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DISPOSITIF DE TRANSMISSION DE COURANT POUR ARBRES TOURNANTS
L'invention a trait à un appareil électrique, et se réfère en particulier à des dispositifs conducteurs de courant pour des arbres à gran- de vitesse de rotation, tels que ceux employés dans des machines à souder, où il est nécessaire de réaliser une voie conductrice pour un courant de forte intensité, allant d'un organe stationnaire à un arbre tournant à gran- de vitesse.
Dans les machines à souder par cordons, l'électrode ;;.en forme. de disque, appelée molette tourne dans un palier, et le courant passe du pa- lier à l'arbre du disque. Le même palier doit'supporter la charge radiale appliquée sur l'arbre, quand le disque est mis sous pression en contact avec la pièce à souder. Cette pression radiale produit un contact entre l'arbre et le palier, et permet au courant de passer d'une pièce à l'autre. Cependant, la surface de contact entre l'arbre et le palier est seulement un contact li- néaire, et il en résulte une forte concentration du courant sur une surface de contact extrêmement étroite. Les pertes de chaleur résultantes accélèrent l'usure du palier et-de l'arbre, déjà provoquée par une-pression radiale.
Fi- nalement l'état du contact devient mauvais et le guidage de l'arbre. dans le palier n'est plus précis. Un renouvellement fréquent de la tige et du palier est nécessaire pour maintenir ce dernier dans,un état- de fonctionnement ap- proprié .
On connaît aussi un système de contact glissant comprenant des caractéristiques spéciales de conception pour faire passer le courant d'un organe stationnaire à un arbre en rotation, de manière à éliminer des pertes de courant nuisibles tout en permettant une rotation libre de l'arbre. Le dispositif a été utilisé pour transmettre un courant d'environ 150.000 ampè- res, de l'organe fixe au conducteur tournant, qui cependant avait une faible vitesse de rotation, à peu près 5 tours-par minute. Dans le dispositif de
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ladite application, le courant est amené de l'organe fixe au moyen de con- tacts en argent qui transmettent le courant à un arbre tournant en alliage de cuivre à haute conductibilité, dont la surface est plus dure que l'argent des contacts.
Habituellement un manchon de faible épaisseur en-alliage de cuivre dur à haute conductibilité est frétté sur l'arbre de cuivre qui amène le courant de forte intensité à la pièce en mouvement. On doit prendre grande,. soin de s'assurer qu'un bon contact est obtenu entre le manchon et l'arbre.
Un objet de la présente invention est de fournir un système de contact électrique comportant des caractéristiques de construction qui lui permettent de transmettre des courants de forte intensité à un arbre à gran- de vitesse de rotation, tournant à plus de 125 tours par minute.
Un autre objet est de fournir un dispositif pour transporter des courants de forte intensité d'un organe fixe à un organe tournant à gran- de vitesse, et qui supprime des pertes de courant nuisibles, tout en donnant de larges zones de contact entre des pièces'en mouvement, réduisant ainsi la résistance électrique et facilitant le transfert du courant.
L'invention concerne à cet effet un dispositif de transmission de courant pour arbre tournants comportant un organe conducteur fixe recevant l'arrivée de courant et supportant l'àrbre tournant caractérisé par un man- chon monté libre sur l'arbre, mais fixé de telle sorte qu'il tourne avec le- dit arbre, ledit manchon présentant une certaine élasticité pour permettre des modifications de dimensions nécessitées par les coefficients de dilata- tion et de contraction différents des matériaux constitutifs de l'arbre et du manchon, pour maintenir un bon contact électrique entre lesdits organes, le manchon étant appuyé sur l'arbre par au moins un segment conducteur éta- blissant un contact sous pression entre l'organe conducteur fixe et le man- chon,
cette disposition assurant un excellent contact électrique entre l'or-- gane conducteur fixe recevant l'arrivée de courant et 1'arbre tournant, ce qui permet de transmettre des courants de forte intensité à des arbres tour- nant à grande vitesse tout en supprimant les pertes de courant nuisibles.
