として形成されている。第二の押し釦４０Ｂは信号のコード化のために用いられる。この場合、最初のインストールにおいて第二の押し釦４０Ｂを介して信号モジュール３４が適当にプログラムされ、コード化された無線信号が評価装置５０に伝送される。
【００４０】
さらに、電子モジュール２２にはバッファメモリ５８（破線で示す）が設けられている。このバッファメモリ５８には既に処理された信号がバッファ記憶され、規則的な周期時間間隔で評価装置５０に、或いは評価装置５０による照会によって初めてこれに伝達される。図２においてデータ交換はただ信号モジュール３４Ａから受信モジュール５２Ａに行われることが示されている。しかしながら、これらのモジュール３４Ａ、５２Ａは送受信モジュールとして形成するのが有利であり、その結果互いに交信し、データを交換するようにすることができる。
【００４１】
図３によるプラグインブラシホルダー２は図１のものと本質的に同一に構成されているが、この場合は赤外線信号を発信するための信号モジュール３４Ｂが設けられている。この送信モジュール３４Ｂも、好ましくは、送信モジュール３４Ａと同様にプログラム及びコード化可能である。赤外線信号を発信するために送信モジュール３４Ｂは赤外線ランプ６０を有している。信号を受信するために赤外線検出器６１が設けられている。
【００４２】
図３の構成例に相関するブロック回路図は図４に示されている。この図においても電子モジュール２２には機能構成要素として２つのリレー２８Ａ、２８Ｂが設けられている。評価装置５０は、この場合赤外線信号を受信し、発信するように形成されている受信モジュール５２Ｂを備えている。送信モジュール３４Ｂと受信モジュール５２Ｂとの間の二重矢印により、この両モジュール３４Ｂ、５２Ｂは赤外線を送信かつ受信するように形成されていることが示されている。受信モジュール５２Ｂは赤外線インタフェースを介してコンピュータ６２に接続され、このコンピュータによりさらに評価が行われ、特に開閉器６４が制御されて、適当な信号があるとき、表示ランプ５６が動作し、コンソールへの無電位の接点を閉成する。
【００４３】
図５にはすり接触部材１０を監視するために設けられた各要素の作用関係の原理を示す。これによれば、いわゆる空気導通カバー６５にブラシホルダー取付け台６６が配置され、その周囲に複数のプラグインブラシホルダー２を備えている。プラグインブラシホルダー２はそれぞれ１つの信号モジュール３４Ａ、３４Ｂを備え、これらを介してすり接触部材に固有のコード化された信号が発信される。その場合、図の左半分に示された３つの信号モジュール３４Ａは無線信号を発信するように形成され、これらの信号は対応する無線信号受信モジュール５２Ａにより受信される。これに対して図の右半分に示された２つの信号モジュール３４Ｂは赤外線信号を発信するように形成され、それらの信号は対応する受信モジュール５２Ｂによって受信される。後者は赤外線接続を介してコンピュータ６２に接続されている。
【００４４】
上述のように、評価装置５０の受信モジュール５２Ａ、５２Ｂは送信ユニットとしても形成されているので、電子モジュールへのデータ伝送を行うことができる。この伝送路を介して対応の電子モジュール２２のコード化及び調節が可能である。
【００４５】
図６によるプラグインブラシホルダー２においては自動的に磨耗を決定する測定構成が省かれている。磨耗の決定は、この場合、測定管２６を介して手動により行われる。この構成例においては接続部材１６に直接接して振動センサ６８が配置されている。すり接触部材１０の振動は、それ故、直接振動センサにより検出される。このセンサは、その場合、特にアナログ或いはデジタル加速度センサとして形成されている。そしてこのセンサは、その場合、異なる振動方向の進藤を検出し、それらの間を区別することができるように、多次元測定センサとして形成されている。振動センサ６８には、測定線を電子モジュール２２に導く導線管７１が接している。信号伝送は、この場合、赤外線信号を介して行われる。振動センサ６８によって測定された加速度はコンピュータ６２を含む評価装置５０において分析され、振動周波数、振幅及び位相を決定する。コンピュータ６２においては特にまた検出された振動データの長期比較が行われる。この分析から、例えばスリップリングの燃焼痕によるスリップリングの非円形の結果から生ずる軸振動或いはすり接触部材１０の振動を原因とする故障に関して診断をすることができる。所定の加速度値を超過すると、直ちにそれに対応した限界値が報知される。チャタリングにより分らせることのできるようなすり接触部材の振動を検出するために、振動センサ６８は、第二の振動センサ７０により示されるように、すり接触部材１０の頭部側に直接配置するのが有利である。この２つの振動センサ６８、７０は同時に設置することもできる。
【００４６】
図７では、温度センサ７２が同様にすり接触部材１０の頭部側の範囲に配置されている。このすり接触部材１０には孔７４がその奥まで設けられており、温度センサ７２が、温度センサ７２´により下部位置に示されているように、下部位置へ導入可能である。即ち、温度センサ７２はすり接触部材１０の磨耗面の近くまで導かれ、そこで温度を検出する。温度が過度に上昇すると、それに応じて信号が発せられる。
【００４７】
温度センサ又は振動センサの代わりに、さらに、すり接触部材１０を介して流れる電流を測定する電流センサを設けることもできる。さらにまた、入れ子式筒９内に配置された圧縮ばね３２のばね力を検出するばね力センサを設け、これからすり接触部材１０の磨耗を推定することもできる。個々の構成例について記載されたセンサはまた互いに組み合わせて使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】すり接触部材の磨耗を検出するためのセンサ構成と、無線信号を伝送するように形成された電子モジュールとを備えた本発明によるプラグインブラシホルダーの断面図を示す。
【図２】図１による電子モジュールの信号処理を説明するためのブロック回路図を示す。
【図３】赤外線信号を伝送するように形成されている電子モジュールを備えた本発明によるプラグインブラシホルダーの断面図を示す。
【図４】図３による電子モジュールの信号処理を説明するためのブロック回路図を示す。
【図５】本発明による監視装置の各構成部分要素の協働関係の説明図を示す。
【図６】すり接触部材の磨耗を検出するセンサ構成に代えて振動センサが配置されている本発明によるプラグインブラシホルダーの断面図を示す。
【図７】すり接触部材の磨耗を検出するセンサ構成に代えて温度センサが配置されている本発明によるプラグインブラシホルダーの断面図を示す。
【符号の説明】
２                プラグインブラシホルダー
４                ハウジング
６                すり接触部受け
９                入れ子式筒
１０              すり接触部材
１２              スリップリング
１４              境界部
１６              接続部材
１８              プラスチック管
２０              計装管
２２              電子モジュール
２４              空所
２６              測定管
２８Ａ、２８Ｂ    リレー
３０              永久磁石
３２              圧縮ばね
３４Ａ、３４Ｂ    信号モジュール
３６              バッテリー
３８              電圧限界値センサ
４０Ａ、４０Ｂ    押し釦
４２              コントロールランプ
４４              グリップレバー
４６              ばね
４８              クランプ
５０              評価装置
５２Ａ、５２Ｂ    受信モジュール
５４              開閉器
５５              ライン接点
５６              表示ランプ
５８              バッファメモリ
６０              赤外線ランプ
６１              赤外線検出器
６２              コンピュータ
６４              開閉器
６５              気中絶縁カバー
６６              ブラシホルダー取付け台
６８              振動センサ
７０              第二の振動センサ
７２、７２’      温度センサ
７４              孔
【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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【図７】
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