[发明专利]用于滑环装置的电刷单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种电刷单元以及一种用于借助在彼此相对可旋转的部件之间的滑动触点传输电信号的滑环装置。在由可导电的材料构成的滑轨上有至少一个同样由可导电的材料构成的滑动触点滑动，所述滑动触点也称作电刷。通过在滑轨与电刷之间的电流接触可以传输电流。

背景技术

例如由DE 201 15 215 U1或还由US 4,583,797已知一种电刷单元，其中弹簧丝焊接在印刷电路板上。制造相对简单，其中精确定位各个电刷丝几乎是不可能的。此外，在持续负荷情况下的耐久性并不令人满意，因为随着时间的流逝焊接部位会开裂。

在EP 1 453 155 A2中公开了一种焊接在印刷电路板的正面的滑环电刷。通过在印刷电路板的背面引入焊料来试图获得大面积的焊接部位，该大面积的焊接部位就应当实现足够的机械强度。这种电刷单元的缺点在于，除了复杂的制造方法之外，由于电刷丝在印刷电路板上的接触长度大以及为了避免焊接部位上的横向力而仅能够实现U形电刷布置。由此两个电刷邻近地置于滑轨的彼此对置的部位上，这需要较大的安装空间并且仅能实现每个滑轨两个电刷。DE 101 58 381 B4公开了一种滑环传感器，其中将一个接触弹簧固定在印刷电路板上。在JP 2010-232139A中公开了一种此类装置，其中电刷丝焊接在金属化通孔中。

发明内容

本发明的目的在于，如此构成一种电刷单元以及一种滑环装置，以致它们也能够长期实现稳定的电刷固定以及可靠的触点接通。同时，该电刷单元以及该滑环装置应当可以简单且低成本地制造，以及具有高使用寿命和可靠性。此外，灵活的电刷布置和尤其是节省空间的V形电刷布置应当是可能的，其中还可以将多个电刷单元安装在一个滑环上。

该目的通过如权利要求1所述的设备得以实现。本发明有利的实施方式在从属权利要求中给出。

本发明的用于滑轨的电刷单元包括至少一个优选为印刷电路板的支承件。此外，所述电刷单元包括至少一个弹簧弓，它电气触点接通地和机械地固定在所述支承件上。所述弹簧弓优选由金属丝或者由金属扁平材料构成。对电刷单元的长期研究表明，既用于触点接通也用于机械固定电刷的焊接部位经常过早地失效。因此，本发明的电刷单元基于电气触点接通与机械固定的分离。

为此，所述支承件包括两个优选基本上平行的孔，所述孔保持一个弯曲的弹簧弓。在此，所述弹簧弓的弯曲的部分位于支承件的第一侧面上，而在支承件朝向滑轨或者朝向滑环模块的第二侧面上，弹簧弓形成至少一根接触弹簧，优选两根接触弹簧。所述弹簧弓在第一侧面上被电气触点接通。为此，所述弹簧弓与在支承件上的电导体例如导体电路焊接在一起。在支承件的第二侧面上不存在与弹簧弓的焊接连接。通过这样的布置，现在优选在支承件的第一侧面上通过一个优选为焊接部位的触点接通部位实现电气触点接通。另选地，所述触点接通部位还可以包括一个压入式触点。由滑轨产生的作用到接触弹簧上的力经由所述孔从支承件的第二侧面引入支承件。在接触弹簧与触点接通部位之间，在支承件的第一侧面上还存在一个用于触点接通焊接部位的机械卸载的弯曲部。在此，所述弯曲部是弹性元件。因此，接触弹簧的压力不会加载于焊接部位上，这导致使用寿命大大延长以及可靠性明显更高。通过将弹簧弓固定在两个孔中，还得到扭转预防措施，其使得可以吸收平行于支承件表面的扭矩而不给焊接部位加载负荷。所述触点接通部位以及尤其是触点接通焊接部位还可以是在所述孔中的金属化通孔，只要通过该孔的不是具有接触弹簧的弹簧弓的片段。此外优选的是，所述孔具有相应于弹簧弓直径的直径。为了能够实现所述弹簧弓良好的侧向引导，所述孔的直径应当不大于两倍直径，优选1.5倍和特别优选1.2或者1.1、1.05或1.01倍直径。

为了实现更好的引导或者固定，还可以将弹簧弓压入所述孔。为此，所述孔优选具有比弹簧弓的直径更小的直径。在这种情况下优选的是，所述孔的直径不大于0.95或0.9倍以及特备优选0.8倍弹簧弓直径。为了提高所述孔的稳定性，可以为所述孔配备金属化通孔。在这种情况下，所述金属化通孔优选具有机械支撑性能并强化所述孔。尽管所述金属化通孔用于改善与支承件的电气触点接通，所述电气触点接通主要还通过无机械负荷的焊接部位来实现。在由扁平材料构成的弹簧弓的情况下，还可以配备具有与所述扁平材料的横截面相应的横截面的凹部来代替孔。

在本发明的第一种变化方案中，所述弹簧弓具有一个带有两个端部的中间段，其中在各个端部设置具有连接的接触弹簧的弯曲部。

在本发明的另一个变化方案中，仅在所述中间段的一个端部设置具有连接的接触弹簧的弯曲部。