L'invention concerne aussi une machine à souder par résistance comportant un arbre tournant, entraînant une électrode de soudure,machine à souder, caractérisée par ce que la transmission de courant de soudure depuis un organe conducteur fixé à l'arbre tournant s'effectue avec le dispositif conforme aux paragraphes précédents.
L'invention s'étend également à d'autres caractéristiques de construction et de fonctionnement qui vont être complètement décrits et par- ticulièrement indiqués dans la description, les dessins et le résumé ci-après.
Dans les dessins qui illustrent un exemple de l'invention et dans lesquels on emploie les mêmes repères pour désigner les pièces semblables.
La fig. 1 est une vue en élévation d'une machine à souder par résistance du type à soudure par cordon, qui comprend les améliorations de l'invention.
La-fig. 2 est une coupe de l'ensemble de la molette menée de la soudeuse de la fig. 1, montrant le système de contact électrique amélioré de l'invention, pour transmettre le courant de l'organe de support fixe, à l'ar- bre tournant de l'électrode.
La fig. 3 est une coupe transversale suivant ligne 3-3 de la fi- gure 2.
La fig. 4 est une élévation du manchon fendu, avec une partie en coupe.
La fig. 5 est une vue en élévation de l'extrémité du manchon fendu montré dans la figure 4.
Si l'on se réfère aux dessins qui montrent une application in- dustrielle 'de la présente invention, la machine à souder par résistance, du type à soudage par cordon est désignée dans son ensemble par 10, et se compo- se d'un châssis 11, d'une plaque d'assise 12, d'un bras ou support d'électrode
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inférieure.13 fixé'au châssis en 14,. et d'un bras supérieur 15, fixé d'une façon similaire au châssis en 16. Les machines à souder par résistance sont alimentées en courant électrique par une source de courant alternatif indiquée par les fils LI, L2 et à laquelle est connecté l'enroulement primaire 18 'de la machine, par les conducteurs 20 et 21.
Pour que l'alimentation du courant,' de la source de courant alternatif à l'enroulement primaire puisse être inter- rompue par l'opérateur, on interpose dans le circuit primaire, un dispositif d'interruption quelconque tel que l'interrupteur 22 dans le conducteur-21.
L'enroulement primaire 18 constitue un élément du transformateur de .soudure, qui se compose d'un noyau de fer 23, à haute perméabilité, et d'un roulement secondaire 24, formé d'une ou plusieurs spires d'une barre de cuivre d'épais- seur importante.
Le bras inférieur 13 supporte un carter 25, convenablement fixé au bras 13 par les boulons 27, par l'intermédiaire de la pièce 26. Le carter 25 renferme un arbre 28, que représente clairement la fig. 2 auquel est con- venablement fixé la molette inférieure 30, les dispositifs de support de l'arbre et le dispositif pour amener le courant du carter 25.à l'arbre, et par conséquent au disque fig. 2. Le disque d'électrode supérieure 31 est con- çu pour assurer le contact avec une pièce à souder telle que 28 interposée entre les disques 30 et 31 comme le montre la fig. 1, le disque-électrode supérieure étant supporté correctement par la pièce 32 fixée au bloc 33 et monté pour le mouvement vertical avec ledit bloc au moyen de la tête 34.
Cet- te dernière forme partie du bras fixe supérieur 15 et comprend la chambre de pression 35; où se trouve un piston non représenté, pour un mouvement alter= natif, destiné à faire monter et descendre le bloc 33, la pièce 32 et égale- ment le-disque d'électrode supérieure 31. Ce dernier peut être entraîné par le disque moteur 36 fixé sur l'arbre 37 et supporté par le bras 38 monobloc avec la pièce 32. A l'extrémité opposée de l'arbre 37 se trouve le pignon 40, claveté sur cet arbre et engrènant avec le pignon 41 claveté sur l'arbre ver- tical-42, guidé dans sa rotation par le support 43. Au moyen du pignon 44 sur l'arbre 42, qui engrène avec le pignon 45 entraîné par le moteur électri- que 46, le disque d'entraînement 36 entre en mouvement et tourne sur le dis- que électrode supérieure 31.
Le montage permet le mouvement de la pièce 32 dans une direction verticale, ce mouvement est nécessairement limité, puis= qu'il est seulement exigé que les disques électrodes s'écartent d'une faible. distance pour permettre de mettre en place entre ces disques, les pièces à souder. Un courant de forte intensité est amené à la pièce 32 par conducteur 47, qui est convenablement fixé à la pièce 32, et qui s'en va vers l'arrière de cette,pièce pour se raccorder à une borne du circuit secondaire 24. L'au- tre borne du circuit secondaire est connectée électriquement au bras'fixe in- férieur 13, de ce bras, le circuit passe par 26, le carter 25 et l'arbre 28, et arrive aux disques électrodes. La tête 34 est isolée convenablement du bras 15 par la bande isolante 48.
Si l'on se réfère plus particulièrement à la fig. 2, le carter 25 comprend un ensemble de plusieurs pièces annulaires comprenant la pièce annulaire 50, à laquelle est fixée la plaque frontale 51, au moyen des boulons de fixation 52. La deuxième pièce annulaire est désignée par 53 et est fixée sur 50 au moyen de boulons 54. Un couvercle terminal 55 est boulonné sur la des boulons 56 et le carter as'semblé 25 est convenablement sup- porté par la pièce 26, possédant un évidement circulaire-57 à son extrémité supérieure, s'ajustant sur le couvercle terminal 55, cette pièce 26 étant boulonnée sur la pièce 53 au moyen de goujons filetés 58 sur lesquels se vissent les écrous 59.
Un joint 60 en matériau isolant ou similaire est in- terposé entre le couvercle terminal 55 et l'évidement 57 aidant à isoler le couvercle terminal de la pièce 26 qui amène les courants de forte intensité au carter 25. A cet effet, un bon contact électrique doit exister entre les pièces 26 et 53, contact assuré par les goujons 58 et les écrous 59.
Les pièces 50, 53,,la plaque frontale-51 et le couvercle termi- nal 55 sont maintenus assemblés, du fait de leurs liaisons individuelles, et forment ainsi le carter tubulaire 25, dans lequel se trouve l'arbre 28, dont l'extrémité réduite dépasse de la plaque frontale 51. Cette extrémité
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reçoit le disque électrode 30 qui est fixé sur elle au moyen d'un écrou 61.
L'arbre est supporté par des roulements du type roulement à rouleaux, le roulement 62 ayant son logement dans la pièce 50 et le roulement 63 ayant son logement dans la pièce 53. Il est nécessaire d'isoler les roulements des pièces qui les supportent, afin qu'ils ne reçoivent pas de courant. Le rou- lement 62 est isolé de la pièce 50 au moyen de la pièce isolante 64. D'une manière à peu près similaire, le roulement 63 est isolé de la pièce 53 par la pièce isolante 65. A l'extrémité avant de l'arbre 28, adjacent au disque- électrode 30, se trouve un joint d'huile qui est monté dans la plaque fron- tale 51, sur un manchon joint 67, lui-même sur l'arbre 28.
À l'extrémité arrière de l'arbre 28, qui se trouve à l'intérieur du couvercle terminal 55, cette extrémité ayant un diamètre réduit, sont pré- vus deux joints pour l'huile, 68 et 69, montés dans le couvercle terminal 55 et sur le manchon d'étanchéité 70. Egalement à son extrémité arrière, l'ar- bre 28 est fileté pour recevoir un écrou 71 qui vient se visser sur lui, et permet de maintenir l'arbre monté sur ses roulements 62 et 63, dans le car- ter 25.
La partie médiane de l'arbre 25 est pourvue d'un manchon 72 en métal dur de faible conductibilité, par exemple de l'acier, qui est monté li- bre sur l'arbre 28, mais qui est cependant maintenu sur ce dernier au moyen de la vis 73, de telle sorte que le manchon tourne avec l'arbre. Le manchon 72 est fendu longitudinalement suivant la fente 74, allant d'une extrémité à l'autre du-manchon,- et faisant un certain angle par rapport à l'axe longi- tudinal. La raison de la fente dans le manchon est de permettre des contrac- tions ou dilatations différentes des matériaux constitutifs du manchon et de l'arbre. L'arbre 28 est de préférence en cuivre; le manchon 72 doit nécessai- rement être réalisé à partir d'un matériau un peu plus dur, comme par exem- ple l'acier, pour assurer les qualités de résistance et d'usure désirées.
