滑环体、滑环体的滑环轴、滑环体的绝缘体和滑环体的滑环的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种滑环传输器以及这种滑环传输器的组件，包括滑环体、滑环轴、绝缘体和滑环。此外，本发明涉及一种配设有滑环传输器的风能设施。
【背景技术】
[0002]风能设施的滑环传输器是普遍已知的。所述滑环传输器通常将电信号从风能设施的吊舱传输到风能设施的空气动力学的转子，所述转子在运行中相对于吊舱或相对于吊舱的其余部分转动。在此，不仅传输例如需要用于伺服发动机或可能的加热装置的大的功率，而且也传输例如为控制信号或测量信号的数据。这种风能设施通常示意地在图1中示出。
[0003]常见的滑环传输器原则上构造为，使得为每个待传输的信号、即数据或功率信号设有相应的线路。在此，线路分别与至少一个导电的滑环电连接，以便由此将相应的电信号传输到相应的在滑环上滑动的电刷上。因此，电刷设置在滑环传输器的下述部分上，所述部分相对于滑环传输器的其他的承载滑环的部段转动并且反之亦然。
[0004]对于滑环和相配合的电刷已知不同的技术，例如炭刷的应用，其中炭块类型在滑环上滑动。作为其他的变型方案考虑所谓的金线技术，所述金线技术具有用金覆层的线路端部，所述线路端部在滑环上滑动。同样已知一种所谓的多刷技术，其也称作为“多线滑触头”，其中在滑环上滑动的电刷具有多个细线，所述细线例如侧向地在滑环上贴靠和滑动。
[0005]所述与滑环连接的线路在空心轴中引导，在所述空心轴上安置滑环。那么，从所述空心轴的内部空间开始，将相应的线路与其相应的滑环连接。为此，所述线路穿过空心轴的外壳引向滑环并且与所述滑环接触。滑环同样彼此电绝缘并且在此也相对于空心轴电绝缘。此外，考虑每个滑环牢固地安置在空心轴上并且随其一起转动。
[0006]每个滑环的大小、即尤其是轴向扩展与其目的相关，即尤其与应传输何种信号和多少功率相关。相应地，所述滑环、引线和电连接单独地匹配于每个应用情况。相同内容适用于相应长地构成以能够容纳所有所需的滑环的空心轴。
[0007]因此，此外在这种已知的滑环传输器中不利的是，所述滑环传输器对于任意新的应用情况必须重新设计。在此，不仅产生较高的研发耗费以及相应高的成本，而且也产生用于检查和实际测试滑环传输器的附加的耗费。分别待单独地研发和生产的元件能够带来耐久性的问题并且在每次新研发中首先不存在关于新元件的寿命的经验值。
[0008]德国专利商标局在本申请的优先权申请中检索到下述现有技术:DE 201 16 756UUDE 29 800 281 UUDE 20 58 343 A,US 3 686 514 A,EP 2 019 460 A2、WO 96/14 678Al、WO 2008/042 183 A2 和 JP H06-132 058 A。
【发明内容】
[0009]因此，本发明基于下述目的，解决上述问题中的至少一个问题。尤其地，应为滑环传输器提出一种解决方案，所述解决方案能够实现以尽可能少的单独的元件或研发步骤提供用于不同的系统、尤其是用于不同的风能设施的滑环传输器。至少应提出一个替选的解决方案。
[0010]根据本发明，提出一种根据权利要求1所述的滑环体。所述滑环体作为滑环传输器的一部分用于在固定的部件和围绕转动轴线转动的部件之间传输电信号。滑环体包括至少一个滑环，以用于在滑环和至少一个在其上滑动的滑环元件、尤其是所谓的电刷之间传输电信号。此外，滑环体包括滑环轴，以用于将至少一个滑环固定在其上。
