CN103502482A - 用于连续地热处理可导电的连铸物的装置和滑动接触元件的布置 - Google Patents

用于连续地热处理可导电的连铸物的装置和滑动接触元件的布置 Download PDF

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Abstract

在用于连续地热处理金属连铸物的带有加热段的装置中，金属连铸物经由两个接触滚子来引导，其中，第一接触滚子(K1)布置在该加热段的第一端处而第二接触滚子(K2)布置在其第二端处。两个接触滚子这样与电压源相连接，使得有电流流过在第一与第二接触滚子之间的金属连铸物。在此，接触滚子中的一个经由滑动接触元件(1)被电接触，滑动接触元件(1)与同心于该接触滚子的轴线布置的滑环盘(S1)电接触。滑动接触元件(1)借助于通过拔出可松开的插接连接布置在馈电元件(2)上或在其处，插接连接具有弹性的且可导电的至少一个固定元件(7)。

Description

用于连续地热处理可导电的连铸物的装置和滑动接触元件的布置
技术领域
本发明涉及一种用于连续地热处理可导电的连铸物(Stranggut)的装置和滑动接触元件的一种布置，如其在这样的装置中被使用的那样。与用于连续地热处理可导电的连铸物的装置、尤其与用于金属线的退火器(其也被称为电线连续退火器(Drahtdurchlaufgluehe))相联系地来说明本发明。然而本发明的核心是滑动接触元件的一种布置，其也可与其它装置或者方法相联系地来运用。
背景技术
在传导性的电线连续退火器(其也被称为电线连续电阻退火器)中经由接触盘、接触管或者接触滚子(电流经由其被导入电线中)实现馈电至待借助于电流加热的电线。文件DE 10 2009 008 695 A1说明了一种用于将这样的接触管固定在电线连续-电阻退火器的轴上的布置、产品和方法，以此明确地和完全地使其内容属于本说明书的公开的组成部分。
电线连续退火器经常与用于牵拉电线的装置相联系地被用于所牵拉的电线的热处理。文件DE 1 179 724说明了一种用于电线的牵拉和接下来的退火的装置和方法并且解释了在制造最细的金属线时两个过程的共同作用。文件DE 10 2007 019 289 A1公开了一种用于牵拉电线的现代的装置和相应的方法。带有多个接触盘的用于金属连铸物的退火处理的退火装置在文件DE 199 39 399 A1中来说明。也以此明确地和完全地使这三个文件、即DE 11 79 724、DE 10 2007 019 289 A1和DE 199 39 399 A1的内容属于本说明书的公开的组成部分。
文件DE 196 14 586 B4说明了这样的电线连续退火器的另一示例，以此明确地和完全地使其内容属于本说明书的公开的组成部分。在文件DE 196 14 586 B4中尤其来说明这样的电线连续退火器的接触滚子以那个方式经由“炭”或者炭刷、即经由易磨损的滑动接触元件被电接触。这些炭刷是磨损件，其必须相对经常地由新零件代替。炭刷大多由石墨构成(http://de.wikipedia.org/wiki/Kohlebürste)。根据使用情况，部分地附加地使其富有金属成分(铜、银、钼)以及利用粘结剂(沥青、树脂或者塑料粉末)。或者其完全由金属构成。在这些情况中其也称作“电刷”而刚毛(Borste)由金属线构成。
在电位计、旋转开关中和在集电器(Stromabnehmer)处的滑动接触由同样的材料构成，然而在集电器中被称为滑片(Schleifleiste)而在电位计中被称为滑动触头(Schleifer)。
发明内容
本发明目的在于说明一种技术教导，利用其来化解由在这样的电线连续退火器中的滑动接触元件的高的易磨损性所引起的问题。
