碳复合材料用于制造用于燃料泵的电气接触元件的用途和接触元件的用途制造技术

本发明专利技术涉及碳复合材料用于制造在燃料环境中操作的燃料泵的电气接触元件的用途，所述接触元件被设计成成型碳制品，其中，除了碳之外，碳复合材料还包括热固性粘合剂或热塑性粘合剂和用量为大于碳复合材料的总质量的0.5％且小于碳复合材料的总质量的25％的金属部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碳复合材料用于制造用于燃料泵的电气接触元件的用途和接触元件的用途
本专利技术涉及碳复合材料用于制造在燃料环境中操作的燃料泵的电气接触元件的用途，所述接触元件被设计成碳模，其中除了碳之外，所述碳复合材料还包括热固性或热塑性的粘合剂和用量为大于碳复合材料的总质量的0.5％且小于碳复合材料的总质量的25％的金属内容物。
技术介绍
在设计成碳模的电气接触元件(例如碳刷)的制造中，已知在压缩成型过程中，与碳和任何添加剂(如固体润滑剂和清洁剂)组合使用的不同的粘合剂被加工成碳复合材料。例如，EP1713148A1公开了用于生产碳刷的方法，其中金属粉末被添加到碳粉末和热塑性粘合剂的粉末混合物中，并将粉末混合物在压缩成型工艺中加工成碳模。在已知的碳复合材料中，为了在低电压范围内降低碳刷的材料电阻以及碳刷和换向器之间的接触电阻，向碳中添加金属粉末。特别是当碳刷用于线路电压为12V的汽车车载电气系统时，推荐以30重量％至60重量％的比例添加金属粉末。在涉及电刷操作的燃料泵的情况下，由于它们在燃料环境中操作，所以对于碳刷和与碳刷相互作用的换向片，具有不能与燃料环境外的操作条件相比的特殊操作条件。特别是已经发现，在这种燃料环境中，超过14V的暂态过电压会显著缩短电刷/换向器系统的使用寿命，因为电刷和换向器的磨损由于过电压而显著增加。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是减少在燃料环境中操作的燃料泵的电刷/换向器系统的磨损。该目的通过根据权利要求1的特征的碳复合材料用于制造被设计成碳模的电气接触元件的用途来实现。出乎意料地，在燃料环境中，碳复合材料的使用本身已经呈现为上述目的的解决方案，除了碳和热固性或热塑性的粘合剂之外，该碳复合材料还包括用量为大于碳复合材料的总质量的0.5％且小于碳复合材料的总质量的25％的金属内容物。如果将燃料泵连接到线路电压为12V的汽车车载电气系统，则根据本专利技术的碳复合材料的用途被证明是特别有利的。尽管EP1713148A1的基于以下基本方法的教导，通过掺入碳材料的总质量的30％至60％的量的金属粉末来降低碳材料的电阻，从而降低线路电压为12V的汽车车载电气系统中的碳刷的磨损，但是发现：在燃料环境中，相对较小的金属内容物在减少碳刷/换向器系统的磨损方面导致更好的结果。具有用量最大为碳复合材料总质量的20％的金属内容物的碳复合材料的用途已被证明是特别有利的。如果以粉末形式将金属内容物添加到碳复合材料中，则可以实现金属内容物在碳复合材料中的特别均匀的分布。特别有利的是，金属内容物主要包括具有达1mm的粒径的金属颗粒，特别是如果80％或特别优选95％的金属颗粒具有达1毫米的粒径时，则可以实现特别均匀的磨损。关于金属内容物的组成，已经证明有利的是，金属内容物包括至少一种来自包括金属铝、金属锌和金属银的金属组中的金属。如果金属内容物由铝或铝合金形成，则特别有利的是金属内容物的用量为大于碳复合材料的总质量的0.5％且小于碳复合材料的总质量的20％。有利地，由铝或铝合金组成的金属内容物的用量最多为碳复合材料总质量的10％。如果金属内容物由锌或锌合金形成，则特别有利的是金属内容物的用量为大于碳复合材料总质量的0.5％且小于碳复合材料总质量的20％。有利地，由锌或锌合金组成的金属内容物的用量最多为碳复合材料总质量的10％。如果金属内容物由银或银合金形成，则特别有利的是金属内容物的用量为大于碳复合材料的总质量的0.5％且小于碳复合材料的总质量的15％。有利地，由银或银合金组成的金属内容物的用量最多为碳复合材料总质量的10％。如果金属内容物包括多种金属，则金属内容物可以作为合金或作为混合物添加到碳材料中。