[0011]为了简化视图，包括滑环轴与至少一个滑环的滑环体能够视为滑环传输器的转动的部件。在至少一个滑环上滑动的滑环元件、尤其是所谓的电刷相应地固定在滑环传输器的固定的部位上。然而，在该应用中毕竟不重要的是，在绝对观察的情况下，固定的部件是否静止并且转动的部件是否转动或反之，只要仅转动的部件相对于固定的部件转动。但是，优选地提出，在绝对观察的情况下，即尤其关于地面上的固定的物体，滑环体转动。尤其在应用在水平轴线风能设施中时，滑环传输器进而滑环轴具有基本上水平的转动轴线，并且相应地，滑环体的所有元件必须针对持续的转动来设计。在缓慢转动的情况下，离心力几乎不起作用。但是，应考虑作用于元件的重力的持续的变化，所述变化通过围绕基本上水平的转动轴线的转动得出。
[0012]提出的滑环轴具有在其环周之上分布的引导通道，以用于容纳用于电连接至少一个滑环的电线路。因此，现在提出，应引导电信号的电线路不再或不再完全聚束地在构成为空心轴的滑环轴的内部中引导，而是更靠外地在相应的引导通道中引导，优选使得每个引导通道容纳各一个用于电信号的电线路。由此，电线路能够根据目的铺设在滑环轴中进而此外更靠近滑环轴的外部环周进而更靠近相应的滑环，所述电线路与所述滑环电连接。与将电线路设置在转动轴线的区域中相比，通过设置在环周之上分布的引导通道，也提供更大的可用空间。引导通道越接近滑环轴的外环周，对此基本上存在的可用空间就越大。
[0013]通过在环周之上分布的引导通道进而相应地分布的电线路，也能够实现更好的热分布进而散热。
[0014]优选地，滑环轴和/或至少一个滑环通过挤压成型法或挤拉成型法制造。由此，能够制造在轴向方向上具有保持不变的横截面的长的型材，所述型材随后能够缩短为期望的长度。这样，以简单的方式，能够制造多个轮廓相同、但是长度不同的元件。能够制造多个滑环，所述滑环相应地仅还必须缩短到期望的长度。此外，只要将相应的设备用于制造多个横截面相同的滑环轴，那么能够以相对简单的方式和方法制造具有多个引导通道的滑环轴。也即是说，在此，相应的制造设备的制造和准备占据制造的耗费和成本的大份额，然而这当制造多个同类的物体时分配。尽管如此，因此，滑环轴的因此相对复杂的形状能够用相对小的耗费制造。在此，引导通道能够直接在挤压成型或挤拉成型时一起加入到所述轴中。
[0015]根据一个实施方式提出，滑环轴具有径向向外延伸的支柱连同分别位于其之间的槽，其中尤其设有三个、优选至少六个支柱，所述支柱尤其是相同的和/或均匀地在环周方向上分布。优选地，轴在横截面中、即在横向于转动轴线的剖面中大致星形地构成。
[0016]由此，也能够预设稳定的、尤其也刚性的和转动刚性的轴，所述轴具有多个线路、尤其是用于功率传输的线路。为了传输三相系统的电功率，能够相应地将三个线路在轴中引导，其中将每个单独的线路在各一个引导通道中引导。由此，在六个支柱和相应地六个槽的情况下，存在六个引导通道，所述引导通道能够相应地引导三相系统的六个线路、即例如两次三个线路。
[0017]在此，特别有利的是星形的、尤其对称星形的设计方案，所述设计方案能够具有所述槽和支柱。通过应用对称结构，能够避免可能的错误安装。在此，星形与滑环轴的根据横向于转动轴线的剖面的横截面视图相关，所述滑环轴也简化地称作为轴。
