CN107444197A - 用于制造导电轨和电刷面的方法 - Google Patents

Abstract

本发明阐述了一种导电轨，其至少包括电刷面和导电基体，并且所述电刷面具有导电性，其耐磨性能高于导电基体，在其背部有朝向所述导电基体的板条，板条的外缘面与电刷面的背面共同形成凹窝；所述导电基体面向电刷面的面具有局部凸起，局部凸起的顶面的两边形成锐角且中部凹陷，其侧面具有供电刷面的板条伸入的装配空间；制作成品导电轨过程中，导电基体发生塑性变形，所述导电基体局部凸起被压向电刷面，使凹窝被导电基体填充；导电基体的局部凸起的顶面至少有一个角伸入电刷面的纵向槽的底面，与其接触，导电基体发生塑性变形时，角向凹窝填充，并在宽度方向伸展，同时上述板条均完全伸入导电基体的装配空间。

Description

用于制造导电轨和电刷面的方法

技术领域

本发明涉及用于制造导电轨和电刷面的方法。

背景技术

钢铝复合导电轨通常由铝型材本体和钢质耐磨覆层复合而成，其中如工字形轨和C形轨已经普遍应用于地铁，单轨等轨道交通供电系统，采矿、冶金、港口、游乐场使用的大型设施、设备的移动供电系统也有较多应用案例。

中国专利CN200610004806.3公开了一种导电轨，这种导电轨的主体由铝构成，而面罩由不锈钢材料构成。导电轨的主体包括一基底部分、一垂直柱部分和一头部。该头部具有一顶表面和相对的侧表面，它的每个侧表面具有在其中形成的一沟槽。一面罩固定于头部，并包括一顶部，该顶部具有从其向下延伸的相对的侧部，侧部的下端终止于沟槽外端的附近。该面罩还包括焊接于侧部的下端的连续板件，该连续板件延伸进入沟槽内以将面罩固定于导电轨的主体。主体则由例如6101或6063的铝合金材料制成，同时面罩由具有2B光洁度的300系列不锈钢材料制成。该不锈钢材料含有约18%的铬。

中国专利CN200710145590.7公开了一种用于制造接触轨和滑动面元件的方法，其中所述接触轨具有主体以及形成滑动面的滑动面元件，并且滑动面元件由一种硬度高于主体材料硬度的材料组成，其中主体具有第一面，所述第一面朝向滑动面元件并具有多个在纵向延伸上延伸的空隙，里面嵌入滑动面元件的凸起部，其中凸起部设置在滑动面元件朝向主体的第一面上并形成凹陷部，这些凹陷部在成品接触轨上由主体的材料至少部分地填充，其中主体的第一面与主体的纵向延伸垂直且弯曲地构成并且空隙构成为使得在主体套装在滑动面元件上时使其凸起部至少部分伸入空隙内，其中在第一制造步骤中主体的弯曲侧面压向滑动面元件具有凸起部的第一面。

其中第一实施方式的电刷面（面罩）采用折弯方式制造，而后与穿入沟槽的板件焊接，借助焊接冷却后的收缩应力将电刷面（面罩）固定在铝主体上，这种复合方式重要的结合面均为平面或近似平面，因此其结合强度不高，易出现缝隙，因此服役环境中的水汽、灰尘等将会进入二者结合面，导致电化学腐蚀的产生。另外该种导电轨焊接接缝处的成分与组织均与面罩有所差异，尤其材料组织差异更大，因此焊接接缝处势必更易产生腐蚀现象。

第二种实施方式其电刷面（滑动面元件）借助于轧制过程及随后的拉伸过程制造。复合时，首先使铝主体外纵向边缘处于电刷面的外连接片上，并通过铝主体纵向空隙和电刷面连接片的共同作用与电刷面自动定位或对中。通过压紧将滑动面元件压向主体的辊，弯曲的铝主体被压向滑动面元件并矫直，其中铝主体的同时被压入滑动面元件纵向连接片的底切内。由此两个部件之间形成一种永久的形状配合的连接。通过侧面压向接触轨的外部辊，主体的锋利边缘被侧面压到滑动面元件的外连接片的圆形末端上。首先，此实施方式的电刷面制造方式必须采用热轧-拉伸工艺，则必然涉及酸洗、碱洗工艺以去除氧化皮及润滑油（或乳液），整个工艺流程较长且繁琐，难以控制，故成本较高；其次，由于电刷面制造采用轧制方式，则电刷面的凸起部两侧必然不对称，只能做到一侧有凹窝（否则电刷面无法在轧辊上脱离），故其凸起部与铝主体结合力无法达到最佳效果；因其铝主体为弯曲形状，在复合过程中其主体的变形量非常大，不利于复合控制，故其成品率并不乐观。

发明内容

本申请目的在于提供一种用于导电轨及其电刷面的成本较低的制造方法，并且该方法使导电轨具有结合紧密的双金属复合界面；同时具有较宽的授流面，降低通流密度，延长靴轨寿命。

为实现上述目的，本发明的技术方案在于所述导电轨至少包括电刷面和导电基体，并且所述电刷面具有导电性，其耐磨性能高于导电基体，在其背部至少有一个朝向所述导电基体的板条，板条的外缘面与电刷面的背面共同形成凹窝；所述导电基体面向电刷面的面具有局部凸起，局部凸起的顶面的两边形成锐角且中部凹陷，其侧面至少有一面具有供电刷面的板条伸入的装配空间；制作成品导电轨过程中，导电基体发生塑性变形，所述导电基体局部凸起的顶面被压向电刷面，使凹窝被导电基体完全或部分填充；本发明的制造方法特殊之处在于，导电基体的局部凸起的顶面至少有一个角伸入电刷面的纵向槽的底面，与其接触，导电基体发生塑性变形时，角向凹窝填充，并在宽度方向伸展，同时上述板条均完全伸入导电基体的装配空间。

优先地，电刷面有一个两侧具有相似凹窝的板条，板条对应的装配空间的两侧面临近并约束该板条上部两侧的凸沿。

优先地，电刷面的两个相邻板条的凹窝对应构成燕尾槽结构，纵向槽口的两凸沿临近约束伸入的局部凸起的两侧面，将导电基体定位。

优先地，所述局部凸起的外轮廓高度的最大值相等。

依据本发明的电刷面有利地通过条形板材铣削加工形成纵向槽和凹窝。

依据本发明的电刷面有利地通过电刷面通过条形板材的一个面焊接板条，该板条的外轮廓与板材的焊接面形成凹窝。

依据本发明的电刷面有利地通过条形板材两侧弯曲形成板条和凹窝。所述电刷面通过条形板材两侧弯曲形成板条和凹窝，在条形板材中部也可以焊接至少一个板条，该板条的外轮廓与板材的焊接面形成凹窝。

依据本发明的电刷面，优选地，所述板条为多边形和/或圆形。

本发明的有益效果是，

1、本申请中导电轨在复合时导电基体的局部凸起的顶面至少有一个角伸入电刷面的纵向槽的底面，与其接触，同时上述板条均完全伸入导电基体的装配空间，因此铝主体与电刷面可在复合前准确对位，铝基体在复合时缩短弹性变形过程，几乎立即发生塑性变形；

2、本申请中导电轨通过燕尾槽嵌合连接，具有结合紧密的复合界面；

3、本申请中导电轨在复合过程中，铝合金导电基体变形量较小，主要集中于局部凸起，因此复合难度降低，有利于尺寸控制，提高成品率；

4、本申请中电刷面的生产工艺简单，流程短，更便于生产管控，降低成本。

附图说明

附图详细说明本发明，其中：

图1为本发明的一种导电基体在轧制前的横截面图；

图2为本发明的一种铣削而成的电刷面的横截面图；

图3为轧制前导电基体与电刷面的装配示意，板条均完全伸入导电基体的装配空间，并接触装配空间的底面；

图4示出了压延变形前（Ⅰ）导电基体、电刷面及压延工具之间的空间关系，以及压延变形后（Ⅱ）导电基体、电刷面及压延工具之间的空间关系，随着压延工具的压下，导电基体向电刷面填充；

图5示出了基于本发明的电刷面的制造方法，电刷面通过条形板材被铣刀铣削加工形成板条、纵向槽等结构；

图6为基于本发明的一种电刷面，电刷面通过条形板材的一个面焊接板条，该板条的外轮廓与板材的焊接面形成凹窝，其中（Ⅰ）图所示焊接后的电刷面外轮廓与图2的电刷面非常接近，（Ⅱ）为电刷面通过条形板材的一个面焊接板条，该板条的外轮廓与板材的焊接面形成凹窝，焊接的板条截面均为圆形，（Ⅲ）为电刷面通过条形板材两侧弯曲形成板条和凹窝，此处凹窝的折弯角度小于90度，而后在条形板材中部焊接一个圆形板条，该板条的外轮廓与板材的焊接面形成凹窝；

图7为基于本发明的一种电刷面（Ⅰ）、对应的复合前电刷面与导电基体装配（Ⅱ）及对应的导电轨（Ⅲ），电刷面通过条形板材的一个面焊接板条，该板条的外轮廓与板材的焊接面形成凹窝，焊接的板条截面均为四边形；

图8为基于本发明的一种电刷面（Ⅰ）、对应的复合前电刷面与导电基体装配（Ⅱ）及对应的导电轨（Ⅲ），电刷面通过条形板材两侧弯曲形成板条和凹窝，此处弯曲形成的凹窝的折弯角度小于90度，在条形板材中部焊接一个四边形板条，该板条的外轮廓与板材的焊接面形成凹窝；