根据本发明，该目的通过至少一个滑动接触元件借助于通过拔出可松开的插接连接布置在馈电元件(Stromzufuehrungselement)上或在其处来实现，该插接连接具有弹性的且可导电的至少一个固定元件。
就此而言，滑动接触元件应被理解成可导电的物体，其设计成使得其适合于可移动的导体的电接触。对于滑动接触元件的示例是炭刷或者其它优选地金属的导体组件，其优选借助于弹性的或者气动的支承可被压到待接触的可移动的导体处。尤其在将电流传输到旋转的系统上时使用炭刷，其在滑环上或者在转换器上运行。对于滑动接触元件的另外的示例是滑块，其接触电线或者轨道。在此，电流地优选经由带有铜线的端子来引导，其然后通过冲印-、铆接-或者粘合接触固定地被与优选地由磨损的材料、特别优选地在石墨基上所制造的滑动接触元件相连接。
用于构建滑动接触元件的材料优选地比待接触的导体的材料更软，由此来保护导体免于磨损。由于在待接触的导体的表面处的摩擦，较软的滑动接触元件在较长的运行的过程中磨损，因此必须定期以新滑动接触元件来更换用坏的滑动接触元件。至少一个滑动接触元件借助于通过拔出可松开的插接连接(其具有弹性的且可导电的至少一个固定元件)根据本发明布置在馈电元件上或在其处化解与此相联系的问题，因为根据本发明的插接连接使滑动接触元件的简单的可更换性成为可能。用坏的、磨损至磨损极限的滑动接触元件以在使用寿命结束时通过简单地拔出被与馈电元件分离且可将新的滑动接触元件非常简单地插到馈电元件上。
根据本发明的滑动接触元件由于其在馈电元件上的固定的简单的类型可以以特别简单的方式来设计和制造。馈电元件实际不遭受磨损且实际可不受限制地被再利用。
就此而言，馈电元件应被理解成根据本发明的组件的可导电的、与外部的电流源或者电压源且与至少一个滑动接触元件导电地连接的结构元件，其优选地相对周围环境、尤其相对根据本发明的组件的或者包含该组件的装置的壳体电绝缘。该馈电元件除了电接触之外还用于支撑和引导该至少一个滑动接触元件。尤其文件DE 196 14 586 B4(以此明确地和完全地使其内容属于本说明书的公开的组成部分)在图3中显示馈电元件的一示例，其除了炭刷与电流源的电连接之外还用于炭刷的相对电线退火器的壳体电绝缘的支撑。
就此而言，插接连接应被理解成两个结构元件、优选地至少一个馈电元件与至少一个滑动接触元件的机械连接，其优选地可通过将第一结构元件插到第二结构元件上来建立且优选地通过将这两个结构元件中的一个从另一结构元件拔出又被松开。该过程优选地不留下遗留的痕迹，使得两个结构元件通过插上和接下来的拔出优选地不被改变。这样的插接连接的已知的示例是用于连接和分离电导线的传统的插接连接器。对于电气的插接连接将插接连接的阳性部分(带有指向外的接触销)与阴性部分(带有指向内的接触口)区分开(http://de.wikipedia.org/wiki/Steckverbinder)。也存在带有两性的插接元件的插接连接器。
为了改善这样的通过拔出可松开的插接连接的保持力和稳定性，本发明设置成，根据本发明的插接连接具有弹性的和可导电的至少一个固定元件。
就此而言电，固定元件应被理解成根据本发明的组件的一结构元件，其通过使该固定元件通过其弹性特性能够进行可逆的变形(其在插接连接插在一起时用于构建在插接连接插在一起之后防止或者至少妨碍插接连接不符合规定地松开的力)用于固定、尤其改善根据本发明的插接连接的保持力和稳定性。在插接连接存在期间，弹性的固定元件持续地处于压力下，该压力持续维持在插接连接插在一起时所引起的弹性的固定元件的可逆的变形，由此在插接连接插在一起时所构建的力在插接连接插在一起之后持续防止或者至少妨碍插接连接不符合规定地松开。根据本发明的弹性固定元件优选地因此由在滑动接触元件的使用寿命期间即使在根据本发明的组件的运行的特殊情况下、尤其在热负荷和电流负荷下也不丧失其弹性的材料构成。
