CN101783473A - 用于传送高电流的碳刷 - Google Patents

用于传送高电流的碳刷 Download PDF

Info

Publication number
CN101783473A
CN101783473A CN200910246022A CN200910246022A CN101783473A CN 101783473 A CN101783473 A CN 101783473A CN 200910246022 A CN200910246022 A CN 200910246022A CN 200910246022 A CN200910246022 A CN 200910246022A CN 101783473 A CN101783473 A CN 101783473A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon brush
contact element
connection element
contact
carbon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200910246022A
Other languages
English (en)
Inventor
N·亨雷斯
L·汉斯
W·托马斯
R·安德列斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
Original Assignee
Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schunk Kohlenstofftechnik GmbH filed Critical Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
Publication of CN101783473A publication Critical patent/CN101783473A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/18—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
    • H01R39/20—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush characterised by the material thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/36—Connections of cable or wire to brush

Landscapes

  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于传送高电流的碳刷(10、20)，其具有用于连接电连接轨迹(19)的连接元件(12)和具有接触表面(16)的消耗型接触元件(11)，该接触表面(16)设计成与换向器装置对齐。其中该连接元件和该接触元件在与该碳刷的磨损方向垂直对齐的层过渡区(13)当中结合起来，并且形成了一体式模制体。其中该连接元件和该接触元件具有不同组分，从而使得该接触元件中碳的组分大于该连接元件中碳的组分，并且该接触元件具有金属组分，该金属组分与该连接元件中的金属组分不同。

