滑环模块的制作方法

本发明涉及根据权利要求1的滑环模块。滑环单元一般包括通常充当转子的滑环模块和充当定子的另一组件。定子通常包括至少一个刷单元，而转子或滑环模块通常具有一系列滑环。在运行中，刷单元的刷通常与旋转滑环的外侧以滑动方式接触。这种滑环单元在许多中适用，以将电信号或电功率从位置固定的电气单元传递到转动的电气单元上或者沿相反方向传递。

背景技术：

1、公开文献wo 2019/141351公开了一种用于制造滑环模块的方法，其中首先通过增材制造方法由相同材料制造能导电的元件以及套筒。将电绝缘材料置入套筒中，电绝缘材料然后被热固化。此后至少部分地移除套筒。

技术实现思路

1、本发明的基本的目的是创建一种滑环模块，其允许简单和经济的制造并且例如在快速数据传输方面具有高质量。

2、根据本发明，该目的通过权利要求1的特征来实现。该滑环模块包括介电载体本体和多个导电元件，其中，介电载体本体的材料包括陶瓷材料，其中，借助于增材方法制造滑环模块，使得多个导电元件各自一件式地构造并且各自具有第一区域和第二区域，第一区域设计为滑环，第二区域设计为连接导体，并且介电载体本体具有接片，在接片之间设有空腔。

3、因此，滑环模块包括多个导电元件以及内嵌有导电元件的介电载体本体。介电载体本体的材料包括陶瓷的、尤其无机的材料。滑环模块借助于增材方法制造，使得多个导电元件各自一件式地构造。导电元件各自具有设计为滑环的第一区域和设计为连接导体的第二区域。介电载体本体具有接片，空腔位于接片之间。

4、可以将一体式导电元件的如下区域限定为连接导体，该区域用于将电信号或电功率传导至滑动接触件的自身区域或传导至滑环(或离开滑环)。连接导体各自构造或者与包围连接导体的接片刚性或坚固地结合。在传统的滑环模块中，电连接的这种功能通常通过柔性绞合线来实现。

5、陶瓷材料占介电载体本体的总质量的份额有利地为至少80％，特别是至少90％，有利地为至少95％。

6、用于制造滑环模块的增材方法还能被称为3d(三维)打印方法，特别是多材料3d打印方法。

7、滑环模块可以是柱形滑环单元的构件，其中定子元件在外侧与滑环模块的滑环以滑动方式接触。滑环于是具有尤其外置的围绕轴线的侧表面。

8、但是，滑环模块可选地还能设计用于盘式滑环单元，其中定子元件在端侧与滑环以滑动方式接触。

9、在通过增材方法制造滑环之后，还能可选地对滑环进行覆层，尤其以贵金属覆层。

10、滑环模块特别良好地适合于传输电功率和/或电信号，即适合于传输信息。特别地，可以通过滑环模块以相对简单的方式传输高频信号。

11、可以将术语“空腔”理解为闭合的或敞开的空腔。此外，接片可以面状地构造，例如设计为壁，或者杆形地构造。特别地，接片在此是刚性结构物。

12、在本发明的另一设计方案中，导电元件的材料包括银。银占导电元件的总质量的份额有利地为至少80％，特别是至少90％，有利地为至少95％。可选地，导电元件的材料还可以包括铜。因此，铜占导电元件的总质量的份额有利地为至少80％，特别是至少90％，有利地为至少95％。

13、有利地，在滑环模块的横截面中，连接导体被介电载体本体的接片包围。因此可以说介电载体本体的空腔由导电元件的材料填充。

14、介电载体本体的接片有利地设计为，使得接片在滑环模块的横截面中具有环绕的形状。在这种构造中，接片界定内置的空腔。因此，载体本体可以具有多边形、尤其规则的多边形的形状。例如，载体本体可以具有设置成蜂窝形状的接片，使得接片因此界定具有六边形作为底面的棱柱形空腔。接片还可以设计为使得其具有圆形横截面。可选地，载体本体还能设计为具有敞开的和/或闭合的孔的多孔本体。

15、在本发明的另一设计方案中，滑环模块具有至少两个连接导体，其中在滑环模块的横截面中在至少两个连接导体之间设置有空腔。

16、空腔有利地设置在两个设计为滑环的第一区域之间。

17、在此，可以在两个连接导体之间或在两个滑环之间分别还设置接片，使得两个连接导体或两个滑环不直接邻接于位于其之间的相关的空腔。

18、介电载体本体的材料有利地包括玻璃陶瓷材料。因此术语“陶瓷材料”也应被理解为与玻璃陶瓷组相关的材料，即尤其由多晶相和玻璃相构成的材料。例如，介电载体本体的材料可以包括氧化铝、氧化硅或氮化硅。

19、滑环模块尤其设计为，使得多个导电元件中的至少一个导电元件和介电载体本体设置在滑环模块的同一横截面内。该设计方案通过增材制造方法生成，其中两种不同的材料(即用于导电元件的材料和用于介电载体本体的材料)被印制在滑环模块的一层或一个横截面内。多个导电元件以及介电载体本体有利地同时被烧结在一起。为此有利的是：用于导电元件的材料包括银并且用于介电载体本体的材料包括玻璃陶瓷。在这种组合中，可以设定合适的烧结温度，而不会损坏任何部件之一。

20、有利地，滑环模块还具有用作为轴承座的构件，该构件同样在增材方法期间被制成。为了简化工艺，构件的材料可以与导电元件的材料相同。该构件还能同时与载体本体一起被烧结。

21、本发明的有利的设计方案在从属权利要求中得出。

22、根据本发明的滑环模块的其他的细节和优点根据附图从实施例的以下描述中得出。

技术特征：

1.一种滑环模块，包括介电载体本体(13)和多个导电元件(1-12)，其中，所述介电载体本体(13)的材料包括陶瓷材料，其中，

2.根据权利要求1所述的滑环模块，其中，所述滑环(1.1，2.1，3.1、4.1，5.1，6.1，7.1，8.1，9.1，10.1，11.1，12.1)具有外置的环绕的侧表面(s)。

3.根据权利要求1或2所述的滑环模块，其中，所述导电元件(1-12)的材料包括铜或银。

4.根据前述权利要求中任一项所述的滑环模块，其中，所述连接导体(1.2，2.2，3.2，4.2，5.2，6.2，7.2，8.2，9.2，10.2，11.2，12.2)被所述介电载体本体(13)的接片(13.1)包围。

5.根据前述权利要求中任一项所述的滑环模块，其中，所述介电载体本体(13)的所述接片(13.1)设计用于，使得所述接片在所述滑环模块的横截面中具有环绕的形状，以使接片(13.1)界定内置的空腔(13.2)。

6.根据权利要求5所述的滑环模块，其中，所述接片(13.1)构造用于使得所述接片具有尤其规则的多边形的形状。

7.根据前述权利要求中任一项所述的滑环模块，其中，在所述滑环模块的横截面中，在两个连接导体(1.2，2.2，3.2，4.2，5.2，6.2，7.2，8.2，9.2，10.2，11.2，12.2)之间设有空腔(13.2)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的滑环模块，其中，在两个设计为滑环(1.1，2.1，3.1、4.1，5.1，6.1，7.1，8.1，9.1，10.1，11.1，12.1)的第一区域(a)之间设有空腔(13.2)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的滑环模块，其中，所述介电载体本体(13)的材料包括玻璃陶瓷材料。

10.根据前述权利要求中任一项所述的滑环模块，其中，所述滑环模块构造用于使得所述多个导电元件(1-12)中的至少一个导电元件和所述介电载体本体(13)设置在同一个横截面内。

11.根据前述权利要求中任一项所述的滑环模块，其中，所述多个导电元件(1-12)和所述介电载体本体(13)同时被烧结在一起。

12.根据前述权利要求中任一项所述的滑环模块，其中，所述滑环模块还具有用作为轴承座的构件(14，15)，所述构件同样在所述增材方法期间被制成。

技术总结
本发明涉及一种滑环模块，其包括介电载体本体(13)和多个导电元件(1至12)。介电载体本体(13)的材料包括陶瓷材料。借助于增材方法制造滑环模块，使得多个导电元件(1至12)各自一件式地构造并且各自具有第一区域(A)和第二区域(B)，第一区域设计为滑环(1.1，2.1，3.1、4.1，5.1，6.1，7.1，8.1，9.1，10.1，11.1，12.1)，第二区域设计为连接导体(1.2，2.2，3.2，4.2，5.2，6.2，7.2，8.2，9.2，10.2，11.2，12.2)。介电载体本体(13)具有接片(13.1)，在接片之间设有空腔(13.2)。

技术研发人员：福尔克尔·韦伯,京特·绍佩尔
受保护的技术使用者：约翰内斯.海德汉博士有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27