滑环模块制造技术

一种制造滑环模块的方法，所述滑环模块包括至少一个滑动轨道和绝缘主体，所述方法包括以下步骤：优选地通过3D打印工艺制造单体式滑动轨道部件，单体式滑动轨道部件包括至少两个滑动轨道、用于电连接滑动轨道的至少一个连接器以及用于机械地连接滑动轨道和连接器以形成单体式滑动轨道部件的至少一个支柱；将单体式滑动轨道部件插入模具中；用如塑料材料的绝缘材料填充模具，并固化塑料材料；从模具中取出形成滑环模块的模制产品；从滑环模块移除所述至少一个支柱。

Sliding Ring Module

A method for manufacturing a sliding ring module includes at least one sliding track and an insulating body. The method comprises the following steps: optimally manufacturing a monolithic sliding track component by a 3D printing process; the monolithic sliding track component comprises at least two sliding tracks, at least one connector for electrically connecting the sliding track and a sliding track for mechanically connecting the sliding track. Channels and connectors to form at least one pillar of a monolithic sliding track component; insert monolithic sliding track component into the die; fill the die with insulation material such as plastic material and solidify the plastic material; remove the moulded product forming the sliding ring module from the die; and remove the at least one pillar from the sliding ring module.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】滑环模块
本专利技术涉及滑环及其部件。本专利技术具体涉及包括多个单独预制的滑动轨道的滑环模块和从多个单独预制的滑动轨道组装滑环模块的方法。滑环用于在相对于彼此旋转的部件之间传递电信号或电力。滑环通常在第一部件处具有导电材料的圆形轨道而在第二部件处具有另外的导电材料的电刷，其中电刷在导电轨道处滑动。
技术介绍
在US6,283,638B1中公开滑环。滑环包括圆柱形滑环模块，其具有导电材料的圆柱形滑动轨道和还包括用于在滑动轨道上滑动的电刷的电刷块。电刷块以及因此电刷可相对于模块旋转。该文献中公开的实施例具体地具有包括相对薄的金属丝的丝刷。模块的滑动轨道包括V形槽，以在预定位置处引导金属丝。在US5,734,218中公开另一种滑环模块。这里，多个金属滑动轨道均被压入滑环模块基部构件中。在相邻轨道之间存在屏障以将轨道保持就位并且增加爬电距离并因此增加隔离。该实施例的缺点在于在插入滑动轨道期间，屏障发生变形。这需要具有至少一定程度弹性的基部材料。这需要滑环模块的进一步支撑，原因在于弹性材料的模块主体不够坚硬。在US2014/0361658A1中，公开了一种模制的滑环模块。第一和第二导电环焊接到连接引线并模制在塑料主体中。制造过程复杂，因为它需要组装环，将引线焊接到环上，将预装配的环和引线插入模具中，最后模制整个模块。US2004/0242025公开了一种用于制造滑环模块的方法。该方法包括以下步骤：机加工多个接触环，并排安装各个接触环，用粘合剂填充内部空间，最后在外表面处从接触环移除材料。US3,435,402公开了由冲压金属板形成的滑环轨道。由于采用特殊的冲压方案，因此没有切割废料。US3,289,140公开了由冲压金属板形成的另外的滑环轨道。