[发明专利]智能石墨装置

说明书

一种石墨材料装置(1)，其中，该石墨材料装置的内部和/或外部设置有至少一个导电图案(2)和/或至少一个传感器(2)，并且其中，该石墨材料装置用作碳刷、制动盘、衬套和轴承中的任何一种。

技术领域

本文档涉及智能石墨装置。

更具体地，本披露涉及设置有导电图案和/或传感器的石墨装置及其用途。

背景技术

包括石墨的装置被用于许多不同的技术中。通常，这些装置用作消耗件或磨损件，比如电气应用中的碳刷、车辆中的制动盘、以及衬套和轴承。

在一些应用中，需要能够监测例如石墨装置的磨损量和影响这些装置的质量和利用率的其他参数。

在US 7877216 B2中，描述了一种制动系统，比如制动盘，该制动系统具有嵌入在制动器的摩擦材料内的传感器磨损材料。

需要能够向比如制动盘以及其他消耗件和磨损件等装置提供监测可能性，以改善和监测这些装置的安全性、持续时间和寿命。

发明内容

本披露的目的是提供一种改进的石墨装置，该石墨装置消除或减轻了现有技术的石墨装置的至少一些缺点。

该目的全部或部分地通过根据所附独立权利要求的石墨装置和方法来实现。在所附从属权利要求以及以下的说明书和附图中阐述了实施例。

根据第一方面，提供了一种石墨材料装置，其中，该石墨材料装置的内部和/或外部设置有至少一个导电图案和/或至少一个传感器。

通过直接为石墨装置设置导电图案和/或传感器，可以实现对石墨材料装置的特性的容易且可靠的监测。可以监测的特性例如是磨损量、温度、振动、剪切力、摩擦力和电损耗等。这些特性可以通过由导电图案或传感器提供的信号直接测量，或者基于这些信号进行计算。这样可以通过提供装置(比如碳刷和制动盘)的实时状态而不是仅仅指示这些装置何时例如磨损至不可用来提供监测这些装置的更加数字化的方式。这确保了不同类型的电机和车辆的安全操作，并且简化了对结合有这些装置的电机和车辆的维修。例如可以在例如碳刷磨损至不可用之前较长的时间将信号发送到维修功能，从而使电机因碳刷不均匀磨损而达到不期望的静止状态或损坏的风险降到最低。这也可以用在车辆中，其中信号可以直接发送到维修设施。进而，这可以带来巨大的经济收益，因为降低了对这些备件进行存储的需求，并且以更高效的方式提供维修和修理操作。

该至少一个导电图案和/或至少一个传感器可以设置在所述装置的表面的至少一部分上或集成到所述装置的表面的至少一部分中，并且该至少一个导电图案和/或至少一个传感器可以通过蚀刻到所述表面的至少一部分中或印刷到所述表面的至少一部分上而被集成到所述装置中。

通过将导电图案或传感器集成到装置中，提供了不包含可能损害装置的功能的任何可移除零件的稳健的装置。进一步地，可以容易地使导电图案或传感器的集成成为生产过程的一部分，这允许以高效且经济的方式来制造装置。

可替代地，至少一个导电图案和/或至少一个传感器可以附接到所述表面的至少一部分。

通过“附接至”指例如使用粘合剂或热熔或其他附接手段将导电图案或传感器施加到装置。导电图案可以例如已经被印刷或蚀刻到附接到装置的表面或侧面的聚合物板或其他材料中。其他传感器(比如高电阻导线)可以例如通过使用粘合剂或其他类型的固定附接件而附接到该装置。

根据又一替代方案，该至少一个导电图案和/或至少一个传感器可以被设置在该装置的内部。

这意味着可以已通过装置中的钻孔来设置导电图案或传感器，或者分至少两个部分制造装置，并且在连接这些部分时导电图案或传感器布置在装置的面向内的表面上。

该至少一个导电图案可以是电路板。