当前的目的也可以通过接触元件用于形成燃料泵上的电气接触的用途来实现，该接触元件被设计成由根据权利要求1至16中任一项所述的碳复合材料制成的碳模。优选地，根据本专利技术所用的接触元件被设计成碳刷或被设计成换向器的换向片。根据本专利技术的燃料泵包括由根据权利要求1至16中任一项所述的碳复合材料制造的至少一个碳刷或至少一个换向片。具体实施方式在下文中，将列出用于制造燃料泵的接触元件的碳复合材料的优选材料组成，下面列出的百分数具有+/-2％，优选+/-1％的公差范围。在第一实施方案中，相对于碳复合材料的总质量，用于制造碳刷的材料包含：-14％的热塑性粘合剂材料，-80％的石墨，-1％的清洁剂和-5％的铝粉末。根据第二实施方案，相对于碳复合材料的总质量，用于制造碳刷的材料包含：-7％的热固性粘合剂，-80％的石墨，-5％的固体润滑剂，-1％的清洁剂，-7％的铝粉末。根据第三实施方案，相对于碳复合材料的总质量，用于制造碳刷的材料包含：-10％的热塑性粘合剂，-67％的石墨，-5％的固体润滑剂，-1％的清洁剂，-17％的锌粉末。根据第四实施方案，相对于碳复合材料的总质量，用于制造碳刷的材料包含：-7％的热固性粘合剂，-80％的石墨，-5％的固体润滑剂，-1％的清洁剂，-7％的银粉末。根据第五实施方案，相对于碳复合材料的总质量，用于制造换向片的材料包含：-10％的热塑性粘合剂，-80％的石墨，-4％的碳纤维，-6％的铝粉末。根据第六实施方案，相对于碳复合材料的总质量，用于制造换向片的材料包含：-10％的热固性粘合剂，-75％的石墨，-15％的锌粉末。根据第七实施方案，相对于碳复合材料的总质量，用于制造换向片的材料包含：-10％的热塑性粘合剂，-76％的石墨，-2％的碳纤维，-12％的铝粉末。根据第八实施方案，相对于碳复合材料的总质量，用于制造换向片的材料包含：-11％的热固性粘合剂，-80％的石墨，-4％的碳纤维，-5％的银粉末。本文档来自技高网...

【技术保护点】
碳复合材料用于制造在燃料环境中操作的燃料泵的电气接触元件的用途，所述接触元件被设计成碳模，其中，除了碳之外，所述碳复合材料还包括热固性粘合剂或热塑性粘合剂和用量为大于所述碳复合材料的总质量的0.5％且小于所述碳复合材料的总质量的25％的金属内容物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.30 DE 102015205735.61.碳复合材料用于制造在燃料环境中操作的燃料泵的电气接触元件的用途，所述接触元件被设计成碳模，其中，除了碳之外，所述碳复合材料还包括热固性粘合剂或热塑性粘合剂和用量为大于所述碳复合材料的总质量的0.5％且小于所述碳复合材料的总质量的25％的金属内容物。2.根据权利要求1所述的碳复合材料的用途，其特征在于所述燃料泵被连接到具有12V的线路电压的汽车车载电气系统。3.根据权利要求1或2所述的碳复合材料的用途，其特征在于所述金属内容物的用量最多为所述碳复合材料总质量的20％。4.根据前述权利要求中任一项所述的碳复合材料的用途，其特征在于所述金属内容物以粉末的形式添加到所述碳复合材料中。5.根据权利要求4所述的碳复合材料的用途，其特征在于所述金属内容物主要包括粒径达1mm的金属颗粒。6.根据权利要求5所述的碳复合材料的用途，其特征在于超过80％的所述金属颗粒具有达1mm的粒径。7.根据权利要求5所述的碳复合材料的用途，其特征在于超过95％的所述金属颗粒具有达1mm的粒径。8.根据前述权利要求中任一项所述的碳复合材料的用途，其特征在于所述金属内容物包括金属组中的至少一种金属，所述金属组包括金属铝、金属锌和金属银。9.根据权利要求8所述的碳复合材料的用途，其特征在于如果所述金属内容物由铝或铝合金形成，则所述金属内容物的用量为大于所述碳复合材料的总质量的0.5％且小于所述碳复合材料的总质量的20％。10.根据权利要求9...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗洛里安·休伯，马丁·毛雷尔，
申请(专利权)人：申克霍夫曼碳科技股份公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT