WO2012130465A1 - Elastischer schleifkontakt und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

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WO2012130465A1
WO2012130465A1 PCT/EP2012/001402 EP2012001402W WO2012130465A1 WO 2012130465 A1 WO2012130465 A1 WO 2012130465A1 EP 2012001402 W EP2012001402 W EP 2012001402W WO 2012130465 A1 WO2012130465 A1 WO 2012130465A1
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WO
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sliding contact
welding
base body
auxiliary layer
contact
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PCT/EP2012/001402
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Inventor
Heinrich UNGERMANN
Original Assignee
Heraeus Materials Technology Gmbh & Co. Kg
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    • 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
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/03—Contact members characterised by the material, e.g. plating, or coating materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/02—Soldered or welded connections
    • H01R4/029—Welded connections

Definitions

  • the invention relates to a sliding contact comprising at least one base body, wherein at one end of the base body, a sliding contact body is arranged.
  • the invention also relates to a potentiometric sensor, a potentiometer, a slider, a position sensor, a rotary switch, an electric motor, a generator, a wind turbine, a slip ring system, an actuator or a current collector with such a sliding contact and a method for producing such a sliding contact.
  • Sliding contacts find a variety of applications when power and / or signals to be transferred to moving parts. Such sliding contacts are known for example from DE 40 20 700 A1.
  • DE 199 13 246 A1 discloses a grinder for transmitting electrical signals, which is designed as a multi-wire grinder. The plurality of contacts should ensure a continuous electrical contact.
  • a generic sliding contact with a base body made of a wire in which at one end of the wire, a sliding contact body is arranged.
  • the sliding contact body can consist of a noble metal or a noble metal alloy. It is advantageous that expensive precious metal can be saved because not the entire spring contact must be made of a precious metal or a noble metal alloy.
  • a preferred support material for this purpose are copper-beryllium alloys, which are often used because of their high conductivity and their good elastic properties.
  • a sliding contact body made of a noble metal or alloys containing precious metals can be well connected by welding to a Cu-Be carrier.
  • a disadvantage of this is that when welding the sliding contact body, the elastic Eigen- shafts of the carrier or the wire, which determine the elastic properties of the sliding contact, can be deteriorated.
  • beryllium and beryllium alloys such as CuBe 2 are increasingly avoided due to their environmental impact.
  • the bond between the elastic wire and the sliding contact body may yield due to the different materials and poor connectivity.
  • the object of the invention is therefore to overcome the disadvantages of the prior art.
  • a stable sliding contact is to be provided, which contains as possible no environmentally harmful materials, which has the desired elastic properties and at the same time provides a reliable sliding contact surface.
  • the sliding contact body (1, 11) is a wire, a piece of wire or a ball of metal, which consists at least one main body substantially of stainless steel and at least partially a Sch spalls harsh is disposed between the base body and the sliding contact body , which connects the base body with the sliding contact body at least in regions, wherein the auxiliary welding layer (3, 13) is a coating of the base body (2, 12).
  • the welding auxiliary layer is achieved that the stainless steel of the body can be stably connected to the sliding contact body, which consists of a different material, which is not so stable with stainless steel weldable.
  • the auxiliary welding layer forms an intermediate layer as a stable connection to both the stainless steel and the material of the sliding contact body.
  • the sliding contact body may comprise a noble metal or a noble metal alloy. It can also be provided according to the invention that the auxiliary welding layer connects the main body to the sliding contact body at least in regions by means of a welding process.
  • the base body is an elastic wire with a round, oval or an angular cross-section, preferably an elastic stainless steel wire or a resilient stainless steel spring.
  • Wires are easy to get. In a round cross-section of the wire, this has a symmetrical elasticity, so that a mating contact may also be uneven.
  • the metal of the sliding contact body comprises copper, nickel and / or a noble metal or consists of a noble metal, preferably of an alloy comprising at least one noble metal, particularly preferably gold, platinum, palladium, silver or alloys thereof.
  • the sliding contact body consists of a gold-based alloy or a palladium-based alloy, preferably an alloy with 35 to 44% by weight of palladium, 30 to 38% by weight of silver, 14 to 16% by weight of copper and up to 3% by weight of additives comprising platinum, gold and zinc.
  • a gold-based alloy or a palladium-based alloy preferably an alloy with 35 to 44% by weight of palladium, 30 to 38% by weight of silver, 14 to 16% by weight of copper and up to 3% by weight of additives comprising platinum, gold and zinc.