图9为基于本发明的一种电刷面（Ⅰ）、对应的复合前电刷面与导电基体装配（Ⅱ）及对应的导电轨（Ⅲ），电刷面通过条形板材两侧弯曲形成板条和凹窝，此处弯曲形成的凹窝的折弯角度大于90度，条形板材中部焊接一个四边形板条，该板条的外轮廓与板材的焊接面形成凹窝。

图10为复合前电刷面与工字形导电基体装配（Ⅰ）及对应的工字形导电轨（Ⅱ），其电刷面通过条形板材两侧弯曲形成板条和凹窝，此处凹窝的折弯角度大于90度，而后在条形板材中部焊接一个圆形板条，该板条的外轮廓与板材的焊接面形成凹窝。

具体实施方式

第一实施例

图1至图5示出了根据本发明第一实施例的相关内容，所述导电轨包括电刷面（100）和导电基体（200），并且所述电刷面（100）具有导电性，其耐磨性能高于导电基体（200），在其背部有4个朝向所述导电基体（200）的板条（101a、101b），板条（101a、101b）的外缘面与电刷面（100）的背面共同形成凹窝（102）；所述导电基体（200）面向电刷面（100）的面具有局部凸起（201a、201b），局部凸起（201a、201b）的顶面（α）的两边形成锐角且中部凹陷，其侧面有具有供电刷面（100）的板条（101a、101b）伸入的装配空间（202a、202b）；导电基体（200）的局部凸起（201a、201b）的顶面（α）有角（203）伸入电刷面（100）的纵向槽（103）的底面（β），与其接触，同时上述板条（101a、101b）均完全伸入导电基体（200）的装配空间（202a、202b），电刷面（100）有一个两侧具有相似凹窝（102）的板条（101a、101b），板条（101a、101b）对应的装配空间（202a、202b）的两个侧面临近并约束该板条（101a、101b）上部两侧的凸沿（104）。电刷面（100）的两个相邻板条（101a、101b）的凹窝（102）对应构成燕尾槽结构，纵向槽（103）开口的两凸沿（104）临近约束伸入的局部凸起（201a、201b）的两侧面，将导电基体（200）定位；导电基体（200）借助于压延工具（301、302、303）发生塑性变形时，所述导电基体局部凸起（201a、201b）的顶面（α）被压向电刷面（100），使纵向槽（103）被导电基体（200）尽可能完全填充，其中角（203）向凹窝（102）填充，同时在宽度方向伸展，这样使得电刷面（100）和导电基体（200）之间完全紧贴，杜绝外部污染物进入。

图5示出了基于本发明的一种电刷面（100）的制造方法，电刷面（100）通过条形板材被铣刀（400）铣削加工形成纵向槽（103）和凹窝（102）。

第二实施例

图4、图6（Ⅰ）示出了根据本发明第二实施例的相关内容，其中与第一实施例相同或相应的部分采用与第一实施方式相应的附图标记，本实施例中导电轨的制造方法与第一实施例类似，为简便起见，下文仅详细描述第二实施例与第一实施例的区别点。图6（Ⅰ）所示为另一种电刷面（100），所述电刷面（100）通过条形板材的一个面焊接板条（101a、101b），该板条（101a、101b）的外轮廓与板材的焊接面形成凹窝（102）。焊接的板条（101a、101b）有两种形式，焊接后的电刷面（100）外轮廓与第一实施例的非常接近。这样做的优点是将铣削加工而成的板条（101a、101b）转变为焊接而成的板条（101a、101b），可保证复合强度，而电刷面（100）的制造成本更加低廉。

第三实施例

图4、图6、图7示出了根据本发明第三实施例的相关内容，其中与第一、二实施例相同或相应的部分采用与第一、二实施方式相应的附图标记，本实施例中导电轨的制造方法与第一、二实施例类似，为简便起见，下文仅详细描述本实施例与第一、二实施例的区别点。如图7所示，压条（204）将被压延工具（303）向导电基体（200）中心方向压延；如图6（Ⅱ）所示，所述电刷面（100）虽然也通过条形板材的一个面焊接板条（101a），且该板条（101a）的外轮廓与板材的焊接面形成凹窝（102），但是焊接的板条（101a）截面均为四边形或圆形，这样做的优点是焊接的板条（101a）更易获得。

第四实施例

图4、图8示出了根据本发明第四实施例的相关内容，其中与第一、二、三实施例相同或相应的部分采用与第一、二、三实施方式相应的附图标记，本实施例中导电轨的制造方法与第一、二、三实施例类似，为简便起见，下文仅详细描述本实施例与第一、二、三实施例的区别点。依据本发明的电刷面（100）通过条形板材两侧弯曲形成板条和凹窝，此处折弯形成的凹窝（102）的折弯角度小于90度，在条形板材中部焊接一个四边形板条（101a），该板条（101a）的外轮廓与板材的焊接面形成凹窝（102）。

第五实施例

图4、图9示出了根据本发明第五实施例的相关内容，其中与第一、二、三、四实施例相同或相应的部分采用与第一、二、三、四实施方式相应的附图标记，本实施例中导电轨的制造方法与第一、二、三、四实施例类似，为简便起见，下文仅详细描述本实施例与第一、二、三、四实施例的区别点。所述电刷面通过条形板材两侧弯曲形成板条（101a）和凹窝（102），此处折弯形成的凹窝（102）的折弯角度大于90度，在条形板材中部焊接一个四边形板条（101a），该板条（101a）的外轮廓与板材的焊接面形成凹窝（102）。

第六实施例

图10示出了根据本发明第六实施例的相关内容，其中与第一、二、三、四、五实施例相同或相应的部分采用与第一、二、三、四、五实施方式相应的附图标记，本实施例中导电轨的制造方法与第一、二、三、四实施例类似，例如其所采用的电刷面（100）即与实施例5类似，为简便起见，下文仅详细描述本实施例与第一、二、三、四实施例的区别点。所述导电基体（200）为工字形，电刷面（100）是由条形板材两侧弯曲形成板条（101a）和凹窝（102），此处折弯形成的凹窝（102）的折弯角度大于90度，条形板材中部焊接一个圆形板条（101a），该板条（101a）的外轮廓与板材的焊接面形成凹窝（102）。塑性变形时，局部凸起（201a）向凹窝（102）内填充。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (9)

1.一种用于制造导电轨的方法，所述导电轨至少包括电刷面（100）和导电基体（200），并且所述电刷面（100）具有导电性，其耐磨性能高于导电基体（200），在其背部至少有一个朝向所述导电基体（200）的板条（101a、101b），板条（101a、101b）的外缘面与电刷面（100）的背面共同形成凹窝（102）；所述导电基体（200）面向电刷面（100）的面具有局部凸起（201a、201b），局部凸起（201a、201b）的顶面（α）的两边形成锐角且中部凹陷，其侧面至少有一面具有供电刷面（100）的板条（101a、101b）伸入的装配空间（202a、202b）；制作成品导电轨过程中，导电基体（200）发生塑性变形，所述导电基体局部凸起（201a、201b）的顶面（α）被压向电刷面（100），使凹窝（102）被导电基体（200）完全或部分填充；其特征在于，导电基体（200）的局部凸起（201a、201b）的顶面（α）至少有一个角（203）伸入电刷面（100）的纵向槽（103）的底面（β），与其接触，导电基体（200）发生塑性变形时，角（203）向凹窝（102）填充，并在宽度方向伸展，同时上述板条（101a、101b）均完全伸入导电基体（200）的装配空间（202a、202b）。

2.根据权利要求1所述的用于制造导电轨的方法，其特征在于，电刷面（100）有一个两侧具有相似凹窝（102）的板条（101a、101b），板条（101a、101b）对应的装配空间（202a、202b）的两个侧面临近并约束该板条（101a、101b）上部两侧的凸沿（104）。

3.根据权利要求1所述的用于制造导电轨的方法，其特征在于，电刷面（100）的两个相邻板条（101a、101b）的凹窝（102）对应构成燕尾槽结构，纵向槽（103）开口的两凸沿（104）临近约束伸入的局部凸起（201a、201b）的两侧面，将导电基体（200）定位。

4.根据权利要求1所述的用于制造导电轨的方法，其特征在于，所述局部凸起（201a、201b）的外轮廓高度的最大值相等。

5.一种用于制造电刷面（100）的方法，其特征在于，所述电刷面（100）通过条形板材铣削加工形成纵向槽（103）和凹窝（102）。

6.一种用于制造电刷面（100）的方法，其特征在于，所述电刷面（100）通过条形板材的一个面焊接板条（101a、101b），该板条（101a、101b）的外轮廓与板材的焊接面形成凹窝（102）。

7.一种用于制造电刷面（100）的方法，其特征在于，所述电刷面（100）通过条形板材两侧弯曲形成板条（101a、101b）和凹窝（102）。

8.根据权利要求7所述的用于制造电刷面（100）的方法，其特征在于，所述电刷面（100）通过条形板材两侧弯曲形成板条（101a、101b）和凹窝（102），条形板材中部焊接至少一个板条（101a、101b），该板条（101a、101b）的外轮廓与板材的焊接面形成凹窝（102）。

9.根据权利要求6或7或8所述的用于制造电刷面（100）的方法，其特征在于，所述板条（101a、101b）为多边形和/或圆形。