[发明专利]用于滑动环的环形电极、相应的滑动环及用于生产环形电极的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于滑动环的环形电极，其中所述滑动环用于在机器零件之间传输电能，所述机器零件中的至少一个可相对于另一个旋转。

背景技术

相应的滑动环在很多旋转机器上使用，特别地，当它们被电驱动时，例如像机床、某些类型的电动马达等。特别地，更大直径的滑动环也通常在计算机断层X光扫描装置中使用。

在这种情况下，这样的滑动环不仅用于驱动能量的传输，而且用于电信号的传输。在滑动环的情况下，在本文中称为'环形电极'的圆形或环形触点滑动轨道安装到第一机器零件。设置在第二机器零件上的是滑动触点，所述滑动触点以某一接触压力与滑动轨道或环形电极相接触。两个机器零件中的一个可相对于另一个旋转，使得滑动触点沿着环形电极的表面上整个周边移动，并且在这种情况下保持与环形电极的恒定的电接触。在这种布置中，电极可以与环形电极的外或内周边表面可选择地接触，但是它们也与环的侧表面相当好地接触，这(在平环的情况下)具有接触表面在相同平面内的优点。原则上，环形电极可以具有任何横截面，但是直角横截面是优选的，因为它们为滑动触点提供平接触表面。

以这种方式，电能和信号可以通过直接电流接触在环形电极与滑动触点之间传输，并且由此在可相对于彼此旋转的机器零件之间传输。

用于这种滑动系统的机械结构的各种技术是已知的。一般而言，黄铜或青铜的实心滑动轨道与石墨或银石墨的滑动触点相结合，然后此可特别用于中等或高功率(换言之从大约100W到大约120W)的直流电或交流电的传输。在信号传输的领域中，涉及的小半径依靠对象也常常制作为镀金滑动轨道与镀金触点弹簧丝的组合。然而，本发明主要涉及环形电极和滑动环，其中利用所述环形电极和滑动环传输电能，但是，这不排除还可能与电能传输并行地传输电信号。

根据现有技术，很多变体形式的石墨触点和用于相应的滑动触点的碳刷是已知的。

根据现有技术，相应的环形电极通常包含黄铜或青铜。它们通常通过从合适直径的管切割出个体环或通过从实心板切割、例如通过激光切割出个体环来生产。

黄铜或青铜滑动轨道与石墨或银石墨触点的组合涉及触点材料的相对高程度的磨损的缺点，该缺点导致相应地缩短了传输系统的使用寿命。在这种情况下，高质量滑动环和触点的制造相对昂贵，因为对于这种布置，环触点的材料必须是非常均质的，并且滑动触点需要高比例的银。略微昂贵的变体常常具有相当大的转移电阻并遭受非常高的磨损，使得可以传输的电功率和使用寿命由此受到限制。

此外，当环形电极例如从实心板切出时，但即使个体环从管材料切割，在此情况下，那么仍然还需要相当多的后处理操作以给切割出或切断出的环去毛刺及使其光滑，常规环形电极的制造是相对复杂且昂贵的，并且涉及到相当多的材料损失。

发明内容

相比于现有技术，本发明的目的是提供避免上面提到的缺点中的至少一个的环形电极和相应的滑动环以及其制造的方法。在这方面，所述目的尤其还特别是简单的制造及环形电极和相应的滑动环的使用中更少量的磨损。另外，或可替换地，本发明试图减小接触噪声以及转移电阻。环形电极和相应的滑动环应当特别适合于在计算机断层X光扫描装置和用于扫描躯体横截面的类似医疗设备中使用，并且应当优选对于该目的进行优化。

上面提到的目的中的至少一部分通过一种环形电极来获得，所述电极包含高质量钢的棒或杆材料，所述棒或杆材料卷绕以做出环，并且所述棒或杆材料的自由端结合在一起以形成封闭环。

高质量钢的棒材料制造电极的优点尤其是，当棒材料仅必须切成环所需的长度时，几乎没有或仅程度非常小的材料切割浪费。这种棒材料也常常缠绕到大直径的卷筒上，并且因此实际上以环状材料的形式应用。

在这方面，术语'棒材料'用来指恒定的横截面和至少为直径百倍的长度的任何材料。特别地，术语'棒材料'还包括从16mm²的丝横截面到例如30x30mm²的横截面，而无意图涉及到那些横截面细节的任何限制。

在这方面，特别地，在合适的卷绕安装的情况下，能够以良好程度的准确性、换言之以具有环的非常好的圆度生产具有40cm与1.5m或2m之间的直径的环。直角横截面的棒材料是尤其优选的，因为它提供了生产很容易允许与滑动触点良好表面接触的滑动轨道的可能性。

棒的自由端成形为形成封闭环，然后表现为相互倚着的紧靠关系。期望地，棒也嵌入在绝缘塑料承载材料中，使得对于实际目的而言在弯成环形状的棒的自由端之间至多留下可忽略的间隙。