DE202015101280U1 - Schleifkontaktkörper mit aufgeschweißtem Kontaktwulst, zugehöriger Stromübertrager und Herstellungsverfahren - Google Patents
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Abstract
Schleifkontaktkörper zum Übertragen elektrischer Ströme auf einen Gegenkontakt (2), wobei der Schleifkontaktkörper (1) derart anordenbar ist, dass zwischen dem Schleifkontaktkörper (1) und dem Gegenkontakt (2) eine definierte Schleifbahn (B) vorgegeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche des Schleifkontaktkörpers (1) ein Kontaktwulst (4) aus einem metallischen Zusatzstoff durch Mikro-Laserauftragschweißen aufgebracht ist und dass der Kontaktwulst eine längliche Erstreckung hat und entlang der definierten Schleifbahn (B) ausgerichtet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Schleifkontaktkörper zum Übertragen elektrischer Ströme auf einen Gegenkontakt, einen elektrischen Stromübertrager, der zumindest einen Schleifkontaktkörper und einen Gegenkontakt aufweist, die relativ zueinander bewegbar sind sowie ein Herstellungsverfahren zur Bildung eines Schleifkontaktkörpers gemäß der vorliegenden Offenbarung.
- In der Praxis ist es bekannt, Schleifkontaktkörper aus einem Stahlwerkstoff, insbesondere einem Federstahl herzustellen und zur Verbesserung der Kontaktierungseigenschaften eine Beschichtung aus einem hochleitfähigen Material aufzubringen. Für die Beschichtung werden insbesondere Gold-, Silber oder Rhodium-Schichten durch Galvanisieren aufgetragen, wobei gegebenenfalls eine unterlagerte Nickelschicht zuvor per Galvanisieren aufgetragen wird.
- Ferner befinden sich derzeit Verfahren zum Mikro-Laserauftragschweißen in der Entwicklung, die beispielsweise zum Auftragen von Eisen- oder Stahlwerkstoffen mit sehr geringen Schichtdicken von weniger als 0,3 mm geeignet sind.
- Aus
DE 101 57 320 A1 ist ein Mikro-Schleifkontakt bekannt, der aus einem U-förmigen Stanzteil aus Blech besteht, wobei an den freien Schenkeln des U-förmigen Stanzteils Kontaktfedern in der Form von gebogenen Runddrähten aufgeschweißt sind. Die freien Enden der Runddrähte sind rechtwinklig abgebogen, sodass die Endstirnflächen der Runddrähte Kontaktflächen bilden. Auf die Kontaktflächen ist mittels Laser-Auftragsschweißen eine einzelne punktförmige Beschichtung aufgebracht. -
US 5 315 758 A offenbart verschiedene Verfahren zur Aufbringung einer leitfähigen Edelmetall-Beschichtung auf eine Basis eines Schleifkontakts, die aus einem elastischen Material besteht, durch Strahlschweißen. Gemäß einer ersten Ausführungsvariante wird durch Verbindungsschweißen ein rippenförmiger vorgeformter Makro-Kontaktkörper auf eine Basis aufgebracht, wobei die Ausrichtung der Rippe quer zur vorgesehenen Schleifrichtung ist. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird ein halbkugelförmiger Makro-Schleifkontakt auf einer Basis gebildet, indem auf einem Bereich der Basis ein pulverisiertes Edelmetall-Material angehäuft. Mit YAG-Laserlicht wird das pulverisierte Material aufgeschmolzen, wobei durch die Oberflächenspannung des aufgeschmolzenen Materials zur Ausbildung der Halbkugelform führt. In einer Abwandlung dieses Ausführungsbeispiels wird anstelle der Anhäufung von pulverisiertem Material ein Draht aus einem Edelmetall in die Nähe der Oberfläche der Basis gebracht und mit YAG-Laserlicht aufgeschmolzen. - Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Schleifkontaktkörper aufzuzeigen, sowie ein zugehöriges Herstellungsverfahren und einen mit einem solchen Schleifkontaktkörper ausgestatteten Stromübertrager.
- Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im jeweiligen Kennzeichenteil der eigenständigen Ansprüche.
- Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird vorgeschlagen, auf der Oberfläche des Schleifkontaktkörpers einen Kontaktwulst aus einem metallischen Zusatzstoff durch Mikro-Laserauftragschweißen aufzubringen.
- Durch das Aufbringen eines Kontaktwulstes wird die Breite der Anlagekontur zwischen deren Schleifkontaktkörper und dem Gegenkontakt auf die Breite des Kontaktwulstes reduziert und damit maßgeblich verschmälert. Im Gegensatz zu den bisher üblichen Berührungsgeometrien wird somit im Wesentlichen eine Linienberührung zwischen dem Schleifkontaktkörper und dem Gegenkontakt im Bereich des Kontaktwulstes erreicht.
- Durch das Herstellen einer linienförmigen Berührung werden die dynamischen Adhäsionskräfte zwischen den relativ zueinander bewegten Kontaktpartnern erheblich reduziert. Mit anderen Worten kommt es nicht zu einem Ansaugen zwischen den Kontaktpartnern. In der Folge werden die Scherkräfte, die auf die äußerste Randschicht der jeweiligen Kontaktpartner einwirken, erheblich verringert. Trotz der insgesamt verringerten Kontaktfläche wird so der Materialverschleiß deutlich reduziert und es kann eine deutlich erhöhte Standzeit erreicht werden.
- Durch den Auftrag eines Kontaktwulstes durch Mikro-Laserauftragschweißen können im Vergleich zum bisher bevorzugt verwendeten Beschichten deutlich höhere in sich homogene und stabil mit dem Schleifkontaktkörper verbundene Materialschichten erzeugt werden. Dies erhöht ebenfalls die erreichbare Standzeit eines Schleifkontaktkörpers.
- Es hat sich gezeigt, dass nicht alle Kombinationen der bisher üblicherweise verwendeten Grundmaterialien für Schleifkontaktkörper zum Mikro-Laserauftragsschweißen von metallischen Zusatzstoffen mit hoher elektrischer Leitfähigkeit geeignet sind. Beim Schweißen werden das Grundmaterial und der Zusatzstoff zumindest innerhalb eines Übergangsbereichs aufgeschmolzen und miteinander vermischt, wobei die metallurgischen Mischungen teilweise deutlich schlechtere mechanische Festigkeiten und/oder deutlich verminderte elektrische Leitfähigkeiten aufweisen. Ferner kommt es bei der Verwendung verschiedener bisher üblicher Materialkombinationen zu der Entstehung giftiger Dämpfe während des Schweißprozesses, was für die Betriebssicherheit nachteilig ist und hohe Kosten für entsprechend vorzusehende Schutzvorrichtungen bedingen würde.
- Gemäß der vorliegenden Offenbarung werden als Grundwerkstoff für den Schleifkontaktkörper eine Cobalt-Nickel-Eisenlegierung mit etwa 17 Gew.-% Cobalt und etwa 28 Gew.-% Nickel vorgeschlagen oder alternativ eine CuBe2 Berylliumkupferlegierung. Die erstgenannte Legierung ist auch unter dem Handelsnamen „DURACON“ (geschütztes Zeichen) bekannt. Als Zusatzstoff bzw. aufzuschweißendes Material wird die Verwendung einer AuCo-Hartgoldlegierung oder alternativ eine Gold-Kupfer- oder Gold-Nickel-Hartgoldlegierung vorgeschlagen.
- Die genannten Materialkombinationen können bei geeigneter Wahl der Prozessparameter unter Ausbildung einer dünnschichtigen Vermischungszone verschweißt werden, welche eine hohe mechanische Festigkeit aufweist und insbesondere den oben genannten aus der schleifenden Kontaktierung resultierenden Scherkräften widersteht. Ferner kommt es bei dem besagten Materialkombinationen nur zu geringfügigen Beeinträchtigungen der elastischen Eigenschaften des Grundmaterials, so dass dieses auch im Bereich der Schweißstellen die für Federstellen üblichen Eigenschaften behält, insbesondere einen hohen E-Modul und eine hohe Streckgrenze. Dementsprechend können sich die Schleifkontaktkörper gemäß der vorliegenden Offenbarung auch im Mikrobereich elastisch an den Gegenkontakt anlegen, was positive Auswirkungen im Hinblick auf einen möglichst niedrigen Durchgangswiderstand hat.
- Der Schleifkontaktkörper und der zugehörige Gegenkontakt sowie mindestens ein Schleifkontaktkörper und ein Gegenkontakt aufweisender Stromübertrager gemäß der vorliegenden Offenbarung können beliebige Ausbildung haben. Sie können insbesondere als rotatorische oder translatorische Schleifkontaktpartner ausgebildet sein.
- Der Gegenkontakt gemäß der vorliegenden Offenbarung weist bevorzugt eine elektrisch hoch leitfähige Materialzusammensetzung im Kontaktierungsbereich auf. Es kann bevorzugt ein Gegenkontakt aus einem beliebigen metallischen Werkstoff wie einem Stahl, insbesondere einem rostfreien Stahl eingesetzt sein, der eine randseitige Beschichtung aufweist. Die Beschichtung kann insbesondere aus einer galvanisch aufgebrachten Legierung bestehen, deren Hauptbestandteil Gold, Silber oder Rhodium ist. Das Material und gegebenenfalls die Verfahrensparameter zur Herstellung der Randschicht sind bevorzugt so gewählt, dass der Gegenkontakt eine etwas geringere Oberflächenhärte aufweist, als der an dem Schleifkontaktkörper aufgeschweißte Zusatzstoff. Diese kann entweder durch die Verwendung unterschiedlicher Materialien für die Randschicht des Gegenkontakts und den aufgeschweißten Zusatzstoff erfolgen und/oder dadurch, dass der Gegenkontakt bzw. dessen Randschicht zusätzlich gehärtet wird.
- In den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen sind vorteilhafte Ausbildungen der beanspruchten Gegenstände offenbart.
- Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Es zeigen:
-
1 u.2 : Einen elektrischen Stromübertrager gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante in einer Draufsicht und einer Schnittdarstellung; -
3 : Eine vergrößerte Darstellung des Details III aus2 ; -
4 : Eine nochmals vergrößerte Darstellung des Details IV aus3 ; -
5 : Eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung; -
6 : Vergrößerte Darstellungen eines Abschnitts des Schleifkontaktkörpers (1 ) aus den1 bis4 in Seitenansicht; -
7 : Verschiedene Ausführungsvarianten für einen Schleifkontaktkörper (1 ) mit unterschiedlichen Querschnitt-Geometrien und aufgeschweißten Kontaktwulsten. - Ein erfindungsgemäßer Stromübertrager zwischen einem Schleifkontaktkörper (
1 ) und einem Gegenkontaktkörper (2 ), die relativ zueinander drehbar gelagert sind, ist in1 dargestellt. Der Schleifkontaktkörper (1 ) ist im vorliegenden Beispiel durch einen Draht aus einem Federstahl gebildet, welcher mit elastischer Vorspannung gegen einen im Wesentlichen kreisrunden Gegenkontakt anlegbar ist. Der Gegenkontakt (2 ) weist an der Außenseite eine Aufnahmenut, hier insbesondere eine V-Nut (13 ) auf, in welche der Schleifkontaktkörper (1 ) eingreift. Durch die elastische Vorspannung wird der Schleifkontaktkörper (1 ) in der Nut (13 ) gehalten und gegen die Oberfläche des Gegenkontaktes (2 ) gepresst. Die schrägen Flanken der V-Nut (13 ) bewirken eine seitliche Führung des Schleifkontaktkörpers (1 ). - Schleifkontaktkörper gemäß der beschriebenen Bauart sind in der Praxis bekannt. Sie weisen im Bereich der Kontaktzone zwischen der im Wesentlichen kreisrunden Oberfläche des Schleifkontaktkörpers (
1 ) und den im Wesentlichen flachen Oberflächen der V-Nut (13 ) eine sich im Wesentlichen flächig erstreckende Kontaktgeometrie auf. Im Betrieb kommt es insbesondere in Folge des Abriebs bzw. Verschleißes zu einer Abflachung der Außenoberfläche des Schleifkontaktkörpers (1 ), sodass dann zwei im Wesentlichen korrespondierende und parallele Flächenabschnitte aufeinander zu liegen kommen. Dementsprechend kommt es bei diesen Stromübertragern der vorbekannten Art zu dem oben erwähnten dynamischen Ansaugen und den daraus resultierenden hohen Scherkräften auf die jeweiligen Randschichten. - Ein Schleifkontaktkörper gemäß der vorliegenden Offenbarung weist auf seiner Oberfläche im Bereich der Schleifbahn (B) jeweils einen Kontaktwulst (