就此而言，可导电的弹性的固定元件应被理解成其导电能力至少高到使得经由插接连接以足够的程度来确保电流从馈电元件传输到布置在其处或在其上的滑动接触元件上的弹性固定元件，以便能够满足根据本发明的组件的符合规定的功能。
根据本发明的一优选的实施形式(也可将其特征与其它实施形式的特征相组合)，设置有带有插接连接的组件，该插接连接具有至少一个销状结构、优选地指向外的接触销和与销状结构相配合的至少一个中空结构、优选地指向内的接触口，其中，销状结构、中空结构和该弹性的且可导电的至少一个固定元件设计成使得在插接连接插接在一起时可将弹性的且可导电的固定元件放置在销状结构和中空结构的彼此配合的壁部之间。
就此而言，销状结构应被理解成突出的、从该结构的支架的表面指向外的造型，其设计成使得该销状结构与和其相配合的中空结构共同作用地适合于构造插接连接。
就此而言，与销状结构相配合的中空结构应被理解成向内指向到该结构的支架的表面中的造型、优选地凹部，其设计成使得该中空结构与和其相配合的销状结构共同作用地适合于构造插接连接。
根据本发明的另一优选的实施形式(也可将其特征与其它实施形式的特征相组合)，设置有一组件，在其中至少一个固定元件至少部分地环状地包围至少一个销状结构。固定元件优选地具有柱状成形的环的形式，其高度和内部的半径被测定成使得该环可被推到至少一个销状结构上且可被这样放置在销状结构上，使得该环优选地不伸出超过销状结构的外端且优选地固定地位于销状结构的被环至少部分地占用的壁部上、即优选地在不耗费力的情况下不可移动地来布置。
根据本发明的另一优选的实施形式(也可将其特征与其它实施形式的特征相组合)，设置有一组件，在其中至少一个滑动接触元件是炭刷。优选地基于石墨的炭刷此外在众多应用中是优选的滑动接触元件，因为其比金属明显更软。石墨的机械特性使该材料表现出特别适合于插接连接。该材料的导电能力对于众多应用也足够。
根据本发明的另一优选的实施形式(也可将其特征与其它实施形式的特征相组合)，设置有一组件，在其中至少一个固定元件至少部分地由弹性塑料构成。
就此而言，弹性塑料应被理解成弹性的固体，其材料至少部分地合成地或者半合成地优选地由单体有机分子通过该分子的聚合(所谓的聚合物-塑料或者简称“聚合物”)来制造。弹性的聚合物也被称为弹性体。通过压力或者张力，弹性体可弹性地改变其形状；在压力或者张力结束之后弹性体快速地又呈现其原始形状(http://de.wikipedia.Org/wiki/Kunststoff#Elastomere)。尤其所有类型的交联的橡胶都属于弹性体。交联优选地通过利用硫的硫化、借助于过氧化物、金属氧化物或者通过辐射而实现。
弹性体主要大网孔地交联且因此是柔韧的。其在加热时不变软且在大多数溶剂中不能溶解。因此例如将其用于卫生用品或者化学手套。汽车轮胎的橡胶混合物同样是弹性体，其通过硫化获得其特性。对于弹性体的示例是天然橡胶(NR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丁二烯橡胶(BR)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)。