US3,182,217公开了一种挤出的滑环模块。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是提供一种滑环模块，其可以通过简单且直接的制造工艺制造，这允许具有不同滑动轨道几何形状的多种模块设计。在独立权利要求中描述了该问题的解决方案。从属权利要求涉及本专利技术的进一步改进。第一实施例涉及一种滑动轨道部件，其包括至少一个滑动轨道，并且优选地包括用于电连接滑动轨道的连接器，它们由单件制成。因此，滑动轨道部件具有单体结构。这至少意味着它形成了相同材料的单件。滑动轨道部件的这种单体结构优选地通过3D打印机经由3D打印过程来制造。这种3D打印过程可以是耗散多层材料以产生预定的三维结构的过程。这些过程可以是EBM、LEMS、SLM、SLS。电子束熔化(EBM)的方法包括选择性熔化过程，通过该过程，使用真空中的电子束逐层构建3D结构。在这种情况下，前体材料是金属粉末。电子束的定位由软件根据期望的设计来控制(这种基于3DCAD设计数据的软件控制是所有现代增材制造过程的固有属性)。对于激光工程化净成形(LENS)，应用高功率激光束。通过在根据3D结构确定的期望位置处局部使用喷嘴沉积金属粉末(纯金属或合金)，随后通过激光束熔化金属粉末。对于每层而言，沉积点以栅格工艺的形式形成线。该方法可用作增材制造工艺，用于生成新零件以及修复动作。在选择性激光烧结(SLS)中，激光在粉末内的特定位置处产生热量。然后，热量产生导致材料在该位置处烧结，从而凝固并形成连续的复杂结构。对于选择性激光熔化(SLM)，激光器也用于实现复杂的3D设计。然而，在这种情况下，激光能量导致金属粉末的熔化(而不仅仅是烧结)。主要是应用采用单个激光器的激光工艺。此外，针对复杂图案，组合较小和较高功率的激光器还存在双光束技术。优选地，3D打印结构的含义是包括多个薄材料层的结构，所述多个薄材料层通过模制、烧结和/或用任何其它电热或化学过程处理以形成这些层的单体主体。优选地，该材料是金属、导电材料或金属材料，其提供良好的电特性并且能够引导电流。进一步优选的是该材料具有良好的接触和/或良好的机械摩擦和/或良好的磨损特性，以提供这样的滑动表面，滑动电刷可在该滑动表面上滑动，具有长寿命和良好的接触特性，如低接触噪声和低接触电阻。连接器可以是用于插头和/或插座连接、焊接连接或螺钉连接的连接器。它还可以在滑动轨道和用于外部电连接的外部连接部位之间具有连接线部分。在另一实施例中，滑动轨道部件可包括至少两个滑动轨道。它还可包括至少一个连接器。优选地，滑动轨道是中空圆柱形或环形的主体，其限定外侧、内侧和中心轴线，环可以随后围绕该中心轴线旋转。滑动轨道优选地具有接触表面，用于与诸如丝刷或碳刷之类的滑动电刷接触。滑动轨道还具有相对的表面和两个侧表面。有两种基本的滑环几何形状。第一种是鼓型，第二种是盘型或碟型。优选地，在鼓型中，滑动轨道相对于旋转轴线轴向地布置，并且滑环模块具有圆柱形或鼓形形状，其中，滑动轨道在圆柱形鼓的外侧处具有其接触表面或滑动表面。在盘型中，滑动轨道相对于旋转轴线径向地布置，并且所有滑动轨道的滑动表面优选地指向相同的方向。优选地，至少一个连接器在与接触表面相对的侧部处连接。在鼓型滑动轨道中，连接器优选地在平行于中心轴线但在中心轴线之外的方向上从环的内侧突出。在鼓型滑动轨道中，连接器优选地在径向方向上从环的内侧突出。优选地，连接器具有伸长形状，最优选地为杆状。优选地，每个滑动轨道均具有至少一个连接器。在单个滑动轨道处可以有两个或更多个连接器，以改善电连接并降低欧姆电阻。也可以用单个连接器接触多个滑动轨道，但这在大多数应用中是不希望的，因为这会导致滑动轨道之间出现短路。另一个优选实施例包括一种滑动轨道部件，其具有多个滑动轨道，并且优选地具有连接器，它们通过至少一个支柱进一步互连。优选地，支柱位于滑动轨道的内侧处。支柱优选地彼此互连并与滑动轨道互连。环形滑动轨道、连接器和支柱形成单体件，其包括3D打印结构并且优选地由3D打印机制成。基本上，支柱是两个部件之间的机械连接，如滑动轨道之间的机械连接。优选地，在支柱与滑动轨道和/或连接器之间存在断裂部位，使得支柱可以在稍后的时间被移除。在另一实施例中，滑动轨道部件包括至少一个滑动轨道和至少一个连接器，从而形成包括3D打印材料的单件。在该实施例中，需要至少两种不同的3D打印材料。第一种3D打印材料具有金属导电特性并用于引导电流。该材料用于制造滑动轨道和连接器。