4 ) auf. Bei dem in3 gezeigten Beispiel sind jeweils im tangentialen Berührungspunkt zwischen dem Schleifkontaktkörper (1 ) und einer Seitenwandung der V-Nut (13 ) ein solcher Kontaktwulst (4 ) aufgeschweißt. Der Kontaktwulst (4 ) ist somit entlang der Schleifbahn (B) ausgerichtet. - Bei dem in
3 dargestellten Beispiel ist im Bereich je einer vorgesehenen Kontaktzone zwischen dem Schleifkontaktkörper (1 ) und dem Gegenkontakt (2 ) ein einziger Kontaktwulst (4 ) vorgesehen. Alternativ könnten im Bereich jeder Kontaktzone zwei oder mehr Kontaktwulste (4 ) vorgesehen sein. In dem letztgenannten Fall sind die Kontaktwulste (4 ) bevorzugt quer zur schleifbaren Richtung IV zueinander beabstandet, sodass zwischen den Kontaktwulsten (4 ) jeweils ein Freiraum bleibt. Ein solcher Freiraum unterstützt die oben genannte Verringerung des Verschleißes bzw. die Erhöhung der Standzeit durch Vermeidung des Ansaugens zwischen den Kontaktpartnern. - Der Durchmesser (D) eines Kontaktwulstes (
4 ) ist bevorzugt gleich oder kleiner als 0,25 mm, insbesondere in einem Bereich zwischen 0,05 und 0,1 mm. - Die Verfahrensparameter für das Mikro-Laserauftragschweißen sind bevorzugt so gewählt, dass die Auftraghöhe eines Kontaktwulstes (
4 ) gleich oder kleiner als 0,2 mm ist, insbesondere zwischen 0,03 und 0,12 mm. Ferner werden die Verfahrensparameter bevorzugt so gewählt, dass sich an dem aufgeschweißten Kontaktwulst eine quer zur Schleifbahn (B) orientierte Balligkeit ausbildet. Mit anderen Worten sind die Verfahrensparameter so zu wählen, dass der Kontaktwulst (4 ) keine spitze Außenkontur aufweist. Besonders geeignet ist eine Balligkeit, die einen (mittleren) Querkrümmungsradius (QR) im Bereich von gleich oder kleiner als 0,15 mm aufweist, insbesondere zwischen 0,08 und 0,12 mm. -
5 zeigt eine Prinzipdarstellung zur Illustration eines Verfahrens zur Herstellung eines Schleifkontaktkörpers gemäß der vorliegenden Offenbarung mit Mikro-Laserauftragschweißen. Geeignete Schweißapplikatoren für das erläuterte Verfahren befinden sich in der Entwicklung und konnten bereits erfolgreich eingesetzt werden. - Beim Mikro-Laserauftragschweißen wird ein Laserstrahl (
7 ) auf die äußere Oberfläche eines Schleifkontaktkörpers (1 ) gerichtet, um das Grundmaterial des Schleifkontaktkörpers (1 ) lokal aufzuschmelzen. Hierbei bindet sich eine Schweißlinse (5 ). Durch eine am Schweißapplikator vorgesehene oder separat angeordnete Düse wird das aufzuschweißende Zusatzmaterial zugeführt, insbesondere in der Form eines Pulverstrahls (8 ). Gegebenenfalls wird zusätzlich über eine weitere am Schweißapplikator oder separat angeordnete Düse oder ein anderes geeigneteres Mittel ein Schutzgas (9 ) zugeführt, sodass eine Oxidation oder eine unerwünschte Aufnahme von Atomen oder Molekülen aus der umgebenden Atmosphäre verhindert wird. - Das zugeführte Zusatzmaterial wird durch die Strahlungsenergie des Laserstrahls (