  • a further embodiment of the invention can provide that the welding auxiliary layer is metallic, preferably comprises gold, palladium, nickel and / or copper, particularly preferably consists of gold, palladium, nickel, copper and / or an alloy thereof. With these metals, a particularly stable connection between the sliding contact body and the base body can be produced. The exact composition depends on the choice of material or metals for the sliding contact body. Nickel, copper or their alloys, which despite the slightly oxidized surface of the stainless steel are still able to build up a good bond to the stainless steel during welding, are particularly well suited as a welding auxiliary layer. Furthermore, it can be provided that the welding auxiliary layer is a coating of the base body, which is preferably applied by roller cladding, sputtering or galvanic to the base body.
  • the coating makes it possible that the base body does not have to be heated so much when connecting the sliding contact body.
  • the heating of stainless steel is problematic because it can anneal and thereby lose its elastic properties, which are crucial for the sliding contact.
  • the sliding contact body is welded to the main body via the auxiliary welding layer, preferably by resistance welding, spot welding and / or laser welding.
  • the main body is elongated and has a thickness between 50 ⁇ and 500 pm and / or the sliding contact body has a thickness between 50 ⁇ and 500 pm.
  • Inventive sliding contacts can also be characterized in that the auxiliary welding layer has a thickness of 0.05 ⁇ to 10 ⁇ .
  • the sliding contact is a multi-wire grinder having a plurality of base bodies which are in electrical contact with one another and having welding auxiliary layers and sliding contact bodies arranged thereon.
  • Multiwire grinders are particularly suitable because they also cope with the failure of individual contact points and can adapt well to the profile of a mating contact.
  • a mating contact is provided, on the conductive surface of the sliding contact body is applied, wherein the sliding contact body presses by the spring force of the elastic body on the conductive surface of the mating contact and the mating contact is movable against the sliding contact body, so that the Schleifitchkör- with a movement of the mating contact via the mating contact,
  • the mating contact rotatably mounted and the surface is rotationally symmetrical or the surface is flat and the sliding contact body is sliding or pulling on the surface of the mating contact movable.
  • the object of the invention is also achieved by a potentiometric sensor, a potentiometer, a slider, a position sensor, a rotary switch, an electric motor tor, a generator, a wind turbine, a slip ring system, an actuator or a current collector with such a sliding contact.
  • the contact pieces according to the invention can be used particularly effectively.
  • the object of the invention is also achieved by a method for producing such a sliding contact spring, wherein the base body is coated with the welding auxiliary layer, preferably by roll-plating, sputtering or galvanically applied to the base body, and the sliding contact body welded by means of the auxiliary welding layer on the base body is preferred, preferably by resistance welding, spot welding and / or laser welding.
  • the invention is based on the surprising finding that the welding auxiliary layer makes it possible to choose the respectively suitable material for the base body and the sliding contact, without having to pay attention to the fact that these must be able to be welded together well. In addition, a more stable connection is achieved in comparison to a connection without welding auxiliary layer. Also, the welding of the sliding contact body with welding auxiliary layer protects the material of the base body, since lower temperatures can be used when, for example, a welding auxiliary layer with a low melting point is used. For example, alloys having a particularly low melting point (eg, eutectic alloys) can be used as materials for the welding assist layer. With the method according to the invention a sliding contact with these advantages is produced.
  • Figure 2 a schematic view of a sliding contact according to the invention
  • Figure 3 a schematic view of an alternative sliding contact according to the invention.
  • Figure 1 shows a schematic cross-sectional view or side view of an arrangement for producing a sliding contact according to the invention.
  • a sliding contact body 1 or wiper wire 1 is ready to be attached to a base body 2 in the form of an elongated stainless steel spring with a rectangular cross section on which a welding auxiliary layer 3 is arranged.
  • the main body 2 is made of a chromium-nickel stainless steel having suitable elastic properties for a spring contact.
  • the sliding contact body 1 is preferably made of a gold-based alloy or preferably a palladium-based alloy with, for example, 35 to 44% by weight of palladium, 30 to 38% by weight of silver, 14 to 16% by weight of copper and up to 3% by weight of additives Include platinum, gold and zinc.
  • a welding auxiliary layer 3 preferably nickel can be used, which is well connected to the Cr-Ni stainless steel or is connected and can also be welded to the sliding contact body 1 well.
  • the welding auxiliary layer 3 is fused at the boundary regions with the main body 2 and the sliding contact body 1.
  • the welding auxiliary layer is therefore not a solder in the true sense.
  • the welding auxiliary layer 3 is applied laterally on a lateral surface of the main body 2. For a simpler production, it may be expedient to coat the entire surface of the main body 2 with the welding auxiliary layer 3.