Ces matériaux ayant des coefficients de dilatation et de contraction diffé- rents, il n'est pas possible de monter serré le manchon sur l'arbre en cui- vre. Le montage réalisé grâce à la fente dans le manchon permet à ce dérnier de s'ouvrir ou de se refermer.
Le manchon et l'arbre 28 entre les roulements étant à une cer- taine distance du carter 25, le passage du courant électrique, du carter à l'arbre ne peut se produire que grâce à des moyens prévus à cet effet, et qui se composent d'une multitude de segments 75 (fig. 3). Les segments entourent le manchon 72 et, en accord avec l'invention, sont élastiquement poussés dans deux directions perpendiculaires, une direction étant radiale, de telle sor- te que les segments soient en contact avec le manchon 72, et l'autre direc- tion étant axiale, pour maintenir les segments en contacts avec la surface de contact formée sur la pièce 53.
Les segments sont supportés d'une maniè- re flottante, au moyen de plusieurs aiguilles 76, vissées en 77 dans la pièce 53, de façon à s'étendre vers l'avant depuis la face de contact plane formée sur la pièce 53, dans une direction parallèle à l'axe longitudinal de l'arbre 28. Chaque segment possède une paire d'ouvertures longitudinales 78 et les tiges 76 passent par ces ouvertures, dont le diamètre est un peu plus grand, permettant ainsi- le mouvement flottant des segments; ils peuvent ainsi s'a- dapter à toute irrégularité de surface dans le manchon, et compenser l'usure normale des pièces, et le jeu normal qui peut exister dans les roulements.,.
Les segments peuvent être entièrement formés d'argent, de fagon à assurer une bonne conductibilité lors du passage des courants de forte in- tensité, de la pièce 53 à l'arbre 28 où, comme dans les dessins, les segments peuvent être en cuivre ayant un mince recouvrement d'argent sur leur surface intérieure, comme représenté en 80. Il peut être d'ailleurs désirable de pour- voir les recouvrements d'argent 80 derainures de graissage, comme celles re- présentées par 81. Les éléments de guidage pour chaque segment sont fournis par une goupille 83 fixée au segment, et qui sort de celui-ci vers l'arrière pour s'engager dans la fente 84 qui a une direction radiale dans la face de contact de la pièce 53.
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Les tiges 76 sont pourvues de ressorts spiraux 85', en-montage télescopique avec elle et qui sont maintenus sur ces tiges par la tête'86.
Une rondelle 87 se trouve à chaque extrémité d'un ressort 85 et l'on voit que le ressort est monté sur les tiges 76, de façon à exercer une pression élastique axiale des segments sur la face de contact de la pièce 53, mainte- nant ainsi un bon contact électrique de ces segments et de cette face de contact. D'autres ressorts spiraux 88, maintenus chacun par une capsule 90 sont destinés à pousser élastiquement les segments en direction radiale. Une tige 91 se trouve à l'intérieur de chaque ressort; cette tige, à son extré- mité voisine du segment est pourvue d'une tête 92 directement en contact a- vec le segment, ce dernier possèdant à cet effet une surface plane indiquée par 93.
L'action des re.ssorts radiaux 88 consiste.à presser les têtes 92 de leurs tiges contre les segments, et, cette pression se produisant radiale- ment, les segments sont élastiquement poussas radialement, pour maintenir la pression de contact entre les segments et.'le manchon 72.
De ce qui précède, on voit que les pressions axiale et radiale exercées sur le disque-électrode inférieure 30 sont supportées par l'arbre 28, convenablement guidé et supporté par les roulements 62 et 63. Les seg- ments 75 ne subissent aucune réaction due à ces pressions exercées sur le disque. Les segments sont maintenus à tout instant en pression'de contact avec le carter 25 et le manchon 72, pièce constitutive de l'arbre 28, de fa- çon à réaliser une voie de grande conductibilité pour le passage de courants de forte intensité, du carter à l'arbre, qui fonctionne efficacement, malgré les grandes vitesses de rotation envisagées pour l'arbre 28.