7 ) und/oder in Kontakt mit der Schweißlinse (5 ) aufgenommene Energie ebenfalls aufgeschmolzen und lagert sich außenseitig an dem Schleifkontaktkörper (1 ) an. Die ersten an der Schweißlinse (5 ) zugeführten Partikel des Zusatzstoffs führen zu einer wesentlichen Vermischung mit dem Grundmaterial des Schleifkontaktkörpers (1 ). Mit steigender Schichtdicke des aufgetragenen Kontaktwulstes (4 ) verringert sich jedoch die Vermischung, sodass die weiter außen liegenden Anteile des Kontaktwulstes (4 ) im Wesentlichen ausschließlich aus dem zugeführten Zusatzstoff bestehen. - Die Einstrahlungsdosis des Laserstrahls (
7 ) pro Zeiteinheit kann ggf. während der Aufbringung des Zusatzmaterials verändert werden. Insbesondere kann zu Beginn einer Schweißung eine erhöhte Strahlungsdosis eingebracht werden, um die Schweißlinse (5 ) zu bilden. Anschließend kann der Zusatzstoff zugeführt werden, wobei ggf. die Strahlungsdosis pro Zeiteinheit im Wesentlichen auf die Energiemenge reduziert wird, welche für das Aufschmelzen der pro Zeiteinheit zugeführten Menge des Zusatzstoffes benötigt wird. Hierdurch wird erreicht, dass sich die Schweißlinse (5 ) nicht unnötigerweise tiefer in Richtung des Schleifkontaktkörpers (1 ) vergrößert. - Zum Ende eines Schweißzyklus kann bevorzugt zunächst die Zuführung des Zusatzstoffs beendet werden, bevor der (ggf. in der Strahlungsdosis reduzierte) Laserstrahl (
7 ) abgeschaltet wird. Hierdurch wird die Ausbildung der oben genannten Balligkeit unterstützt und es wird insbesondere vermieden, dass sich noch nur teilweise aufgeschmolzene Partikel des Zusatzstoffs außenseitig an dem Kontaktwulst (4 ) anlagern, wodurch unerwünschte spitze Grenzkonturen erzeugt werden könnten. - Mit dem oben genannten Verfahren können durch intermittierendes Auftragen einzelne Kontaktpunkte (
10 ) erzeugt werden. Alternativ kann während der Durchführung eines Schweißvorgangs eine Relativbewegung zwischen dem Schleifkontaktkörper (1 ) und dem Schweißapplikator erzeugt werden, sodass ein entsprechend der Relativbewegung ausgerichteter Strang (11 ) aus dem Zusatzstoff aufgeschweißt wird. -
6 zeigt verschiedene bevorzugte Anordnungsformen für einen Kontaktwulst (4 ). Der in6 links dargestellte Kontaktwulst besteht aus einer Reihe von Kontaktpunkten (10 ), die hier durch intermittierendes Schweißen mit zwischenzeitlicher Relativbewegung des Schweißapplikators aufgebracht sind. Die aufgeschweißten Kontaktpunkte (10 ) überlappen einander teilweise, sodass eine geschuppte Anordnung (A1) erzeugt wird. - In der Mitte von
6 ist eine zweite alternative Anordnung von Kontaktpunkten (10 ) gezeigt, die in einer Linie entlang der Schleifbahnrichtung (B) hintereinander angeordnet sind, wobei zwischen jeweils zwei Kontaktpunkten (10 ) ein Abstand vorgesehen ist, sodass sich also eine beabstandete Anordnung (A2) ergibt. - Der rechts in
6 dargestellte Kontaktwulst besteht aus einem durch kontinuierliches Auftragsschweißen hergestellten Strang (11 ). - In dem Beispiel von
6 und1 weist der Schleifkontaktkörper (1 ) einen gekrümmten Abschnitt (14 ) auf, der zur Anlage an dem rotationssymmetrischen Gegenkontakt (2 ) vorgesehen ist. Die Anlage ist im Bereich einer vorgegebenen Kontaktlänge (L) vorgesehen. In diesem Bereich korrespondiert die Krümmung des Schleifkontaktkörpers (1 ) mit der Krümmung des rotationssymmetrischen Gegenkontakts (2 ). Die Schleifbahn (B) hat in Bezug auf den Schleifkontaktkörper (1 ) somit die Form eines Kreisliniensegments. Der Kontaktwulst (4 ) ist entsprechend ebenfalls in Form eines Kreisliniensegments ausgebildet. Ein Kontaktwulst (4 ) (als Strang oder als Reihe von hintereinander angeordneten Kontaktpunkten) kann bevorzugt über der gesamten Kontaktlänge (L) vorgesehen sein. Hierdurch kann die Querschnittsfläche der Kontaktzone durch Verlängerung entlang der Schleifbahn (B) vergrößert werden, was Vorteile für die Erhöhung der Standzeit mit sich bringt. -