  • the welding auxiliary layer 3 is provided only on one side of the main body 2. If Figure 1 is instead considered as a cross-sectional view, the welding auxiliary layer 3 may also extend to the side surfaces of the base body 2, which lie in the image plane. It may also be advantageous for a simple production of the coated basic body 2 if it is coated on all sides with the welding auxiliary layer 3.
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view or side view of an assembled sliding contact 4, which is composed of the sliding contact body 1 and the main body 2 of FIG. 1 coated with the welding auxiliary layer 3.
  • the sliding contact body 1 is placed on the welding auxiliary layer 3 of the base body 2.
  • the sliding contact body 1 with two electrodes (not shown), which abut on the upper side of the sliding contact body 1 and on the underside of the base body 2, welded at at least one point to the base body 2.
  • the welding auxiliary layer 3 which is already firmly connected to the base body 3, partially melted and connects to the sliding contact body 1.
  • another welding method can be used to connect the sliding contact body 1 with the base body 3.
  • the finished sliding contact 4 can then be used to remove and / or transmit current and / or electrical signals from and / or to a mating contact (not shown).
  • the sliding contact 4 is pressed with the spring force of the base body 2 on the mating contact.
  • the sliding contact 4 in potentiometric sensors, potentiometers, sliders, position sensors, rotary switches, E ⁇ e tromotors, generators, wind turbines, slip ring systems, actuators, pantographs and other devices used.
  • FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view or side view of an alternative sliding contact 14.
  • the sliding contact 14 comprises a spherical sliding contact body 11, a main body 12 and a welding auxiliary layer 13.
  • the welding auxiliary layer 13 is on one end face of the main body 12 (right side of the main body 12 in FIG
  • the sliding contact body 1 1 has a larger diameter than the base body 12 so that it (not shown) on a surface of a mating contact, the para)) is aligned to the main body 2 , can be pressed.
  • the surface of the mating contact is not aligned perpendicular to the base body 12, preferably at an angle between 0 ° and 80 ° between the axis of symmetry of the cylindrical base body 12 and the flat surface or the tangent of the curved surface of the against contact.
  • a curved surface of the mating contact results, for example, in a cylindri ⁇ rule mating contact, which is mounted rotatably about its cylinder axis against the sliding contact 14, wherein the surface over which the sliding contact body 1 1 grinds upon rotation of the mating contact, the cylinder jacket surface of the mating contact.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schleifkontakt (4, 14) umfassend zumindest einen Grundkörper (2, 12), wobei an einem Ende des Grundkörpers (2, 12) ein Schleifkontaktkörper (1, 11) angeordnet ist, wobei der Schleifkontaktkörper (1, 11) ein Draht, ein Drahtstück oder eine Kugel aus Metall ist Es ist erfindungsgemäß, vorgesehen, dass der zumindest eine Grundkörper (2, 12) im Wesentlichen aus Edelstahl besteht und zwischen dem Grundkörper (2, 12) und dem Schleifkontaktkörper (1, 11) zumindest bereichsweise eine Schweißhilfsschicht (3, 13) angeordnet ist, die den Grundkörper (2, 12) mit dem Schleifkontaktkörper (1, 11) zumindest bereichsweise verbindet, wobei die Schweißhilfsschicht (3, 13) eine Beschichtung des Grundkörpers (2, 12) ist.

Description

Patentanmeldung
Elektrischer Schleifkontakt und Verfahren zu dessen Herstellu
Die Erfindung betrifft einen Schleifkontakt umfassend zumindest einen Grundkörper, wobei an einem Ende des Grundkörpers ein Schleifkontaktkörper angeordnet ist.
Die Erfindung betrifft auch einen potentiometrischen Sensor, ein Potentiometer, ein Schieberegler, ein Positionssensor, einen Drehschalter, einen Elektromotor, einen Generator, eine Windturbine, ein Schleifringsystem, einen Stellantrieb oder einen Stromabnehmer mit einem solchen Schleifkontakt sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schleifkontakts.
Schleifkontakte finden vielfältige Anwendungen, wenn Strom und/oder Signale auf bewegliche Teile übertragen werden sollen. Derartige Schleifkontakte sind beispielsweise aus der DE 40 20 700 A1 bekannt. Die DE 199 13 246 A1 offenbart einen Schleifer zur Übertragung elektrischer Signale, der als Vieldrahtschleifer ausgebildet ist. Die Vielzahl der Kontakte soll dabei einen durchgehenden elektrischen Kontakt sicherstellen.
Aus der US 5,315,758 A und der US 5,416,969 A sind aus Blechstreifen gebildete Schleifkontakte bekannt, die an ihren Enden Kontaktkörper tragen. Derartige Schleifkontakte werden beispielsweise in Potentiometern, in Positionssensoren oder in Drehschaltern gemeinsam mit einem metallischen Gegenkontakt eingesetzt. Die DE 20 2004 019 679 U1 und die DE 103 59 896 A1 offenbaren Kohlebürsten zur Stromübertragung, bei denen Kohleschichten mit einer etallschicht verbunden, beispielsweise ver- presst sind.
Aus der DE 10 2004 028 838 A1 ist ein gattungsgemäßer Schleifkontakt mit einem Grundkörper aus einem Draht bekannt, bei dem an einem Ende des Drahts ein Schleifkontaktkörper ange- ordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, für den Grundkörper des Kontakts ein preiswertes, federndes Material zu wählen, während das die Energie übertragende Teil als Schleifkontakt körper aus einem anderen, zur Energieübertragung optimierten Material bestehen kann. Der Schleifkontaktkörper kann dabei aus einem Edelmetall oder einer Edelmetall-Legierung bestehen. Vorteilhaft ist dabei, dass teures Edelmetall gespart werden kann, da nicht der ganze Federkontakt aus einem Edelmetall oder einer Edelmetalllegierung gefertigt werden muss. Ein bevorzugtes Trägermaterial hierfür sind Kupfer-Beryllium-Legierungen, die wegen ihrer hohen Leitfähigkeit und ihrer guten elastischen Eigenschaften gerne eingesetzt werden. Zudem lässt sich ein Schleifkontaktkörper aus einem Edelmetall oder aus edelmetallhaltigen Legierungen gut mit einem Cu-Be-Träger durch Anschweißen verbinden.
Nachteilig ist hieran, dass beim Anschweißen des Schleifkontaktkörpers die elastischen Eigen- Schäften des Trägers beziehungsweise des Drahts, die die elastischen Eigenschaften des Schleifkontakts bestimmen, verschlechtert werden können. Beryllium und Beryllium- Legierungen wie CuBe2 werden jedoch aufgrund ihrer Umweltschädlichkeit zunehmend vermieden. Zudem kann die Verbindung zwischen dem elastischen Draht und dem Schleifkontaktkörper aufgrund der unterschiedlichen Materialien und der schlechten Verbindbarkeit nachgeben. Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden. Insbesondere soll ein stabiler Schleifkontakt bereitgestellt werden, der möglichst keine umweltschädlichen Materialien enthält, der die gewünschten elastischen Eigenschaften hat und gleichzeitig eine zuverlässige Schleifkontaktoberfläche bietet.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der Schleifkontaktkörper (1 , 11) ein Draht, ein Drahtstück oder eine Kugel aus Metall ist, der zumindest eine Grundkörper im Wesentlichen aus Edelstahl besteht und zwischen dem Grundkörper und dem Schleifkontaktkörper zumindest bereichsweise eine Schweißhilfsschicht angeordnet ist, die den Grundkörper mit dem Schleifkontaktkörper zumindest bereichsweise verbindet, wobei die Schweißhilfsschicht (3, 13) eine Beschichtung des Grundkörpers (2, 12) ist. Mit der Schweißhilfsschicht wird erreicht, dass der Edelstahl des Grundkörpers stabil mit dem Schleifkontaktkörper verbunden werden kann, der aus einem anderen Material besteht, das nicht so stabil mit Edelstahl verschweißbar ist. Hierdurch ist es möglich, das Material für den Schleifkontaktkörper frei zu wählen, da die Schweißhilfsschicht als Zwischenschicht eine stabile Verbindung sowohl zum Edelstahl als auch zum Material des Schleifkontaktkörpers bildet. Der Schleifkontaktkörper kann dabei erfindungsgemäß ein Edelmetall oder eine Edelmetall- Legierung umfassen. Es kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass die Schweißhilfsschicht den Grundkörper mit dem Schleifkontaktkörper zumindest bereichsweise durch einen Schweißprozess verbindet.
Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Grundkörper ein elastischer Draht mit einem runden, ovalen oder einem eckigen Querschnitt ist, bevorzugt ein elastischer Edelstahldraht oder eine elastische Edelstahlfeder ist.
Drähte sind leicht zu erhalten. Bei einem runden Querschnitt des Drahts hat dieser eine symmetrische Elastizität, so dass ein Gegenkontakt auch uneben sein kann.
Dabei kann vorgesehen sein, dass das Metall des Schleifkontaktkörpers Kupfer, Nickel und/oder ein Edelmetall umfasst oder aus einem Edelmetall besteht, vorzugsweise aus einer Legierung umfassend zumindest ein Edelmetall, besonders bevorzugt Gold, Platin, Palladium, Silber oder Legierungen daraus.
