用于生产集电器接合弓形触点的方法.pdf

本发明涉及一种用于通过内含导电颗粒的粘合剂方式在用于集电器的弓形触点的碳带与金属安装件之间形成连接的方法。该方法的特点为粘合剂包含基于酚醛树脂且重量配比为40-50％的第一粘合剂组分，基于环氧树脂且重量配比为5-20％的第二粘合剂组分，及重量配比为40-50％的导电颗粒。

1.  一种用于通过内含导电颗粒的粘合剂方式在用于集电器的弓形触点的碳带与金属安装件之间形成连接的方法，其特征在于：所述粘合剂包含：
基于酚醛树脂且重量配比为40-50％的第一粘合剂组分，
基于环氧树脂且重量配比为5-20％的第二粘合剂组分，及
重量配比为40-50％的导电颗粒。

2.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述环氧树脂包含选自以下小组的至少两个组分的混合物：双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂和酚醛环氧树脂。

3.  根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述环氧树脂包含双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂和酚醛环氧树脂。

4.  根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述环氧树脂包含：重量配比为30-60％的双酚A环氧树脂、重量配比为10-40％的双酚F环氧树脂及重量配比为5-30％的酚醛环氧树脂。

5.  根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述环氧树脂包含：重量配比为40-50％的双酚A环氧树脂、重量配比为15-30％的双酚F环氧树脂及重量配比为10-20％的酚醛环氧树脂。

6.  根据前述权利要求中任何一项所述的方法，其特征在于：所述导电颗粒由铜构成。

7.  根据前述权利要求中任何一项所述的方法，其特征在于：添加作为添加剂的Fe₃O₄。

8.  根据前述权利要求中任何一项所述的方法，其特征在于：所述粘合剂包含重量配比为3-10％的添加剂。

9.  根据前述权利要求中任何一项所述的方法，其特征在于：所述粘合剂在30到40N/cm²的压力下固化。

10.  根据前述权利要求中任何一项所述的方法，其特征在于：所述粘合剂在80到200℃范围内的温度下，特别是在100到130℃范围内的温度下固化。

用于生产集电器接合弓形触点的方法
本发明涉及一种通过粘合剂的方式在集电器的弓形触点的金属安装件与碳带之间形成连接的方法。
技术背景和现有技术
用于在相对移动的电导体之间传输电流的弓形触点通常具有碳带和金属安装件。安装件和支撑件的目的主要是对碳带进行加固，否则，碳带强度将无法在运行过程中承受机械负荷。碳带通常夹紧在安装件内，或借助铆钉或螺栓或螺钉而与安装件连接。由于碳带的缺口效应的缘故，已知的机械连接对疲劳强度有影响，因此作为替代，使用了焊接连接或粘合剂连接而将碳带紧固到安装件上。例如，借助合成树脂层将碳带以钣金支撑件的形式接合到安装件上。将合成树脂涂设到碳带的下面，并且提前在碳带下边设置铜层以改善电流分布，并且将合成树脂涂设到钣金安装件上，将这些部件联接起来并且合成树脂层固化。可以借助嵌入粘合层内的金属粉末减小连接粘合层的电阻(DE2654264A1)。如果需要接合的碳带表面及安装件表面变得粗糙，涂上稀释粘合溶液，将导电颗粒涂设到至少一个粘合层上，并且将这些表面相互压紧及让粘合层固化，则可以进一步改善接合弓形触点的运行特性(EP0313880B1)。
发明摘要
凭借本发明的用于通过内含导电颗粒的粘合剂方式在用于集电器的弓形触点的碳带与金属安装件之间形成连接的方法，可以克服或至少减少现有技术的一个或多个缺点。该方法的特性为包括基于酚醛树脂且重量配比为40-50％的第一粘合剂组分，基于环氧树脂且重量配比为5-20％的第二粘合剂组分，及优选地为铜材料制成且重量配比为40-50％的导电颗粒。
本发明基于这样的发现：使用酚醛树脂和环氧树脂的混合物的粘合剂能够以特别高的工艺可靠性来生产弓形触点，此外，也改善了弓形触点的机械特性，比如，长期操作性能。特别是，可以对接合的碳带的侧边处增加的应力峰值进行补偿，因为使用了根据本发明的粘合剂的弹性特性得到了可观的改进。而且，190℃温度处的耐热性及在高于250℃的温度处的热稳定性得到改善(控制特性抗剪强度)。
因此，第一粘合剂组分为酚醛树脂。可以通过苯酚与乙醛的缩聚作用来合成酚醛树脂，且通常形成了热固性塑料(酚醛塑料)。第一粘合剂组分可以进一步包括对粘合剂特性进行稳定或调节的添加剂。
第二粘合剂组分为环氧树脂，即，通常具有两个末端环氧基团的聚醚。通过固化剂将环氧树脂转变为大分子塑料。通过多元醇或二羧酸对表氯醇进行转化而获得环氧树脂。根据本发明使用的环氧树脂也可以包含添加剂。
最后，塑料包含上述份量的导电颗粒，大部分导电颗粒为添加的金属粉末的形式。颗粒由比如铜、铁和铝组成，或作为镀银的铜颗粒的形式存在。粘合剂通常由上述组分制备，然后涂设和固化。
根据该方法的一个优选实现方式，环氧树脂包含选自以下小组的至少两个组分的混合物：双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂和酚醛环氧树脂。特别优选地，上述所有三个组分均作为环氧树脂的组成部分。环氧树脂特别地包 含重量配比为30-60％的双酚A环氧树脂、重量配比为10-40％的双酚F环氧树脂及重量配比为5-30％的酚醛环氧树脂。特别优选地，环氧树脂特别地包含重量配比为40-50％的双酚A环氧树脂、重量配比为15-30％的双酚F环氧树脂及重量配比为10-20％的酚醛环氧树脂。使用上述环氧树脂的混合物可以让接合后的弓形触点具有特别强的耐温性和高机械负荷耐受性。
此外，粘合剂可以包含重量配比为3-10％的添加剂。尤其是，可以添加Fe₃O₄以改善粘合剂的保存稳定性，尤其是如果粘合剂已经包含了作为另一种添加剂且用于在室温中固化的加速剂，则更是如此。这种已知的添加剂为比如SiO₂。有必要的话，可以通过添加溶剂或活性稀释剂来将粘合剂调节成一定黏度，从而在专门使用前容易处理。
优选地，粘合剂在30到40N/cm²的压力下和/或在80到200℃范围内的温度下、特别是在100到130℃范围内的温度下固化。上述条件能够制造出具有特高质量的接合弓形触点。
发明详述
现在将结合示例性实施例更详细地描述粘合剂的制备。
首先，在混合容器中处理第一粘合剂组分。为此，对重量配比为47％的酚醛树脂、重量配比为1的石墨粉末、重量配比为2的SiO₂颗粒及重量配比为50％的铜粉末进行混合。
然后将双酚A环氧树脂(低分子，占据第二混合物的重量配比为45％)、双酚F环氧树脂(低分子，占据第二混合物的重量配比为22％)及酚醛改性环氧树脂(占据第二混合物的重量配比为19％)的重量配比为15％的第二混合物加入重量配比为85％的第一混合物中。
借助刮刀将粘合剂涂设到铝安装件的粘合表面。粘合剂的涂设宽度通常恰恰小于带子的宽度，并且粘合剂的涂设量在0.1到0.2g/cm²的范围内。在连接工具中，在30到40N/cm²的压力下将碳带和铝安装件结合且在100到130℃的温度范围内固化大约11小时。