7 zeigt beispielhaft verschiedene Querschnittsformen für einen Schleifkontaktkörper (1 ) gemäß der vorliegenden Offenbarung. Der in7 links dargestellte Schleifkontaktkörper (1 ) hat eine im Wesentlichen quadratische Querschnittsform, die zur Anlage an eine V-Nut an einem Gegenkontakt gemäß1 bis4 schräg gestellt ist. An zwei der flachen Außenoberflächen ist jeweils ein Kontaktwulst (4 ) aufgeschweißt. - Die mittlere Darstellung von
7 zeigt einen entsprechenden Schleifkörper (1 ) mit einer sechseckigen Querschnittsform, der ebenfalls in eine entsprechend angepasste V-Nut an einem Gegenkontakt (2 ) einlegbar ist. - Der in
7 rechts dargestellte Schleifkontaktkörper (1 ) weist eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform auf und trägt an der Unterseite einen einzelnen Kontaktwulst (4 ). Ein derartiger Schleifkontaktkörper (1 ) weist infolge des rechteckigen Querschnitts eine hohe Seitenstabilität auf und ist beispielsweise zur Anlage an einem zylindrischen oder kreisringförmigen Gegenkontakt geeignet. Abwandlungen der beschriebenen und/oder gezeigten Ausführungsbeispiele sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die erläuterten oder beanspruchten Merkmale in beliebiger Weise miteinander kombiniert, gegeneinander ersetzt, ergänzt oder weggelassen werden. - Ein Stromübertrager (
3 ) kann eine translatorische oder beliebige gekrümmte Relativbewegung zwischen einem Schleifkontaktkörper (1 ) und einem Gegenkontakt (2 ) vorsehen. Er kann zur Übertragung von Leistungsströmen oder Signalströmen ausgebildet sein und ggf. zwei oder mehr Schleifkontaktkörper (1 ) umfassen. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Schleifkontaktkörper
- 2
- Gegenkontakt
- 3
- Stromübertrager
- 4
- Kontaktwulst
- 5
- Vermischungsbereich / Schweißlinse
- 6
- Beschichtung
- 7
- Laserstrahl
- 8
- Materialzuführung / Pulverstrahl
- 9
- Schutzgaszuführung
- 10
- Kontaktpunkt
- 11
- Strang
- 12
- Verschmutzung / Abrieb
- 13
- V-Nut
- 14
- gekrümmter Abschnitt
- B
- Berührungskontur / Schleifbahn
- D
- Durchmesser / Breite
- L
- Kontaktlänge
- QR
- Querkrümmungsradius
- A1
- Geschuppte Anordnung
- A2
- Beabstandete Anordnung
- A3
- Stranganordnung
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10157320 A1 [0004]
- US 5315758 A [0005]
Claims (27)
- Schleifkontaktkörper zum Übertragen elektrischer Ströme auf einen Gegenkontakt (
2 ), wobei der Schleifkontaktkörper (1 ) derart anordenbar ist, dass zwischen dem Schleifkontaktkörper (1 ) und dem Gegenkontakt (2 ) eine definierte Schleifbahn (B) vorgegeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche des Schleifkontaktkörpers (1 ) ein Kontaktwulst (4 ) aus einem metallischen Zusatzstoff durch Mikro-Laserauftragschweißen aufgebracht ist und dass der Kontaktwulst eine längliche Erstreckung hat und entlang der definierten Schleifbahn (B) ausgerichtet ist. - Schleifkontaktkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifkontaktkörper durch einen kontinuierlich aufgeschweißten Strang (
11 ) gebildet ist. - Schleifkontaktkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktwulst durch eine Mehrzahl von in einer Linie aufgeschweißten Kontaktpunkten (
10 ) gebildet ist. - Schleifkontaktkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktpunkte in der Schleifbahnrichtung (B) zueinander beabstandet angeordnet sind.
- Schleifkontaktkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktpunkte (
10 ) in einer sich gegenseitig teilüberlappenden Anordnung aufgeschweißt sind. - Schleifkontaktkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer vorgesehenen Kontaktzone zwischen dem Schleifkontaktkörper (
1 ) und einem Gegenkontakt (2 ) ein einziger Kontaktwulst (4 ) vorgesehen ist. - Schleifkontaktkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer vorgesehenen Kontaktzone zwischen dem Schleifkontaktkörper (
1 ) und einem Gegenkontakt zwei oder mehr Kontaktwulste (4 ) vorgesehen sind, die quer zur Schleifbahnrichtung (B) zueinander beabstandet sind. - Schleifkontaktkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff eine AuCo-Hartgoldlegierung ist.
- Schleifkontaktkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff eine Gold-Kupfer Hartgoldlegierung ist.
- Schleifkontaktkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff eine Gold-Nickel Hartgoldlegierung ist.
- Schleifkontaktkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundmaterial des Schleifkontaktkörpers Federstahl ist.
- Schleifkontaktkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (D) eines Kontaktwulstes (
4 ) gleich oder kleiner als 0,25mm ist, insbesondere zwischen 0,05 und 0,1mm. - Schleifkontaktkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftraghöhe eines Kontaktwulstes gleich oder kleiner als 0,2mm ist, insbesondere zwischen 0,03 und 0,12mm.
- Schleifkontaktkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktwulst (
4 ) eine quer zur Schleifbahn (B) orientierte Balligkeit aufweist, wobei der Querkrümmungsradius (QR) bevorzugt gleich oder kleiner als 0,15mm ist, insbesondere zwischen 0,08 und 0,12mm. - Schleifkontaktkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifkontaktkörper (
1 ) zur zwei- oder mehrseitigen Anlage an einen Gegenkontakt (3 ) vorgesehen ist, und für jede der entsprechend definierten Schleifbahnen (B) je ein Kontaktwulst (4 ) aufgeschweißt ist. - Schleifkontaktkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifkontaktkörper (
1 ) zur rotationssymmetrischen Anlage an einen relativ zum Schleifkontaktkörper (1 ) drehend bewegbaren Gegenkontakt (3 ) vorgesehen ist. - Schleifkontaktkörper nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifkontaktkörper (
1 ) einen gekrümmten Abschnitt (14 ) aufweist, der zur Anlage an dem rotationssymmetrischen Gegenkontakt (3 ) über einer Kontaktlänge (L) vorgesehen ist. - Schleifkontaktkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontaktwulst (
4 ) im Bereich des gekrümmten Abschnitts (14 ) angeordnet ist und die Kontaktlänge (L) überdeckt. - Schleifkontaktkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifkontaktkörper (
1 ) eine im Wesentlichen kreisrunde Querschnittsform hat. - Schleifkontaktkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifkontaktkörper (
1 ) eine im Wesentlichen rechteckige und insbesondere quadratische Querschnittsform hat. - Schleifkontaktkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifkontaktkörper (
1 ) an einer bzw. jeder zur Anlage an dem Gegenkontakt vorgesehenen Seite einen abgeflachten Bereich aufweist, auf den ein Kontaktwulst (4 ) aufgeschweißt ist. - Schleifkontaktkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontaktwulst (
4 ) nach dem Aufschweißen gehärtet ist. - Elektrischer Stromübertrager (
3 ) mit einem Schleifkontaktkörper (1 ) und einem Gegenkontakt (2 ), dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifkontaktkörper (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist. - Stromübertrager nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenkontakt (
2 ) eine Randbeschichtung aus einem elektrisch hoch leitfähigen Material aufweist. - Stromübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenhärte eines Kontaktwulstes (
4 ) am Schleifkontaktkörper (1 ) höher gewählt ist als die Oberflächenhärte am Gegenkontakt (2 ). - Stromübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifkontaktkörper (
1 ) und der Gegenkontakt (2 ) relativ zueinander rotatorisch bewegbar sind. - Stromübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifkontaktkörper (
1 ) und der Gegenkontakt (2 ) relativ zueinander translatorisch bewegbar sind.
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Cited By (1)
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CN107809045A (zh) * | 2016-09-08 | 2018-03-16 | 滑动环及设备制造有限公司 | 包括结构化线的滑环刷 |
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-
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- 2015-03-12 DE DE202015101280.2U patent/DE202015101280U1/de not_active Expired - Lifetime
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