Diese Metalle bewirken eine besonders gute Kontaktierung. Die Oberflächen der genannten Metalle oxidieren nicht so leicht, so dass eine gute Leitfähigkeit im Übergang des Schleifkon- taktkörpers zum Gegenkontakt gewährleistet werden kann.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der Schleifkontaktkörper aus einer Gold-Basis-Legierung oder einer Palladium-Basis-Legierung besteht, bevorzugt einer Legierung mit 35 bis 44 Gew% Palladium, 30 bis 38 Gew% Silber, 14 bis 16 Gew% Kupfer und bis zu 3 Gew% Additiven, die Platin, Gold und Zink umfassen. Diese Legierungen sind besonders gut geeignet, um eine gute Schleifkontaktoberfläche zu bilden und lassen sich auch gut mit erfindungsgemäßen Schweißhilfsschichten verbinden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass die Schweißhilfsschicht metallisch ist, vorzugsweise Gold, Palladium, Nickel und/oder Kupfer umfasst, besonders bevorzugt aus Gold, Palladium, Nickel, Kupfer und/oder einer Legierung daraus besteht. Mit diesen Metallen lässt sich eine besonders stabile Verbindung zwischen dem Schleifkontaktkörper und dem Grundkörper herstellen. Die genaue Zusammensetzung hängt dabei von der Wahl des Materials beziehungsweise der Metalle für den Schleifkontaktkörper ab. Besonders gut geeignet als Schweißhilfsschicht sind dabei Nickel, Kupfer oder deren Legierungen, die auch trotz leicht oxidierter Oberfläche des Edelstahls noch in der Lage sind, eine gute Verbin- dung zum Edelstahl bei Verschweißen aufzubauen. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Schweißhilfsschicht eine Beschichtung des Grundkörpers ist, die vorzugsweise durch Walzplattieren, Sputtern oder galvanisch auf den Grundkörper aufgetragen ist.
Die Beschichtung ermöglicht, dass der Grundkörper beim Verbinden des Schleifkontaktkörpers nicht so stark erhitzt werden muss. Das Erhitzen von Edelstahl ist problematisch, da er Ausglühen kann und dabei seine elastischen Eigenschaften verliert, die für den Schleifkontakt entscheidend sind.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der Schleifkontaktkörper mit dem Grundkörper über die Schweißhilfsschicht verschweißt ist, bevorzugt durch Widerstandsschweißen, Punktschweißen und/oder Laserschweißen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper langestreckt ist und eine Dicke zwischen 50 μηη und 500 pm hat und/oder der Schleifkontaktkörper eine Dicke zwischen 50 μιη und 500 pm hat.
Erfindungsgemäße Schleifkontakte können sich auch dadurch auszeichnen, dass die Hilfs- schweißschicht eine Dicke von 0,05 μιη bis 10 μπι hat.
Bei besonders bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Schleifkontakt ein Vieldrahtschleifer mit einer Vielzahl von miteinander elektrisch kontaktierten Grundkörpern mit Schweißhilfsschichten und daran angeordneten Schleifkontaktkörpern ist.
Vieldrahtschleifer sind besonders geeignet, da sie auch den Ausfall einzelner Kontaktpunkte verkraften und sich gut an das Profil eines Gegenkontakts anpassen können.
Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Gegenkontakt vorgesehen ist, auf dessen leitender Oberfläche der Schleifkontaktkörper anliegt, wobei der Schleifkontaktkörper durch die Federkraft des elastischen Grundkörpers auf die leitende Oberfläche des Gegenkontakts drückt und der Gegenkontakt gegen den Schleifkontaktkörper beweglich ist, so dass der Schleifkontaktkör- per bei einer Bewegung des Gegenkontakts über den Gegenkontakt schleift,
Dabei kann vorgesehen sein, dass der Gegenkontakt drehbar gelagert und die Oberfläche rotationssymmetrisch ist oder die Oberfläche eben ist und der Schleifkontaktkörper schiebend oder ziehend auf der Oberfläche des Gegenkontakts beweglich ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch einen potentiometrischen Sensor, ein Po- tentiometer, einen Schieberegler, einen Positionssensor, einen Drehschalter, einen Elektromo- tor, einen Generator, eine Windturbine, ein Schleifringsystem, einen Stellantrieb oder einen Stromabnehmer mit einem solchen Schleifkontakt.