[0018]根据另一个设计方案提出，滑环轴为了引导其他的电线路而具有带有与转动轴线一致的纵轴线的穿通孔。在此，这种穿通孔也能够称作为中央管。所述中央管不需要通过钻孔过程制造。由此，能够实现滑环传输器的下述实施方案，在所述实施方案中，在这样的中央管中设有用于将数据从转动的部件传输到固定的部件并且反之的数据线路。在尤其通过相应的槽设置在滑环轴中的引导通道中，能够传输用于功率信号的电线路。因此，这两个基本的线路类型彼此分离。在中央管中铺设的数据线路能够在纵向方向上完全穿过所述滑环轴引导，即直至滑环传输器的信息或数据部件上，在所述信息或数据部件中将数据在固定的部件和转动的部件之间传输。相反地，设置在引导通道中的线路在轴向方向上不完全穿过滑环轴引导，而是分别向外引向滑环并且在那里与所述滑环导电连接。因此，这种滑环轴也是滑环传输器的功率部件的一部分进而能够以简单且适宜的方式提供功率部件和数据部件的有意义的分离。因此，所述分离不仅涉及相应的滑环和用于接触的电刷的设置，而是也涉及相应的线路在形成功率部件的一部分的滑环轴中的分离的引导。
[0019]这种分离的优点也在于数据线路通过功率线路的小的电磁影响。
[0020]根据至少一个另外的设计方案，对于滑环体提出，设有至少一个能推动到滑环轴上的绝缘体，以便将两个滑环相对于彼此电绝缘和/或以便将滑环相对于滑环轴电绝缘和/或以便将至少一个电线路或电线路中的至少一个绝缘地在引导通道中引导。
[0021]因此，设有一个、优选多个能推动的绝缘体。所述绝缘体能够推动到滑环轴上进而能够实现模块化的构造。因此，绝缘体匹配于具有在其环周之上分布的引导通道的滑环轴，使得能够推动所述绝缘体。为了将两个滑环彼此绝缘，绝缘体例如具有相应的环绕的部段，例如环形的连接板或盘部段，所述盘部段常规地在轴向方向上设置在两个滑环之间。由此，相关的两个滑环相对于彼此绝缘并且能够引导不同的电势。
[0022]为了将滑环轴相对于至少一个滑环绝缘，构成绝缘体，使得所述绝缘体常规地在径向方向上设置在滑环轴和至少一个滑环之间。尤其地，绝缘体能够推动到轴上并且在其之上、即具有略大的直径，随后能够将滑环推动到绝缘体上。
[0023]在此，绝缘体能够具有这种绝缘部段以用于在径向方向上、即在轴和滑环之间进行绝缘并且所述绝缘体能够附加地具有所述环绕的部段以用于在轴向方向上进行绝缘。
[0024]例如，能够设有不同的绝缘体，例如具有用于在轴向方向上进行绝缘的环绕的凸出部的绝缘体和另一个不具有这种绝缘部的绝缘体。通过将这种或其他不同的绝缘体相应地组装，能够实现滑环体的进而由此滑环传输器的分别具体的设计方案。为此，简单地将相应的绝缘体和相应的滑环逐步地推动到滑环轴上。由此，仅通过绝缘体和滑环的不同的组装就能够制造不同的滑环体进而由此制造不同的滑环传输器。
[0025]为了将电线路相对于滑环轴绝缘，绝缘体构成为，使得通道部段、尤其是空心的通道部段置于引导通道中、尤其匹配于所述引导通道。然后，相应的线路能够置入所述通道部段中。尤其地，绝缘体的这种线路通道部段匹配于滑环轴的引导通道，使得所述线路引导通道此外能够承担在将绝缘体插到滑环轴上时的引导功能。由此，绝缘体也能够在转动方向上固定在滑环轴上。
[0026]优选地，滑环轴具有轮廓并且绝缘体具有匹配于滑环轴的轮廓的配合轮廓。所述轮廓和配合轮廓尤其构成为，使得绝缘体能够以其配合轮廓轴向地沿着滑环轴的轮廓推动到滑环轴上。在此，轮廓和配合轮廓紧密配合，使得得到基本上抗扭的连接。根据配合，绝缘体能够容易地在具有轻微的间隙的情况下或严密地推动，使得所述绝缘体无间隙地安置。优选地，也能够进行严密的配合，使得轮廓和配合轮廓不是在整个轮廓之上具有严密的配合，而是仅点状地、通过例如在绝缘体上在轴向方向上设有相应的凸出连接板的方式具有严密的配合。所述轮廓和配合轮廓必要时能够以简单的方式匹配，在其应被指出为过大的、或绝缘体在这种连接板或其他的补偿凸出部的区