[發明專利]用于滑動環的環形電極、相應的滑動環及用于生產環形電極的方法

在審

• 申請號: 201380061223.2
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN104823340A
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發明（設計）人: S·奧特;H·施林;R·勞姆;D·霍夫;R·蘇山內基
• 申請（專利權）人: GAT傳動技術有限公司
• 主分類號: H01R43/10
• 分類號: H01R43/10
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張蘭英

技術領域

本發明涉及一種用于滑動環的環形電極，其中所述滑動環用于在機器零件之間傳輸電能，所述機器零件中的至少一個可相對于另一個旋轉。

背景技術

相應的滑動環在很多旋轉機器上使用，特別地，當它們被電驅動時，例如像機床、某些類型的電動馬達等。特別地，更大直徑的滑動環也通常在計算機斷層X光掃描裝置中使用。

在這種情況下，這樣的滑動環不僅用于驅動能量的傳輸，而且用于電信號的傳輸。在滑動環的情況下，在本文中稱為'環形電極'的圓形或環形觸點滑動軌道安裝到第一機器零件。設置在第二機器零件上的是滑動觸點，所述滑動觸點以某一接觸壓力與滑動軌道或環形電極相接觸。兩個機器零件中的一個可相對于另一個旋轉，使得滑動觸點沿著環形電極的表面上整個周邊移動，并且在這種情況下保持與環形電極的恒定的電接觸。在這種布置中，電極可以與環形電極的外或內周邊表面可選擇地接觸，但是它們也與環的側表面相當好地接觸，這(在平環的情況下)具有接觸表面在相同平面內的優點。原則上，環形電極可以具有任何橫截面，但是直角橫截面是優選的，因為它們為滑動觸點提供平接觸表面。

以這種方式，電能和信號可以通過直接電流接觸在環形電極與滑動觸點之間傳輸，并且由此在可相對于彼此旋轉的機器零件之間傳輸。

用于這種滑動系統的機械結構的各種技術是已知的。一般而言，黃銅或青銅的實心滑動軌道與石墨或銀石墨的滑動觸點相結合，然后此可特別用于中等或高功率(換言之從大約100W到大約120W)的直流電或交流電的傳輸。在信號傳輸的領域中，涉及的小半徑依靠對象也常常制作為鍍金滑動軌道與鍍金觸點彈簧絲的組合。然而，本發明主要涉及環形電極和滑動環，其中利用所述環形電極和滑動環傳輸電能，但是，這不排除還可能與電能傳輸并行地傳輸電信號。

根據現有技術，很多變體形式的石墨觸點和用于相應的滑動觸點的碳刷是已知的。

根據現有技術，相應的環形電極通常包含黃銅或青銅。它們通常通過從合適直徑的管切割出個體環或通過從實心板切割、例如通過激光切割出個體環來生產。

黃銅或青銅滑動軌道與石墨或銀石墨觸點的組合涉及觸點材料的相對高程度的磨損的缺點，該缺點導致相應地縮短了傳輸系統的使用壽命。在這種情況下，高質量滑動環和觸點的制造相對昂貴，因為對于這種布置，環觸點的材料必須是非常均質的，并且滑動觸點需要高比例的銀。略微昂貴的變體常常具有相當大的轉移電阻并遭受非常高的磨損，使得可以傳輸的電功率和使用壽命由此受到限制。

此外，當環形電極例如從實心板切出時，但即使個體環從管材料切割，在此情況下，那么仍然還需要相當多的后處理操作以給切割出或切斷出的環去毛刺及使其光滑，常規環形電極的制造是相對復雜且昂貴的，并且涉及到相當多的材料損失。

發明內容

相比于現有技術，本發明的目的是提供避免上面提到的缺點中的至少一個的環形電極和相應的滑動環以及其制造的方法。在這方面，所述目的尤其還特別是簡單的制造及環形電極和相應的滑動環的使用中更少量的磨損。另外，或可替換地，本發明試圖減小接觸噪聲以及轉移電阻。環形電極和相應的滑動環應當特別適合于在計算機斷層X光掃描裝置和用于掃描軀體橫截面的類似醫療設備中使用，并且應當優選對于該目的進行優化。

上面提到的目的中的至少一部分通過一種環形電極來獲得，所述電極包含高質量鋼的棒或桿材料，所述棒或桿材料卷繞以做出環，并且所述棒或桿材料的自由端結合在一起以形成封閉環。

高質量鋼的棒材料制造電極的優點尤其是，當棒材料僅必須切成環所需的長度時，幾乎沒有或僅程度非常小的材料切割浪費。這種棒材料也常常纏繞到大直徑的卷筒上，并且因此實際上以環狀材料的形式應用。

在這方面，術語'棒材料'用來指恒定的橫截面和至少為直徑百倍的長度的任何材料。特別地，術語'棒材料'還包括從16mm²的絲橫截面到例如30x30mm²的橫截面，而無意圖涉及到那些橫截面細節的任何限制。

在這方面，特別地，在合適的卷繞安裝的情況下，能夠以良好程度的準確性、換言之以具有環的非常好的圓度生產具有40cm與1.5m或2m之間的直徑的環。直角橫截面的棒材料是尤其優選的，因為它提供了生產很容易允許與滑動觸點良好表面接觸的滑動軌道的可能性。

棒的自由端成形為形成封閉環，然后表現為相互倚著的緊靠關系。期望地，棒也嵌入在絕緣塑料承載材料中，使得對于實際目的而言在彎成環形狀的棒的自由端之間至多留下可忽略的間隙。