Bei solchen Bauteilen sind die erfindungsgemäßen Kontaktstücke besonders effektiv einsetzbar. Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung auch gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Schleifkontaktfeder, wobei der Grundkörper mit der Schweißhilfsschicht beschichtet wird, vorzugsweise durch Walzplattieren, Sputtern oder galvanisch auf den Grundkörper aufgetragen wird, und der Schleifkontaktkörper mit Hilfe der Schweißhilfsschicht auf den Grundkörper geschweißt wird, bevorzugt durch Widerstandsschweißen, Punktschweißen und/oder Laser- schweißen.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass es die Schweißhilfsschicht ermöglicht, für den Grundkörper und den Schleifkontakt das jeweils geeignete Material zu wählen, ohne darauf achten zu müssen, dass diese sich gut zusammenschweißen lassen müssen. Zudem wird auch eine stabilere Verbindung im Vergleich zu einer Verbindung ohne Schweiß- hilfsschicht erreicht. Auch schont das Anschweißen des Schleifkontaktkörpers mit Schweißhilfsschicht das Material des Grundkörpers, da niedrigere Temperaturen verwendet werden können, wenn beispielsweise eine Schweißhilfsschicht mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet wird. Zum Beispiel können Legierungen mit besonders niedrigem Schmelzpunkt (beispielsweise eu- tektische Legierungen) als Materialien für die Schweißhilfsschicht verwendet werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Schleifkontakt mit diesen Vorteilen hergestellt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die Schweißhilfsschicht zuerst auf den Grundkörper aufzubringen, dann den Schleifkontaktkörper auf die Schweißhilfsschicht auf den Grundkörper anzuordnen und schließlich die Schweißhilfsschicht mit dem Grundkörper zu verbinden. Die Verbindung wird vorzugsweise durch Schweißen erzeugt. Die Schweißhilfsschicht ermöglicht das Verbinden zweier unterschiedlicher Materialien zum Aufbau des Schleifkontakts, so dass die elastischen Eigenschaften des Edelstahls und die Kontakteigenschaften des Schleifkontaktkörpers, insbesondere eines aus Edelmetallen aufgebauten Schleifkontaktkörpers, kombiniert werden können, ohne dass die elektrische oder die mechanische Belastbarkeit des Schleifkontakts leidet. Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von drei schematisch dargestellten Figuren erläutert, ohne jedoch dabei die Erfindung zu beschränken. Dabei zeigt: Figur 1 : eine schematische Ansicht einer Anordnung zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Schleifkontakts;
Figur 2: eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schleifkontakts und
Figur 3: eine schematische Ansicht eines alternativen erfindungsgemäßen Schleifkontakts. Figur 1 zeigt eine schematische Querschnittansicht oder Seitenansicht einer Anordnung zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Schleifkontakts. Ein Schleifkontaktkörper 1 beziehungsweise Schleiferdraht 1 steht bereit, um mit einem Grundkörper 2 in Form einer langgestreckten Edelstahlfeder mit rechteckigem Querschnitt auf dem eine Schweißhilfsschicht 3 angeordnet ist zu befestigen. Der Grundkörper 2 ist aus einem Chrom-Nickel-Edelstahl gefertigt, der geeignete elastische Eigenschaften für einen Federkontakt aufweist. Der Schleifkontaktkörper 1 besteht vorzugsweise aus einer Gold-Basis-Legierung oder bevorzugt eine Palladium-Basis-Legierung mit beispielsweise 35 bis 44 Gew% Palladium, 30 bis 38 Gew% Silber, 14 bis 16 Gew% Kupfer und bis zu 3 Gew% Additiven die Platin, Gold und Zink beinhalten. Als Schweißhilfsschicht 3 kann vorzugsweise Nickel verwendet werden, das gut mit dem Cr-Ni-Edelstahl verbindbar ist beziehungsweise verbunden ist und sich auch gut mit dem Schleifkontaktkörper 1 verschweißen lässt. Die Schweißhilfsschicht 3 ist an den Grenzbereichen mit dem Grundkörper 2 und dem Schleifkontaktkörper 1 verschmolzen. Die Schweißhilfsschicht ist also kein Lot im eigentlichen Sinne. Die Schweißhilfsschicht 3 ist seitlich auf einer Mantelfläche des Grundkörpers 2 aufgebracht. Für eine einfachere Herstellung kann es zweckmäßig sein, die gesamte Oberfläche des Grundkörpers 2 mit der Schweißhilfsschicht 3 zu beschichten.
Wenn Figur 1 als Seitenansicht betrachtet wird, ist die Schweißhilfsschicht 3 nur auf einer Seite des Grundkörpers 2 vorgesehen. Wenn Figur 1 stattdessen als Querschnittansicht betrachtet wird, kann sich die Schweißhilfsschicht 3 auch auf die Seitenflächen des Grundkörpers 2 erstrecken, die in der Bildebene liegen. Es kann für eine einfache Herstellung des beschichteten Grundkörpers 2 auch vorteilhaft sein, wenn dieser auf allen Seiten mit der Schweißhilfsschicht 3 beschichtet wird.