弹性的塑料可以是导电的或者通过添加剂使其可导电。塑料通常作为出色的绝缘体起作用。这基于此，即聚合物完全缺乏对于导电性的基本前提、近似自由的电子。通过添加物质(掺杂)(其给链输送电子(还原)或者通过去除(氧化)为电子运动提供自由部位)，可产生可导电的聚合物。由此例如聚乙炔和聚对苯当其掺杂有溴、碘或高氯酸时变得可导电。另外的重要的导电的聚合物是聚苯胺，其掺杂有来自阳极氧化的聚吡咯和盐酸。传导性的聚合物、也称自导电的聚合物是带有导电性的塑料。这与不导引电流的普通聚合物相对。聚合物的传导性通过共轭双键(其使电荷载体的可自由运动性成为可能)来实现。这与导电的添加剂例如铝片或炭黑(在其中聚合物本身不导引电流)相对。
自传导的聚合物的结构(http://de.wikipedia.org/wiki/Leitf?hige_Polymere)与在传统的塑料中类似高度无序。其既不可溶解也不可未分解地熔化。聚合物常常也与理想的化学成分不同，因为在形成时会出现不希望的副反应。该结构和因此还有物理特性强烈地受合成条件影响。除了所使用的单体之外，此外溶剂、传导性盐和氧化条件作用于聚合物的形态和化学成分。
导电能力要求自由运动的电荷载体。因此，自导电的聚合物具有以共轭双键的形式的伸长的π电子系统。空穴电子(Defektelektron)用作电荷载体。聚乙炔形成例外，在其中也可产生加载负电荷的聚合物结构(Polymergeruest)。为了氧化的聚合物结构的电荷补偿，将阴离子置入聚合物中。如果有电流流过，电荷载体还必须从一聚合物链转移到相邻的上，因为共轭的链仅具有有限的长度。因此总阻力由在聚合物链中的阻力与在链之间的阻力的和得出。在链之间的较高的阻力对导电性具有较大的影响。共轭链越短，阻力越高，因为必须在链之间更频繁地来传输电荷载体。
在理想情况中聚合物结构能够可逆地电化学地来氧化和还原。由此传导性可从绝缘的还原的状态被改变直至氧化的传导性的状态。通过氧化将空穴电子注入共轭聚合物链中。最初，传导性随所产生的电荷载体的数量提升。然而过氧化导致共轭的不可逆的破坏且因此导致导电性的损失。因为聚合物链通过氧化阳性地加载，将用于电荷补偿的阴离子置入聚合物层中。在还原期间其又被挤回到电解质溶液中。另一方面也可置入用于维持电中性的阳离子，尤其当在合成中应用大型阴离子时，其近似卡在聚合物中、例如聚苯乙烯磺酸盐。在自导电的聚合物中也使用概念“掺杂”。由此将该氧化称为P-掺杂。然而这不可与无机半导体的传统的掺杂相比。在那里以可比地小的浓度引入杂质原子。而聚合物结构的氧化以直接的方式且以明显较高的浓度产生电荷载体。在较薄的层中传导性的聚合物的颜色取决于氧化状态。
自导电的聚合物的制备可以化学地、电化学地、光电化学地或者利用CVD技术(化学气相沉积)来实施。除了不同的可供使用的初始化合物之外，通过其衍生或者通过形成共聚物可来获得较宽的化学的和物理的特性的谱。薄的层的电化学离析通过单体的初始材料的氧化是非常简单的。自传导的聚合物在氧化的、传导性的状态中产生。聚合物结构的阳性电荷通过置入传导性盐的阴离子来补偿。自导电的聚合物的重要示例是聚乙炔、聚苯胺、聚对苯、聚吡咯和聚噻吩。
根据本发明的另一优选的实施形式(也可将其特征与其它实施形式的特征相组合)，根据本发明的组件设置为到至少一个旋转的导体上的馈电部(Stromzufuehrung)的组成部分。对于这样的旋转的导体的示例是转换器、滑环和电气的机器或者仪器的类似的或者其它旋转的导电的结构元件。
根据本发明的另一优选的实施形式(也可将其特征与其它实施形式的特征相组合)，根据本发明的组件设置为到沿着其轴线运动的至少一个电线上的馈电部的组成部分。这样的应用的重要的示例是传导性的电线连续退火器、电位计和集电器。
根据本发明的另一优选的实施形式(也可将其特征与其它实施形式的特征相组合)，根据本发明的组件设置为用于连续地热处理金属连铸物的装置的组成部分。
根据本发明，还设置有一种用于借助于滑动接触元件馈电到可移动的导体上的方法，滑动接触元件借助于通过拔出可松开的插接连接布置在馈电元件上或在其处，插接连接具有弹性的且可导电的至少一个固定元件。
