Einrichtung zur Übertragung von elektrischen Spannungen, vorzugsweise hochfrequenten Spannungen, von einem rotierenden auf einen festen Leiter oder umgekehrt. Zur Übertragung von kleinen elektrischen Spannungen, insbesondere hochfrequenten Spannungen, von einem rotierenden auf einen festen Leiter oder umgekehrt, wurden bisher meist metallische Schleifringe und Abnahme bürsten aus Kohle oder Graphit verwendet. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, Stahlschleifringe mit Bronzeabnahmebürsten zu benutzen.
Aus den gleichen Materialien wurden bisher bei rotierenden Umschaltern, wie sie beispielsweise zur Umschaltung des Hilfsantennen- oder des Rahmenkreises bei Zielflugempfängern Anwendung finden, die Kommutatoren und Abnahmebürsten herge stellt.
Alle diese bekannten rotierenden Strom übertragungseinrichtungen erfüllen nicht die in der Praxis gestellten Anforderungen, die im folgenden kurz zusammengefasst werden sollen. 1. Der Übergangswiderstand zwischen den rotierenden Kontaktflächen und den Bürsten soll mit Vorteil sehr klein und möglichst konstant sein.
Dieser Übergangswiderstand ist nun abhängig vom Material, von der Bürstenfläche, dem Bürstendruck und der Umfangsgeschwindigkeit des Kommutators. Eine metallische Kontaktfläche ergibt zwar in Verbindung mit Kupferbürsten bei klein ster Bürstenfläcbe und niedrigstem Druck geringste Übergangswiderstände, doch über ziehen sich die Metallflächen binnen kurzer Zeit mit einer unregelmässigen Oxydschicht geringer Leitfähigkeit, so dass sich unbrauch bar hohe und schwankende Übergangswider stände ergeben.
z. Bei den in der Nachrichtentechnik zur Verfügung stehenden geringen Spannungen muss jede Kontakteinrichtung so ausgebildet sein, dass sie nicht selbst auch bei abgeschal- tetem äussern Stromkreis irgendwelche elek trischen Spannungen erzeugt. Auch diese Bedingung wurde von den bisher vorgeschla genen Einrichtungen nicht erfüllt, da ins besondere zwischen verschiedenen Kontakt metallen elektrische Potentialdifferenzen auf treten, die zu Störungen ("Schaltknacken") führen.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird daher eine Einrichtung zur Übertragung von Spannungen, vorzugsweise hochfrequenten Spannungen, zwischen einem rotierenden und einem festen Leiter vorgeschlagen, bei der sowohl der Kontaktkörper des rotierenden Teils, als auch die Stromabnahmebürsten aus Kohlenstoff oder einem kohleähnlichen Ma terial bestehen. Unter kohleähnlich sind da bei solche Materialien zu verstehen, die im wesentlichen aus Kohlenstoff, z. B. Graphit, ferner aus einem geeigneten Bindemittel, ge gebenenfalls unter Beimengung eines Dretal- lischen Pulvers, bestehen. Diese Materialien sind als "Bürstenkohle" allgemein bekannt.
Die erfindungsgemässe Einrichtung besitzt die wesentlichen Vorteile, dass die Wahr scheinlichkeit, dass die Übergangswiderstände zwischen Abnahmebürsten und Kontaktflä chen konstant bleiben, wesentlich grösser ist als bei den bekannten Einrichtungen, da das Kohlematerial keine Ogydhäute bildet. Wei terhin treten keine Kontaktpotentiale im Sinne von obigem Abschnitt 2 auf.
Bei rotierenden Umschaltern ist es ferner wünschenswert, die Kontaktflächen so aus zubilden, dass beim Übergang der Abnahme bürsten von einer Kontaktstelle auf die an dere kein Kurzschluss der beiden Kontakt flächen untereinander auftritt.
Es besteht die Möglichkeit, diese Be dingung zu erfüllen, indem zwischen den einzelnen Segmenten des rotierenden Um schalters Zwischenstücke von einer solchen Breite vorgesehen werden, dass ein Kurz schluss zweier benachbarter Segmente durch die Abnahmebürsten vermieden wird. Diese Zwischenstücke bestehen vorteilhaft aus Iso liermaterial. Es ist aber auch möglich, diese Zwischenstücke aus einem andern Material, beispielsweise Kohlematerial, unter Zwischen schaltung entsprechender Isolierstücke zu fertigen.
Der Erfindungsgedanke soll nunmehr an einem Ausführungsbeispiel, und zwar an einem Zielfluggerätumschalter, an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden.
In Abb. la und 1b ist der rotierende Um schalter, der aus den beiden Segmenten c und d und dem Isolierzwischenstück e be steht, schematisch dargestellt. Die beiden Abbildungen zeigen zwei um 180 versetzte Schaltstellungen. Aus dem senkrecht zur Drehachse verlaufenden Schnitt nach Abb. 2 ist ersichtlich, dass die aus Kohlematerial, das heisst Kohlenstoff oder kohleähnlichem Material bestehenden Kontaktsegmente c und<I>d</I> auf einem Isolierkörper<I>g</I> angeordnet sind. Dieses isolierende Zwischenstück g sitzt wiederum auf der zum Beispiel von einem Motor angetriebenen Achse f.
Die Stromabnahmebürsten, die ebenfalls aus Kohlematerial bestehen, sind mit<I>lt</I> und Ir bezeichnet.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Abb. 3 zeigt denselben Umschalter wie Abb. 2, nur mit dem Unterschied, dass in den Isolier- körper g Stücke n eingesetzt sind, die bei spielsweise ebenfalls aus Kohlematerial be stehen. Diese Anordnung besitzt den Vor teil, dass die Abnutzung auf dem ganzen Umfang des Umschalters gleichmässiger er folgt, sofern man für die innenliegenden Teile der Zwischenstücke g gleiches Material verwendet wie für die Kontaktsegmente und sofern ein Isolierstoff gewählt wird, der wei cher ist als das Kohlematerial.
Zur kontinuierlichen Stromübertragung auf dem ganzen Umfang des rotierenden Leiters werden einfach die Schleifringe und die Abnahmebürsten aus Kohlematerial her gestellt.
Device for the transmission of electrical voltages, preferably high-frequency voltages, from a rotating to a fixed conductor or vice versa. For the transmission of small electrical voltages, especially high-frequency voltages, from a rotating to a fixed conductor or vice versa, metallic slip rings and removal brushes made of carbon or graphite have been used so far. It has also been proposed to use steel slip rings with bronze take-off brushes.
The same materials were previously used in rotating switches, such as those used for switching the auxiliary antenna or the frame circle in target flight receivers, the commutators and pick-up brushes Herge.
All of these known rotating current transmission devices do not meet the requirements made in practice, which are briefly summarized below. 1. The transition resistance between the rotating contact surfaces and the brushes should advantageously be very small and as constant as possible.
This contact resistance is now dependent on the material, the brush surface, the brush pressure and the peripheral speed of the commutator. A metallic contact surface in connection with copper brushes results in the smallest contact resistance at the smallest brush surface and the lowest pressure, but within a short time the metal surfaces are covered with an irregular oxide layer of low conductivity, so that unusually high and fluctuating contact resistance results.
z. With the low voltages available in communications technology, each contact device must be designed so that it does not generate any electrical voltages even when the external circuit is switched off. This condition was also not met by the previously proposed facilities, since in particular between different contact metal electrical potential differences occur, which lead to interference ("switching clicks").
According to the present invention, a device for the transmission of voltages, preferably high-frequency voltages, between a rotating and a fixed conductor is proposed in which both the contact body of the rotating part and the power take-off brushes are made of carbon or a coal-like material. Under carbon-like are to be understood as such materials, which consist essentially of carbon, eg. B. graphite, also of a suitable binder, if necessary, with the admixture of a Dretal- Lischen powder exist. These materials are commonly known as "brush carbon".
The device according to the invention has the essential advantages that the probability that the contact resistances between pick-up brushes and contact surfaces remain constant is significantly greater than with the known devices, since the carbon material does not form any ogyd skins. Furthermore, there are no contact potentials in the sense of Section 2 above.
In the case of rotating change-over switches, it is also desirable to design the contact surfaces in such a way that, when the removal brushes from one contact point to the other, there is no short circuit between the two contact surfaces.
It is possible to meet this condition by providing spacers of such a width between the individual segments of the rotating changeover switch that a short circuit between two adjacent segments is avoided by the pick-up brushes. These spacers are advantageously made of insulating material. But it is also possible to manufacture these spacers from another material, for example carbon material, with the interposition of appropriate insulating pieces.
The concept of the invention will now be explained in more detail using an exemplary embodiment, namely a target aircraft switch, with reference to the drawings.
In Fig. La and 1b, the rotating order switch, which is made up of the two segments c and d and the intermediate insulating piece e, is shown schematically. The two figures show two switch positions offset by 180. From the section according to Fig. 2 running perpendicular to the axis of rotation, it can be seen that the contact segments c and <I> d </I> consisting of carbon material, that is to say carbon or carbon-like material, are arranged on an insulating body <I> g </I> . This insulating intermediate piece g is in turn seated on the axis f, which is driven, for example, by a motor.
The power take-off brushes, which are also made of carbon material, are labeled <I> lt </I> and Ir.
The embodiment according to Fig. 3 shows the same changeover switch as Fig. 2, only with the difference that g pieces n are inserted into the insulating body, which are also made of carbon material, for example. This arrangement has the advantage that the wear over the entire circumference of the switch is more even if the same material is used for the inner parts of the spacers g as for the contact segments and if an insulating material is chosen that is softer than the carbon material .
For continuous power transmission over the entire circumference of the rotating conductor, the slip rings and the pick-up brushes are simply made of carbon material.