Figur 2 zeigt eine schematische Querschnittansicht oder Seitenansicht eines zusammengebau- ten Schleifkontakts 4, der aus dem Schleifkontaktkörper 1 und dem mit der Schweißhilfsschicht 3 beschichteten Grundkörper 2 nach Figur 1 zusammengesetzt ist. Der Schleifkontaktkörper 1 wird dazu auf die Schweißhilfsschicht 3 des Grundkörpers 2 gelegt. Dann wird der Schleifkontaktkörper 1 mit zwei Elektroden (nicht gezeigt), die auf der Oberseite des Schleifkontaktkörpers 1 und auf der Unterseite des Grundkörpers 2 anliegen, an zumindest einem Punkt auf den Grundkörper 2 geschweißt. Dabei wird die Schweißhilfsschicht 3, die bereits fest mit dem Grundkörper 3 verbunden ist, teilweise aufgeschmolzen und verbindet sich mit dem Schleifkontaktkörper 1. Alternativ kann auch ein anderes Schweißverfahren eingesetzt werden, um den Schleifkontaktkörper 1 mit dem Grundkörper 3 zu verbinden.
Der fertige Schleifkontakt 4 kann dann zur Abnahme und/oder dem Übertragen von Strom und/oder elektrischen Signalen von einem und/oder auf einen Gegenkontakt (nicht gezeigt) verwendet werden. Dazu wird der Schleifkontakt 4 mit der Federkraft des Grundkörpers 2 auf den Gegenkontakt gepresst. Somit ist der Schleifkontakt 4 in potentiometrischen Sensoren, Potentiometern, Schiebereglern, Positionssensoren, Drehschaltern, E]e tromotoren, Generatoren, Windturbinen, Schleifringsystemen, Stellantrieben, Stromabnehmern und anderen Geräten einsetzbar.
Figur 3 zeigt eine schematische Querschnittansicht oder Seitenansicht eines alternativen Schleifkontakts 14. Der Schleifkontakt 14 umfasst einen kugelförmigen Schleifkontaktkörper 1 1 , einen Grundkörper 12 und eine Schweißhilfsschicht 13. Die Schweißhilfsschicht 13 ist auf einer Stirnseite des Grundkörpers 12 (rechte Seite des Grundkörpers 12 in Figur 3) angeordnet und verbindet den Schleifkontaktkörper 1 1 mit dem Grundkörper 12. Der Schleifkontaktkörper 1 1 hat einen größeren Durchmesser als der Grundkörper 12, so dass er auf eine Oberfläche eines Gegenkontakts (nicht gezeigt), die para))e\ zum Grundkörper 2 ausgerichtet ist, gedrückt werden kann. Um die elastischen Eigenschaften des Grundkörpers 12 zu nutzen, ist die Oberfläche des Gegenkontakts nicht senkrecht zum Grundkörper 12 ausgerichtet, vorzugweise mit einem Winkel zwischen 0° und 80° zwischen der Symmetrieachse des zylindrischen Grundkörpers 12 und der ebenen Oberfläche oder der Tangente der gewölbten Oberfläche des Gegenkontakts. Eine gewölbte Oberfläche des Gegenkontakts ergibt sich beispielsweise bei einem zylindri¬ schen Gegenkontakt, der um seine Zylinderachse drehbar gegen den Schleifkontakt 14 gelagert ist, wobei die Oberfläche, über die der Schleifkontaktkörper 1 1 bei einer Drehung des Gegenkontakts schleift, die Zylindermantelfläche des Gegenkontakts ist. Die in der voranstehenden Beschreibung, sowie den Ansprüchen, Figuren und Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Bezugszeichenliste
1. 11 Schleifkontaktkörper / Schleiferdraht
2. 12 Grundkörper / Edelstahlfeder 3, 13 Schweißhilfsschicht
4, 14 Schleifkontakt

Claims

Patentansprüche
1. Schleifkontakt (4, 14) umfassend zumindest einen Grundkörper (2, 12), wobei an einem Ende des Grundkörpers (2, 12) ein Schleifkontaktkörper (1 , 11) angeordnet ist, wobei der Schleifkontaktkörper (1 , 1 1) ein Draht, ein Drahtstück oder eine Kugel aus Metall ist, dadurch gekennzeichnet, dass
der zumindest eine Grundkörper (2, 1 ) im Wesentlichen aus Edelstahl besteht und zwischen dem Grundkörper (2, 12) und dem Schleifkontaktkörper (1 , 11) zumindest bereichsweise eine Schweißhilfsschicht (3, 13) angeordnet ist, die den Grundkörper (2, 12) mit dem Schleifkontaktkörper (1 , 11) zumindest bereichsweise verbindet, wobei die Schweißhilfsschicht (3, 13) eine Beschichtung des Grundkörpers (2, 12) ist.
2. Schleifkontakt (4, 14) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
der Grundkörper (2, 12) ein elastischer Draht mit einem runden, ovalem oder einem eckigen Querschnitt ist, bevorzugt ein elastischer Edelstahldraht oder eine elastische Edelstahlfeder ist.
3. Schleifkontakt (4, 14) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
das Metall des Schleifkontaktkörpers (1 , 11) Kupfer, Nickel und/oder ein Edelmetall um- fasst oder aus einem Edelmetall besteht, vorzugsweise aus einer Legierung umfassend zumindest ein Edelmetall, besonders bevorzugt Gold, Platin, Palladium, Silber oder Legierungen daraus.
4. Schleifkontakt (4, 14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Schleifkontaktkörper (1 , 1 1) aus einer Gold-Basis-Legierung oder einer Palladium- Basis-Legierung besteht, bevorzugt einer Legierung mit 35 bis 44 Gew% Palladium, 30 bis 38 Gew% Silber, 14 bis 16 Gew% Kupfer und bis zu 3 Gew% Additiven, die Platin, Gold und Zink umfassen.
5. Schleifkontakt (4, 14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißhilfsschicht (3, 13) metallisch ist, vorzugsweise Gold, Palladium, Nickel und/oder Kupfer umfasst, besonders bevorzugt aus Gold, Palladium, Nickel, Kupfer und/oder einer Legierung daraus besteht.
Schleifkontakt (4, 14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Schweißhilfsschicht (3, 13) durch Walzplattieren, Sputtern oder galvanisch auf den Grundkörper (2, 12) auf dem Grundkörper (2, 12) aufgetragen ist.
Schleifkontakt (4, 14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Schleifkontaktkörper (1 , 11) mit dem Grundkörper (2, 12) über die Schweißhilfsschicht (3, 13) verschweißt ist, bevorzugt durch Widerstandsschweißen, Punktschweißen und/oder Laserschweißen.
Schleifkontakt (4, 14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Grundkörper (2, 12) langestreckt ist und eine Dicke zwischen 50 μηι und 500 μιτι hat und/oder der Schleifkontaktkörper (1 , 11) eine Dicke zwischen 50 μηι und 500 μιη hat.
Schleifkontakt (4, 14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Hilfsschweißschicht eine Dicke von 0,05 μιτι bis 10 μιη hat.
Schleifkontakt (4, 14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Schleifkontakt (4, 14) ein Vieldrahtschleifer mit einer Vielzahl von miteinander elektrisch kontaktierten Grundkörpern (2, 12) mit Schweißhilfsschichten (3, 13) und daran angeordneten Schleifkontaktkörpern (1 , 1 1) ist.
Schleifkontakt (4, 14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Gegenkontakt vorgesehen ist, auf dessen leitender Oberfläche der Schleifkontaktkörper (1 , 11) anliegt, wobei der Schleifkontaktkörper (1 , 11) durch die Federkraft des elastischen Grundkörpers (2, 12) auf die leitende Oberfläche des Gegenkontakts drückt und der Gegenkontakt gegen den Schleifkontaktkörper (1 , 11) beweglich ist, so dass der Schleifkontaktkörper (1 , 11 ) bei einer Bewegung des Gegenkontakts über den Gegenkontakt schleift,
Schleifkontakt (4, 14) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass
der Gegenkontakt drehbar gelagert und die Oberfläche rotationssymmetrisch ist oder die Oberfläche eben ist und der Schleifkontaktkörper schiebend oder ziehend auf der Oberfläche des Gegenkontakts beweglich ist.
Potentiometrischer Sensor, Potentiometer, Schieberegler, Positionssensor, Drehschalter, Elektromotor, Generator, Windturbine, Schleifringsystem, Stellantrieb oder Stromabnehmer mit einem Schleifkontakt (4, 14) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Verfahren zur Herstellung eines Schleifkontakts nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass
der Grundkörper mit der Schweißhilfsschicht beschichtet wird, vorzugsweise durch Walzplattieren, Sputtern oder galvanisch auf den Grundkörper aufgetragen wird, und der Schleifkontaktkörper mit Hilfe der Schweißhilfsschicht auf den Grundkörper geschweißt wird, bevorzugt durch Widerstandsschweißen, Punktschweißen und/oder Laserschweißen.
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