根据本发明的另一优选的实施形式(也可将其特征与其它实施形式的特征相组合)，还设置有带有设计为炭刷的滑动接触的方法。
根据本发明此外设置有一种带有至少一个加热段的用于连续地热处理金属连铸物的装置，在其中金属连铸物经由两个接触滚子来引导，其中，第一接触滚子布置在该至少一个加热段的第一端处而第二接触滚子布置在该至少一个加热段的第二端处，且其中，第一和第二接触滚子这样与电压源相连接，使得有电流流过在第一与第二接触滚子之间的金属连铸物，其中，接触滚子中的至少一个经由至少一个滑动接触元件(其与同心于该接触滚子的轴线布置的滑环盘电接触)被电接触。在此，该至少一个滑动接触元件借助于通过拔出可松开的插接连接布置在馈电元件上或在其处，并且该插接连接具有弹性的且可导电的至少一个固定元件。
根据本发明的另一优选的实施形式(也可将其特征与其它实施形式的特征相组合)，设置有带有至少一个滑动接触元件的装置，滑动接触元件布置在馈电元件上或在其处，其固定地与退火装置的壳体相连接且相对该壳体电绝缘。
根据本发明的另一优选的实施形式(也可将其特征与其它实施形式的特征相组合)，此外设置有带有至少一个滑动接触元件的装置，在滑动接触元件的背向滑环的端部处作用有活塞-气缸-装置的活塞。
根据本发明的另一优选的实施形式(也可将其特征与其它实施形式的特征相组合)，此外设置有一装置，在其中活塞-气缸-装置借助于支架与壳体电绝缘地布置在装置的壳体处。
根据本发明的另一优选的实施形式(也可将其特征与其它实施形式的特征相组合)，此外设置有一装置，在其中至少一个滑动接触元件是炭刷。
附图说明
接下来根据优选的实施例并且借助于附图来详细说明本发明。
其中：
图1a以示意性的方式显示了根据本发明的布置的第一实施例；
图1b以示意性的方式显示了根据本发明的布置的第二实施例；
图2a以示意性的方式显示了根据本发明的布置的第三实施例；
图2b以示意性的方式显示了根据本发明的布置的第四实施例；
图3以示意性的方式显示了根据本发明的装置的实施例的第一部分视图；
图4以示意性的方式显示了根据本发明的装置的实施例的第二部分视图。
具体实施方式
图1a以示意性的方式显示了本发明的实施例，在其中滑动接触元件1具有销状结构5，其配合到存在于馈电元件2中的中空结构6中。这里示出的所有附图不是按照比例的。尤其空隙3和4优选地明显小于附图中所示。弹性的且导电的固定元件7(其在图1中所示的实施例中环形地包围滑动接触元件1的销状结构5)设计成使得该固定元件在插接连接插在一起时被放置在销状结构和中空结构的彼此配合的壁部8和9之间。
在图1b中所示的实施例与在图1a中所示的实施例由此相区别，即空隙4不像在图1a中所示的实施例中那样通过平行的面来限制，而是在图1b中所示的实施例的中空结构6朝向下锥状地行进，由此产生空隙4的与图1a相比更大的、不基本上消失的剩余体积。
图2a和2b显示了根据本发明的布置的另外的实施例，在其中销状结构5不像在图1a和图1b的实施例中那样安装在滑动接触元件1处，而是安装在馈电元件2处。相应地，中空结构6(其与销状结构5相配合)安装在滑动接触元件1中。
当代替一个销状结构设置有多个销状结构时，得到另外的实施例。当销状结构或中空结构的壁部8和9设有槽形轮廓或其它的提高在弹性固定元件与壁部之间的摩擦的轮廓结构时，可进一步提高插接连接(SF)的稳定性。
图3以示意性的方式以部分视图显示了根据本发明的装置的实施例，在其中电线在两个接触滚子K1、K2上延伸，在它们之间电线穿过加热段(ES)。