Il est possible que l'arbre 28 tourne à des vitesses de plus de 125 tours par minute, et le courant de forte intensité sera efficacement amené à l'arbre sans effet nui- sible notable, en ce qui concerne l'état des surfaces, même après que l'arbre a effectué plusieurs milliers de tours. On notera que les segments sont écar- tés les uns des autres et sont séparés par des intervalles parallèles à l'axe de l'arbre. Ces intervalles sont destinés à recueillir toute particule métal- lique qui peut se.produire au cours de fonctionnement. De cette manière, les particules métalliques ne peuvent se coller sur l'arbre ou les segments, évi- tant ainsi une usure excessive qui se produirait autrement.
Il est désirable de refroidir l'arbre tournant et également de maintenir les pièces du présent système de contact immergées dans l'huile.
Pour refroidir l'arbre, ce dernier est pourvu d'un orifice central, indiqué par-95, s'étendant longitudinalement par rapport à celui-ci, et dans lequel se trouve le tuyau d'amenée de liquide 96. Le liquide de refroidissement est fourni au tuyau 96 au moyen du raccord fileté extérieur 97, et, une ouvertu- re de décharge appropriée est ménagée dans le couvercle terminal 53, pour. drainer le liquide qui s'accumule dans ce couvercle. L'ouverture-98 fait fonc- tion de drain pour le liquide de refroidissement qui peut s'accumuler entre les joints 68 et 69.
Le nombre 100 représente un réservoir d'huile ayant un couvercle 101, le réservoir étant fixé convenablement par le raccord 102 se vissant dans*la pièce 50, pour fournir un passage à l'intérieur de la pièce, de telle sorte que l'huile contenue dans le réservoir peut être amenée aux pièces mobiles logées dans le carter 25.103 représente un tube d'aération pour le réservoir d'huile, puisque le réservoir doit être maintenu à.peu près plein, pour maintenir les pièces du présent dispositif de contact complète- ment immergées dans l'huile, par exemple de l'huile de ricin ou un lubrifiant similaire.
L'invention ne doit pas être limitée à des détails de construc- tion ou par des détails de construction de l'exemple particulier de.cette in- vention représenté par les dessins; de nombreuses autres formes du dispositif apparaîtront naturellement aux techniciens, sans pour cela s'écarter de l'é- tendue de l'invention.... -
REVENDICATIONS.
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CURRENT TRANSMISSION DEVICE FOR ROTATING SHAFTS
The invention relates to an electrical apparatus, and in particular refers to current-conducting devices for high-speed shafts, such as those used in welding machines, where it is necessary to provide a track. conductive for a high current, going from a stationary member to a shaft rotating at high speed.
In cord welding machines, the electrode ;;. Shaped. disc, called a thumbwheel, rotates in a bearing, and current flows from the bearing to the disc shaft. The same bearing must support the radial load applied to the shaft, when the disc is pressurized in contact with the workpiece. This radial pressure produces contact between the shaft and the bearing, and allows current to flow from one part to another. However, the contact area between the shaft and the bearing is only linear contact, and the result is a high concentration of current over an extremely narrow contact area. The resulting heat loss accelerates bearing and shaft wear, already caused by radial pressure.
Finally, the state of the contact becomes bad and the guiding of the shaft. in the bearing is no longer precise. Frequent renewal of the stem and the bearing is necessary to maintain the latter in proper working condition.
Also known is a sliding contact system comprising special design features for passing current from a stationary member to a rotating shaft, so as to eliminate harmful current losses while allowing free rotation of the shaft. The device was used to transmit a current of about 150,000 amps, from the stationary member to the rotating conductor, which however had a low speed of rotation, about 5 revolutions per minute. In the device of
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said application, the current is supplied from the stationary member by means of silver contacts which transmit the current to a rotating shaft made of high conductivity copper alloy, the surface of which is harder than the silver of the contacts.
Usually a thin, high conductivity hard copper alloy sleeve is frictioned on the copper shaft which brings the high current to the moving part. We must take big ,. take care to ensure that good contact is obtained between the sleeve and the shaft.
An object of the present invention is to provide an electrical contact system having construction features which enable it to transmit high current to a high rotational speed shaft rotating at more than 125 revolutions per minute.
Another object is to provide a device for conveying high intensity currents from a stationary member to a member rotating at high speed, and which eliminates harmful current losses, while giving large areas of contact between parts. 'in motion, reducing electrical resistance and facilitating current transfer.
To this end, the invention relates to a current transmission device for a rotating shaft comprising a fixed conductor member receiving the current input and supporting the rotating shaft characterized by a sleeve mounted freely on the shaft, but fixed in such a way. so that it rotates with said shaft, said sleeve exhibiting a certain elasticity to allow modifications of dimensions required by the coefficients of expansion and contraction different from the constituent materials of the shaft and of the sleeve, to maintain a good electrical contact between said members, the sleeve being supported on the shaft by at least one conductive segment establishing contact under pressure between the fixed conductive member and the sleeve,
this arrangement ensuring excellent electrical contact between the stationary conductor organ receiving the incoming current and the rotating shaft, which makes it possible to transmit high intensity currents to shafts rotating at high speed while eliminating harmful current losses.
The invention also relates to a resistance welding machine comprising a rotating shaft, driving a welding electrode, a welding machine, characterized in that the transmission of welding current from a conductive member fixed to the rotating shaft takes place with the device in accordance with the preceding paragraphs.
The invention also extends to other features of construction and operation which will be fully described and particularly indicated in the following description, drawings and summary.
In the drawings which illustrate an example of the invention and in which the same references are used to designate similar parts.
Fig. 1 is an elevational view of a bead weld type resistance welding machine which incorporates the improvements of the invention.
The-fig. 2 is a section through the assembly of the driven wheel of the welder of FIG. 1, showing the improved electrical contact system of the invention for transmitting current from the stationary support member to the rotating shaft of the electrode.
Fig. 3 is a cross section taken on line 3-3 of Figure 2.
Fig. 4 is an elevation of the split sleeve, with part in section.
Fig. 5 is an elevational view of the end of the split sleeve shown in Figure 4.
Referring to the drawings which show an industrial application of the present invention, the resistance welding machine of the bead welding type is denoted as a whole by 10, and consists of a frame 11, a base plate 12, an arm or electrode support
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lower. 13 fixed to the frame at 14 ,. and an upper arm 15, fixed in a similar fashion to the frame at 16. The resistance welding machines are supplied with electric current by an alternating current source indicated by the wires LI, L2 and to which the electric current is connected. primary winding 18 'of the machine, by conductors 20 and 21.
In order that the supply of current from the alternating current source to the primary winding can be interrupted by the operator, some interrupting device such as switch 22 is interposed in the primary circuit. the driver-21.
The primary winding 18 constitutes an element of the welding transformer, which consists of an iron core 23, with high permeability, and a secondary bearing 24, formed of one or more turns of a copper bar. of significant thickness.
The lower arm 13 supports a casing 25, suitably fixed to the arm 13 by the bolts 27, through the part 26. The casing 25 contains a shaft 28, which is clearly shown in FIG. 2 to which are suitably attached the lower roll 30, the shaft support devices and the device for supplying the current from the housing 25 to the shaft, and consequently to the disc FIG. 2. The upper electrode disc 31 is designed to make contact with a workpiece such as 28 interposed between the discs 30 and 31 as shown in FIG. 1, the upper disc-electrode being correctly supported by the part 32 fixed to the block 33 and mounted for vertical movement with said block by means of the head 34.
The latter forms part of the upper fixed arm 15 and comprises the pressure chamber 35; where there is a piston (not shown), for an alternating = native movement, intended to make the block 33, the part 32 and also the upper electrode disc 31 go up and down. The latter can be driven by the motor disc 36 fixed on the shaft 37 and supported by the arm 38 in one piece with the part 32. At the opposite end of the shaft 37 is the pinion 40, keyed on this shaft and meshing with the pinion 41 keyed on the shaft vertical-42, guided in its rotation by the support 43. By means of the pinion 44 on the shaft 42, which meshes with the pinion 45 driven by the electric motor 46, the drive disc 36 comes into motion and turns on the upper electrode disc 31.
The assembly allows movement of the part 32 in a vertical direction, this movement is necessarily limited, then = it is only required that the electrode discs deviate a little. distance to allow the parts to be welded to be placed between these discs. A high current is supplied to part 32 by conductor 47, which is suitably fixed to part 32, and which goes towards the rear of this part to connect to a terminal of the secondary circuit 24. L The other terminal of the secondary circuit is electrically connected to the lower fixed arm 13, from this arm the circuit passes through 26, the housing 25 and the shaft 28, and arrives at the electrode discs. The head 34 is suitably isolated from the arm 15 by the insulating strip 48.
If reference is made more particularly to FIG. 2, the housing 25 comprises a set of several annular parts comprising the annular part 50, to which the face plate 51 is fixed, by means of the fixing bolts 52. The second annular part is designated by 53 and is fixed on 50 by means of bolts 54. An end cover 55 is bolted to the one of the bolts 56 and the assembled housing 25 is suitably supported by the part 26, having a circular recess-57 at its upper end, fitting over the end cover. 55, this part 26 being bolted to the part 53 by means of threaded studs 58 onto which the nuts 59 are screwed.
A gasket 60 of insulating material or the like is interposed between the end cover 55 and the recess 57 helping to isolate the end cover from the part 26 which brings the high current to the housing 25. For this purpose, a good contact. electrical connection must exist between parts 26 and 53, contact ensured by studs 58 and nuts 59.
The parts 50, 53,, the faceplate-51 and the end cover 55 are held together, due to their individual connections, and thus form the tubular housing 25, in which the shaft 28 is located, of which the shaft 28 is located. reduced end protrudes from the faceplate 51. This end
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receives the electrode disc 30 which is fixed to it by means of a nut 61.
The shaft is supported by bearings of the roller bearing type, the bearing 62 having its housing in the part 50 and the bearing 63 having its housing in the part 53. It is necessary to isolate the bearings from the parts which support them, so that they do not receive current. Bearing 62 is isolated from part 50 by means of insulator 64. In much the same manner, bearing 63 is isolated from part 53 by insulator 65. At the front end of the part. The shaft 28, adjacent to the electrode disc 30, is an oil seal which is mounted in the face plate 51, on a joint sleeve 67, itself on the shaft 28.
At the rear end of the shaft 28, which is inside the end cover 55, this end having a reduced diameter, there are two oil seals, 68 and 69, mounted in the end cover. 55 and on the sealing sleeve 70. Also at its rear end, the shaft 28 is threaded to receive a nut 71 which is screwed onto it, and makes it possible to keep the shaft mounted on its bearings 62 and 63. , in housing 25.
The middle part of the shaft 25 is provided with a sleeve 72 of hard metal of low conductivity, for example steel, which is freely mounted on the shaft 28, but which is however held on the latter at the same time. means of the screw 73, so that the sleeve rotates with the shaft. The sleeve 72 is split longitudinally along the slot 74, going from one end of the sleeve to the other, and making an angle with respect to the longitudinal axis. The reason for the slot in the sleeve is to allow different contractions or expansions of the constituent materials of the sleeve and the shaft. The shaft 28 is preferably made of copper; the sleeve 72 must necessarily be made from a somewhat harder material, such as steel, for example, to provide the desired strength and wear qualities.
Since these materials have different expansion and contraction coefficients, it is not possible to fit the sleeve tightly to the copper shaft. The assembly made through the slot in the sleeve allows this last to open or close.
The sleeve and the shaft 28 between the bearings being at a certain distance from the casing 25, the passage of electric current from the casing to the shaft can only occur by means of means provided for this purpose, and which take place. consist of a multitude of segments 75 (fig. 3). The segments surround sleeve 72 and, in accordance with the invention, are resiliently urged in two perpendicular directions, one direction being radial, such that the segments contact sleeve 72, and the other direct. tion being axial, to keep the segments in contact with the contact surface formed on the part 53.
The segments are supported in a floating manner, by means of several needles 76, screwed at 77 in the part 53, so as to extend forwardly from the planar contact face formed on the part 53, in. a direction parallel to the longitudinal axis of the shaft 28. Each segment has a pair of longitudinal openings 78 and the rods 76 pass through these openings, the diameter of which is somewhat larger, thus allowing the floating movement of the segments. ; they can thus adapt to any surface irregularity in the sleeve, and compensate for the normal wear of the parts, and the normal play which may exist in the bearings.,.
The segments may be formed entirely of silver, in order to ensure good conductivity when passing high currents, from part 53 to shaft 28 where, as in the drawings, the segments may be made of copper. having a thin covering of silver on their interior surface, as shown at 80. It may be desirable, moreover, to provide the silver covers 80 with grease grooves, such as those shown at 81. The guide members for each segment are provided by a pin 83 fixed to the segment, and which exits therefrom rearwardly to engage in the slot 84 which has a radial direction in the contact face of the part 53.
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The rods 76 are provided with spiral springs 85 ', telescopically in-mounting with it and which are held on these rods by the head '86.
A washer 87 is located at each end of a spring 85 and it can be seen that the spring is mounted on the rods 76, so as to exert an axial elastic pressure of the segments on the contact face of the part 53, maintaining thus providing good electrical contact of these segments and of this contact face. Other spiral springs 88, each held by a capsule 90, are intended to elastically push the segments in the radial direction. A rod 91 is located inside each spring; this rod, at its end close to the segment, is provided with a head 92 directly in contact with the segment, the latter having for this purpose a flat surface indicated by 93.
The action of the radial springs 88 consists in pressing the heads 92 of their rods against the segments, and, this pressure occurring radially, the segments are elastically pushed radially, to maintain the contact pressure between the segments and the sleeve 72.
From the foregoing, it can be seen that the axial and radial pressures exerted on the lower disc-electrode 30 are supported by the shaft 28, suitably guided and supported by the bearings 62 and 63. The segments 75 do not undergo any due reaction. to these pressures exerted on the disc. The segments are maintained at all times in contact pressure with the housing 25 and the sleeve 72, constituting part of the shaft 28, so as to provide a highly conductive path for the passage of high intensity currents, shaft housing, which operates efficiently, despite the high rotational speeds envisaged for shaft 28.
It is possible that the shaft 28 rotates at speeds in excess of 125 revolutions per minute, and the high current will be effectively supplied to the shaft without noticeable detrimental effect as regards the condition of the surfaces. even after the tree has made several thousand turns. Note that the segments are spaced from each other and are separated by intervals parallel to the axis of the shaft. These intervals are intended to collect any metal particles which may occur during operation. In this way, the metal particles cannot stick to the shaft or the segments, thus avoiding excessive wear that would otherwise occur.
It is desirable to cool the rotating shaft and also to keep the parts of the present contact system submerged in oil.
To cool the shaft, the latter is provided with a central orifice, indicated by -95, extending longitudinally with respect to the latter, and in which the liquid inlet pipe 96 is located. is supplied to the pipe 96 by means of the external threaded fitting 97, and, a suitable discharge opening is made in the end cover 53, for. drain the liquid that collects in this cover. The opening-98 acts as a drain for the coolant which can accumulate between the seals 68 and 69.
The number 100 represents an oil reservoir having a cover 101, the reservoir being suitably secured by the fitting 102 threading into the part 50, to provide a passage inside the part, so that the oil contained in the tank can be brought to the moving parts housed in the crankcase 25.103 represents an aeration tube for the oil tank, since the tank must be kept nearly full, to keep the parts of the present contact device complete - immersed in oil, for example castor oil or a similar lubricant.
The invention should not be limited to details of construction or to details of construction of the particular example of this invention shown by the drawings; many other forms of the device will naturally appear to technicians, without departing from the scope of the invention .... -
CLAIMS.
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