Description

用于传送高电流的碳刷
技术领域
本发明涉及一种用于传送高电流的碳刷，该碳刷具有用于连接电连接轨迹的连接元件和具有接触表面的消耗型接触元件，接触表面设计成与滑动环尤其是换向器接触。
背景技术
在说明部分描述的那种碳刷通常称为“工业碳刷”并且特别地在需要传送高电流如常常超过20安培/平方厘米的高电流的场合中使用。在此情况下，这种碳刷用于马达和发电机当中，并且具有这些碳刷的发电机正逐渐在风力涡轮机当中得到应用。
由于在这些情况中工业碳刷需要传送高输出的缘故，必须将足够份量的金属夹杂物添加到碳中，以便尽可能减小接触阻力，进而减小电阻引起的碳刷发热。为此，已经证明有用的是：生产碳刷，该碳刷通常由主要包含适当金属尤其是银的颗粒状模制复合物制造成模制部件。在实践中，银在工业碳刷中的含量经常高达60％或更多。结果，在没有考虑任何给定工艺的情况下，由于银本身数量的原因，导致碳刷的生产成本庞大。
已知的碳刷基本上制造成同类模制部件，这些模制部件的组分对于在运行过程中与滑动环装置接触的接触元件及电连接轨迹与其连接的连接元件都是一致的。结果，随着碳刷的磨损，碳刷中与接触元件中的碳一起消耗的大量银也存在于连接元件中，其中银不需要具有特定的材料特性，虽然这些银对于与接触元件中的碳之间的相互作用是必要的。相反，碳刷中的连接元件用于与连接轨迹建立导电连接。一旦用完了接触元件，通常将连接元件连同其内所含的银一起丢弃。
因此，目前用于制造工业碳刷的方法必须使用一定数量的银，并不需要全部的银让碳刷起作用。
发明内容
因此，本发明的目的是推出一种用于传送高电流的碳刷，其能够让碳刷可靠地运行，同时导致制造成本低于已知碳刷的制造成本。
通过具有权利要求1所述特征的碳刷实现了此目的。
根据发明的用于传送高电流的碳刷包括：模制体，其组分根据碳刷区域的不同功能而变化，在碳刷区域中，连接元件用于提供与电连接轨迹之间的连接，而接触元件用于确保与反接触元件或滑动环装置之间的不中断接触，而并不像连接元件那样必须通过磨损确保与反接触材料之间的对齐接触。
在根据发明的碳刷中，连接元件和接触元件结合到层过渡区中，该层过渡区与碳刷的磨损方向垂直对齐，并且形成了一体式模制体，该模制体具有适合于连接元件和接触元件不同功能的组分。因此，接触元件中的碳含量大于连接元件中的碳含量，因为碳对于形成理想的低摩擦接触是至关重要的。除了碳的组分之外，接触元件也包括与连接元件中的金属组分所不同的金属组分，所以每个元件中的金属组分可以针对接触元件和连接元件中的金属组分的不同功能而被优化。因此，可以选择用于接触元件的金属，该金属既能够产生理想的低接触阻力，又具有相对较低的摩擦特性，以便能够减小该金属对用于建立低摩擦接触的碳的良好特性造成消极影响。对于通过层过渡区与碳刷的消耗部件分开并且进而其磨损特性不太重要的连接元件而言，可因此使用金属组分，其具有足够的机械强度来实现其机械连接功能，并且具有良好的导电性，以便在没有考虑其摩擦特性的情况下形成与连接轨迹之间的电连接。
因此将根据发明的碳刷定义为在其内通过层过渡区将区域分开的某种碳刷，每个区域针对其基本功能在独立于其他区域的情况下被优化。与已知的碳刷比较，也可以通过这种方法明显减小根据发明的碳刷中的银的比例，因为只有接触元件需要银组分。因此在根据发明的一个对应实施例中，在碳刷已经磨损到层过渡区的时候必须丢弃并且基本上仅仅由连接元件构成的碳刷剩余部件根据不含银。
在根据发明的碳刷的一个优选实施例中，接触元件具有主要由银构成的金属组分，而连接元件具有主要由铜构成的金属组分。通过这种方法能够形成针对接触元件和连接元件的相应金属选择进行优化的碳刷。
根据碳刷要求，接触元件中的金属组份可以为50％或更多。根据此要求，接触元件中的金属组分可以为100％的铜材料或铜合金。
如果连接元件由100％的铜或铜合金制成的话，则可以形成能够承受极高机械负荷的强度特别高的碳刷。
如果正如在碳刷的提别有益的实施例中那样，靠近层过渡区的接触元件具有与相对于具有不同组分并且设置有接触表面的消耗性区域形成的并且其金属组分不同于消耗型区域的指示区域，则能够在碳刷上形成消耗型或维护型指示器，因为在不需要提供特殊的、单独的接触装置的情况下导致多层结构磨损掉。在该实施例中，容易发掘出当接触表面是在指示区域内形成时的有益效果，从而导致阻力变化，因为指示区域中的金属组分不同于消耗型区域中的金属组分。可以将该阻力变化用作信号，以便指示需要更换碳刷。
不考虑在碳刷上形成指示区域，在任何情况下，如果连接元件具有用于形成与电轨迹之间的焊接或熔接连接的扁平连接表面的话，则这是有益的，从而能够在不需要在连接元件上形成特殊保持装置的情况下，通过焊接或熔接连接而简单、平坦地附接到连接轨迹上。
将参考附图在下文中解释发明的优选实施例。
附图说明
图1展示了碳刷的第一个实施例；
图2展示了图1中的碳刷，该碳刷具有与碳刷的连接元件相吻合的连接边；
图3展示了碳刷的又一个实施例；
图4a-4c展示了制造图1中的碳刷的方法。
具体实施方式
图1展示了具有接触元件11和连接元件12的碳刷10，接触元件11和连接元件12分别由模制颗粒24、25和26(图4a)制造而成，并且通过层过渡区13互相连接成单个部件。可以利用参考图4a-4c在下文中解释的压缩模制方法制作图1所示的碳刷，从而通过适当压缩将碳刷10形成模制部件，并且施加在接触元件11和12上的模制颗粒上的压力导致连接元件12将接触元件11渗透到层过渡区13中，该渗透限制于层过渡区13。
在图1所示的实施例情况中，接触元件11由重量比为60％的银和重量比为40％的碳的混合物组成，并且在图1中箭头所指示的压缩力方向上消耗。在图1所示的碳刷10的实施例情况中，连接元件12由纯铜制成。
接触元件11具有接触区域16，该接触区域16靠近图1所示的换向器环15的接触表面14，该接触区域被仿形以便与接触表面14的轮廓对齐。
图2展示了扁平连接表面17，在本例中该表面17通过连接元件12的后面形成，并且该表面17用于在连接元件12与电连接轨迹19之间产生导电连接，在此通过比如焊接连接18产生导电连接。
图3展示了碳刷20的另一个实施例，该碳刷20与图1所示碳刷10的不同之处为：碳刷20具有接触元件21，接触元件21具有靠近接触表面16的消耗型区域22和指示区域23，该指示区域23与消耗型区域连接，并且其位置靠近层过渡区13。与图1所示碳刷10类似，连接元件12连接到层过渡区13。
在图3所示的碳刷20的实施例中，指示区域23不同于消耗型区域22，因为其银的组份相对较低。
如图4a-4c所示，制造碳刷10的一种方法包括使用模制装置27，该模制装置27包括模制工具28和多个成型冲头29-31，其中在第一步骤中，通过比如滑块在模制区域33和34内分别填充模制颗粒24、25和26，模制颗粒24、25和26对应于接触元件11和连接元件12所填充的理想材料组分。在碳刷10的例子中，模制颗粒24为石墨，模制颗粒25为银，而模制颗粒26为铜。
然后将滑块32从模制工具中抽出(图4b)，以便让设置在第一模制区域33中的模制颗粒24、25与位于第二模制区域34中的模制颗粒26直接接触，并且形成层过渡区13。当依次压缩模制颗粒24、25和26时，通过从高处降下来的成型冲头31最终制成了碳刷10。随后通过模制工具中对应数量和结构的其它滑块进行图3中的碳刷20所示的分割。

Claims (6)

1.一种用于传送高电流的碳刷(10、20)，其具有用于连接电连接轨迹(19)的连接元件(12)和具有接触表面(16)的消耗型接触元件(11)，所述接触表面(16)设计成与换向器装置对齐，其特征在于：
所述连接元件和所述接触元件在与所述碳刷的磨损方向垂直对齐的层过渡区(13)当中结合起来，并且形成了一体式模制体，其中所述连接元件和所述接触元件具有不同组分，从而使得所述接触元件中碳的组份大于所述连接元件中碳的组份，并且所述接触元件具有金属组分，所述金属组分与所述连接元件中的金属组分不同。
2.根据权利要求1所述的碳刷，其中所述接触元件(11)具有主要由银构成的金属组分，而所述连接元件(12)具有主要由铜构成的金属组分。
3.根据权利要求2所述的碳刷，其中所述接触元件(11)由重量比为至少50％的银或银合金组成，而所述连接元件(12)由重量比至少为50％的铜或铜合金组成。
4.根据权利要求3所述的碳刷，其中所述连接元件(12)由重量比为100％的铜或铜合金组成。
5.根据前述权利要求中任何一项所述的碳刷，其中靠近所述层过渡区(13)的所述接触元件(11)具有指示区域(23)，所述指示区域(23)相对于具有不同组分并且设置有接触表面(16)的消耗型区域(22)形成，所述指示区域具有不同于所述消耗型区域的金属组分。
6.根据前述权利要求中任何一项所述的碳刷，其中所述连接元件(12)具有用于与所述电轨迹(19)之间形成焊接或熔接连接的扁平连接表面(17)。
CN200910246022A 2008-11-28 2009-11-20 用于传送高电流的碳刷 Pending CN101783473A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008059478.4 2008-11-28
DE102008059478.4A DE102008059478B4 (de) 2008-11-28 2008-11-28 Kohlebürste zur Übertragung hoher Ströme

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101783473A true CN101783473A (zh) 2010-07-21

Family

ID=41718977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910246022A Pending CN101783473A (zh) 2008-11-28 2009-11-20 用于传送高电流的碳刷

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8847463B2 (zh)
EP (1) EP2192660B1 (zh)
CN (1) CN101783473A (zh)
AU (1) AU2009233633B2 (zh)
DE (1) DE102008059478B4 (zh)
DK (1) DK2192660T3 (zh)
ES (1) ES2568500T3 (zh)
HU (1) HUE027766T2 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103718393A (zh) * 2011-03-30 2014-04-09 贺利氏材料工艺有限责任两合公司 弹性滑动接触件及其制造方法
CN107431323A (zh) * 2015-03-30 2017-12-01 申克霍夫曼碳科技股份公司 碳复合材料用于制造用于燃料泵的电气接触元件的用途和接触元件的用途

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2972082B1 (fr) 2011-02-28 2013-03-29 Mersen France Amiens Sas Balai de contact
US20150104313A1 (en) * 2013-10-15 2015-04-16 Hamilton Sundstrand Corporation Brush design for propeller deicing system
DK4071943T5 (da) * 2021-04-09 2024-01-02 Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh Kulbørste til overførsel af høje strømme
WO2023247006A1 (de) * 2022-06-20 2023-12-28 Schunk Carbon Technology Gmbh Ableitvorrichtung zur ableitung elektrischer stroeme sowie maschine mit einer derartigen ableitvorrichtung

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4084669A (en) * 1975-08-25 1978-04-18 Hitachi, Ltd. Composite collector
GB2038565A (en) * 1978-12-23 1980-07-23 Bosch Gmbh Robert An electric machine commutator contact-brush
EP0107386A1 (en) * 1982-09-30 1984-05-02 Morganite Electrical Carbon Limited Making connections to electrical brushes
CN1104807A (zh) * 1993-06-04 1995-07-05 洛林卡彭公司 制造电刷的简易方法
US5701046A (en) * 1993-09-02 1997-12-23 Le Carbone Lorraine Process for the production of multi-layered brushes and brushes obtained by the process
US5739619A (en) * 1996-03-19 1998-04-14 Life Cycle Engineering, Inc. Electrical brush having a wear indicator
CN2330085Y (zh) * 1997-04-25 1999-07-21 王锐 电刷
US20030107294A1 (en) * 2001-10-25 2003-06-12 Tris Inc Metal-graphite brush
CN1439187A (zh) * 2000-06-28 2003-08-27 东炭化工株式会社 电气设备用的碳刷

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE75346C (de) * E. AYRES in Sidney, Neu-Süd-Wales, Australien Vorrichtung zum Betrieb elektrischer Nebenuhren
DE1215938B (de) * 1963-12-11 1966-05-05 Duerrwaechter E Dr Doduco Elektrischer Schleifkontakt und Verfahren zu seiner Herstellung
GB1259454A (zh) * 1968-05-23 1972-01-05
GB1369835A (en) * 1971-12-20 1974-10-09 Morganite Carbon Ltd Brushes for electric machines
JPS57185685A (en) * 1981-05-09 1982-11-15 Toho Beslon Co Brush for electric machine and method of producing same
US5168620A (en) * 1990-11-15 1992-12-08 Westinghouse Electric Corp. Shunt attachment and method for interfacing current collection systems
US5387832A (en) * 1991-04-25 1995-02-07 Tokyo Electric Co., Ltd. Brush and commutator motor having brush device using the same
DE10209199A1 (de) * 2002-03-04 2003-10-02 Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Mehrschicht-Kohlebürste
DE10344717A1 (de) * 2003-07-17 2005-02-24 KÄSDORF, Wolfgang Stromübertragungsverbindung an eine Kohlebürste für einen Elektromotor
DE10359896A1 (de) 2003-12-19 2005-07-21 Hoffmann & Co. Elektrokohle Ag Kohlebürste sowie Verfahren und Werkstoff zu ihrer Herstellung
DE102005013106B4 (de) * 2005-03-18 2012-02-02 Gerhard Präzisionspresstechnik GmbH Kohlebürstenanordnung
DE102006006313B4 (de) * 2006-02-08 2008-05-21 Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines mehrschichtigen Pressformkörpers
DE202007003159U1 (de) * 2007-03-01 2007-05-10 Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh Kontaktstück

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4084669A (en) * 1975-08-25 1978-04-18 Hitachi, Ltd. Composite collector
GB2038565A (en) * 1978-12-23 1980-07-23 Bosch Gmbh Robert An electric machine commutator contact-brush
EP0107386A1 (en) * 1982-09-30 1984-05-02 Morganite Electrical Carbon Limited Making connections to electrical brushes
CN1104807A (zh) * 1993-06-04 1995-07-05 洛林卡彭公司 制造电刷的简易方法
US5701046A (en) * 1993-09-02 1997-12-23 Le Carbone Lorraine Process for the production of multi-layered brushes and brushes obtained by the process
US5739619A (en) * 1996-03-19 1998-04-14 Life Cycle Engineering, Inc. Electrical brush having a wear indicator
CN2330085Y (zh) * 1997-04-25 1999-07-21 王锐 电刷
CN1439187A (zh) * 2000-06-28 2003-08-27 东炭化工株式会社 电气设备用的碳刷
US20030107294A1 (en) * 2001-10-25 2003-06-12 Tris Inc Metal-graphite brush
US6700292B2 (en) * 2001-10-25 2004-03-02 Tris Inc. Metal-graphite brush

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103718393A (zh) * 2011-03-30 2014-04-09 贺利氏材料工艺有限责任两合公司 弹性滑动接触件及其制造方法
CN103718393B (zh) * 2011-03-30 2017-04-12 贺利氏材料工艺有限责任两合公司 电滑动接触件及其制造方法
CN107431323A (zh) * 2015-03-30 2017-12-01 申克霍夫曼碳科技股份公司 碳复合材料用于制造用于燃料泵的电气接触元件的用途和接触元件的用途

Also Published As

Publication number Publication date
EP2192660A2 (de) 2010-06-02
US20100133951A1 (en) 2010-06-03
EP2192660A3 (de) 2013-03-27
HUE027766T2 (en) 2016-10-28
AU2009233633A1 (en) 2010-06-17
DE102008059478A1 (de) 2010-06-02
DE102008059478B4 (de) 2015-07-30
DK2192660T3 (en) 2016-04-25
ES2568500T3 (es) 2016-04-29
EP2192660B1 (de) 2016-01-27
AU2009233633B2 (en) 2014-10-02
US8847463B2 (en) 2014-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101783473A (zh) 用于传送高电流的碳刷
CN102166650B (zh) 一种梯度铜钨/铜铬锆青铜整体触头制造方法
CN101699591A (zh) 一种铜钨/铜合金整体触头及其制备方法
CN101009165A (zh) 一种连接钨铜合金与铜尾整体电触头的制备方法
CN103386888A (zh) 一种电力机车受电弓滑板炭复合材料的制备方法
CN101812609B (zh) 一种导电耐磨材料及其制备方法
CN104715940A (zh) 单片接触系统和形成方法
JP3230731U (ja) 層状構造の支持材
CN113073226B (zh) 一种Cu-TiC电接触复合材料及其制备方法
CN102237204A (zh) 一种钨基高压复合触头材料及其制造方法
CN103085395B (zh) 一种Cu-Ti2 AlC功能梯度材料及其制备方法
CN204927763U (zh) 用于传送高电流的碳刷
CN102059339A (zh) 一种铜基受电弓滑板材料的制备方法
CN201252047Y (zh) 用于固封式高压真空断路器的动端连接结构
CN1055732C (zh) 铜基粉末合金电触头材料
CN104638392A (zh) 用于铜、铝线路对接的异型线夹
CN102320835A (zh) Ti2SnC基电触头材料及其制备方法和用途
CN102347158A (zh) 大功率硬质铜钨铁复合电触头加工工艺
CN102436864B (zh) 碳化钛基电触头材料及其制备方法和用途
US20080214032A1 (en) Contact element
RU160301U1 (ru) Контактная вставка токосъемников троллейбусов
CN204473718U (zh) 一种经济型矿用中部槽中板
CN103611869A (zh) 一种瓷绝缘子铁帽锻造一次成型模具
JP2007174732A (ja) 電刷子
CN201413775Y (zh) 大功率硬质铜钨铁复合电触头材料

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20100721