图4以示意性的方式显示根据本发明的装置、尤其电线退火器的另外的部分视图。电线(D)在接触滚子K1(滑动环S1与其同心地布置)上延伸。滑动接触元件1借助于插接连接(SV)安装在馈电元件2上，其中，在该附图中未示出弹性的且导电的固定元件。馈电元件2由活塞汽缸装置(KZE)来保持和引导。

Claims (15)

1. 至少一个滑动接触元件(1)借助于通过拔出能够松开的插接连接在馈电元件(2)上或在其处的一种布置，所述插接连接具有弹性的且可导电的至少一个固定元件(7)。
2. 根据权利要求1所述的的布置，其带有插接连接，所述插接连接具有至少一个销状结构(5)和与所述销状结构配合的至少一个中空结构(4)，其中，所述销状结构(5)、所述中空结构(4)和弹性的且可导电的至少一个所述固定元件(7)设计成使得弹性的且可导电的所述固定元件在所述插接连接插接在一起时能够被放置在所述销状结构的和所述中空结构的彼此配合的壁部(8，9)之间。
3. 根据权利要求2所述的布置，在其中至少一个固定元件至少部分地环状地包围至少一个销状结构。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的布置，在其中至少一个滑动接触元件是炭刷。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的布置，在其中至少一个固定元件至少部分地由弹性塑料构成。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的布置，其作为到至少一个旋转导体上的馈电部的组成部分。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的布置，其作为到沿着其轴线运动的至少一个电线上的馈电部的组成部分。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的布置，其作为用于连续地热处理金属连铸物的装置的组成部分。
9. 一种用于借助于滑动接触元件馈电到可移动的导体上的方法，所述滑动接触元件借助于通过拔出能够松开的插接连接布置在馈电元件上或在其处，所述插接连接具有弹性的且可导电的至少一个固定元件。
10. 根据权利要求9所述的方法，其带有设计为炭刷的滑动接触。
11. 一种用于连续地热处理金属连铸物的装置，其带有至少一个加热段，在所述加热段中所述连铸物经由两个接触滚子来引导，其中，第一接触滚子(K1)布置在该至少一个加热段的第一端处而第二接触滚子(K2)布置在该至少一个加热段的第二端处，且其中，第一和第二接触滚子这样与电压源相连接，使得在第一与第二接触滚子之间有电流流过所述金属连铸物，其中，所述接触滚子中的至少一个经由至少一个滑动接触元件(1)来电接触，所述滑动接触元件(1)与同心于该接触滚子的轴线布置的滑环盘(S1)电接触，
其特征在于，
至少一个所述滑动接触元件(1)借助于通过拔出能够松开的插接连接(SV)布置在馈电元件(2)上或在其处，所述插接连接(SV)具有弹性的且可导电的至少一个固定元件(7)。
12. 根据权利要求11所述的装置，其带有滑动接触元件(1)，所述滑动接触元件(1)布置在馈电元件(2)上或在其处，所述馈电元件(2)固定地与退火装置的壳体相连接且相对该壳体电绝缘。
13. 根据权利要求11或12中任一项所述的装置，其带有至少一个滑动接触元件，在它的背向所述滑环的端部处作用有活塞-气缸-装置(KZE)的活塞。
14. 根据权利要求13所述的装置，在其中所述活塞-气缸-装置借助于支架与所述壳体电绝缘地布置在所述装置的壳体处。
15. 根据权利要求11至14中任一项所述的装置，在其中至少一个滑动接触元件是炭刷。
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