第二种材料用于制造绝缘材料部件，因此应具有绝缘性能。优选使用塑料材料。这种塑料材料可以是环氧树脂、聚氨酯或任何其它合适的材料，以及这些材料与填料或其它材料的组合。通过在单个打印过程中打印整个滑环模块，提供用于产生刚性单体结构的上述支柱不是必需的。还优选的是至少一个滑动轨道具有保持结构，该保持结构可以稍后提供与绝缘主体的形状配合，以增加机械稳定性并将滑动轨道和绝缘主体牢固地保持在一起。保持结构可包括突出部和/或凹陷部。优选的是在滑动轨道的相对侧并且远离滑动表面而提供至少一个突出部和/或凹陷部。在另一实施例中，可以存在至少一个保持突出部，该至少一个保持突出部从远离滑动轨道的接触侧的侧部突出。在另一实施例中，至少一个滑动轨道可具有至少一个V形槽或多个V形槽，或任何其它结构形式，其允许引导接触电刷或减少电刷的磨损和摩擦。在另一实施例中，至少一个滑动表面具有微结构以增加接触性能。优选地，这种微结构通过3D打印工艺制造。另一实施例涉及一种制造滑环模块的方法。该方法包括以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单体式滑动轨道部件(100，101)，其包括：多个滑动轨道(110，120，130)，其具有中空圆柱形形状，所述中空圆柱形形状限定外侧、内侧和中心轴线；在所述滑动轨道的所述内侧处的多个支柱(111，121，131，112，122，132，113，123，133)；其中，所述支柱彼此互连以便以固定的空间关系保持所述滑动轨道，并且所述单体式滑动轨道部件(100，101)包括金属或导电材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.25 EP 16195609.91.一种单体式滑动轨道部件(100，101)，其包括：多个滑动轨道(110，120，130)，其具有中空圆柱形形状，所述中空圆柱形形状限定外侧、内侧和中心轴线；在所述滑动轨道的所述内侧处的多个支柱(111，121，131，112，122，132，113，123，133)；其中，所述支柱彼此互连以便以固定的空间关系保持所述滑动轨道，并且所述单体式滑动轨道部件(100，101)包括金属或导电材料。2.根据权利要求1所述的单体式滑动轨道部件(100，101)，其特征在于，所述单体式滑动轨道部件(100，101)包括已经模制、烧结或热连接在一起的多个层。3.根据权利要求1或2所述的单体式滑动轨道部件(100，101)，其特征在于，设置至少一个连接器(114，124，134)，用于电连接所述滑动轨道(110，120，130)中的至少一个，所述至少一个连接器(114，124，134)在平行于所述中心轴线但在所述中心轴线之外的方向上延伸。4.根据前述权利要求中任一项所述的单体式滑动轨道部件(100，101)，其特征在于，所述单体式滑动轨道部件(100，101)通过3D打印工艺制造。5.根据权利要求4所述的单体式滑动轨道部件(100，101)，其中所述3D打印工艺是EBM、LEMS、SLM、SLS中的任何一种。6.根据前述权利要求中任一项所述的单体式滑动轨道部件(100，101)，其中至少一个断裂部位(150)设置在所述支柱(113，123，133)中的至少一个与支柱和/或滑动轨道(110，120，130)和/或连接器(114，124，134)之间。7.根据前述权利要求中任一项所述的单体式滑动轨道部件(100，101)，其特征在于，所述滑动轨道(110，120，130)中的至少一个包括至少一个保持结构，所述至少一个保持结构包括至少一个凹陷部(160)或突出部(161)。8.根据前述权利要求中任一项所述的单体式滑动轨道部件(100，101)，其特征在于，所述滑动轨道(110，120，130)中的至少一个包括涂覆或镀覆或机加工的滑动表面(115)。9.根据前述权利要求中任一项所述的单体式滑动轨道部件(100，101)，其特征在于，所述滑动轨道(110，120，130)中的至少一个包括在滑动表面中的至少一个V形槽(170)。10.根据前述权利要求中任一项所述的单体式滑动轨道部件(100，101)，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·霍尔茨阿普费尔，
申请(专利权)人：史莱福灵有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE