CH361043A - Kontakteinrichtung zum Übertragen elektrischer Ströme - Google Patents

Description

      Kontakteinrichtung    zum     Übertragen    elektrischer Ströme    Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktein  richtung zum     Übertragen    elektrischer Ströme von um  laufenden, insbesondere schnell umlaufenden oder  bewegten Leitern auf feststehende Leiter oder um  gekehrt von feststehenden Leitern auf umlaufende  oder bewegte Leiter, bei welcher der bewegte oder  umlaufende Leiter in     Scheibenform    in     ein    flüssiges  elektrisch leitendes Medium, wie Quecksilber ein  taucht und für eine Mehrheit von Leitern das elek  trisch leitende flüssige Medium in einer der Leiterzahl  entsprechenden Mehrheit in Achsrichtung je Leiter  getrennt vorgesehen ist.  



  Es ist bereits eine     Kontakteinrichtung    für sich  drehende elektrische Apparate bekannt geworden,  bei welcher     eine    sich drehende Welle über ein     Iso-          lierstück    Scheiben trägt, denen die elektrischen Lei  tungen von dem sich drehenden     Apparat    zugeführt  sind. Die Scheiben tauchen in Quecksilber, welches  sich in in Achsrichtung     nebeneinanderliegenden    Wan  nen befindet. Von dem     Quecksilber    wird der Strom  durch den feststehenden Leiter abgenommen.

   Hier  besteht unter anderem der Nachteil, dass die Ein  richtung für schnell umlaufende Apparate nicht ver  wandt werden kann,     weil    einerseits die     Wärmeent-          wicklung    im Quecksilber zu gross und     anderseits    das  Quecksilber von den Scheiben aus den     Wannen     herausgeschleudert würde. Auch ist der Kontakt zwi  schen dem Quecksilber und den umlaufenden Schei  ben für     Messströme    geringster Spannung und Stärke  nicht genügend, so dass durch die Kontaktverhält  nisse auch bei langsam umlaufenden Apparaten das       Messergebnis        beeinflusst    wird.  



  Nach der Erfindung     sind    für das elektrisch lei  tende Medium und die Leiterscheiben auf ihren gan  zen Querschnitt bzw. an allen     Querschnittsstellen    von  einander getrennte, gegeneinander isolierte Ring  kammern von den sich unter der     Wirkung    der Zen-         trifugalkraft    beim Betrieb ergebenden Ring des. Me  diums in Eingriff mit den Scheiben haltendem Innen  durchmesser vorgesehen, von denen Wärmegut ab  strömen kann.

   Mit der so geschaffenen Vorrichtung  lassen sich elektrische     Messströme    selbst bei sehr  grossen Drehzahlen, so 5000     Umdrehungen    je Mi  nute und mehr, übertragen; denn das Quecksilber  bildet in jeder Kammer einen Ring, in welchem die  jeweils in der Kammer     befindliche    Scheibe eingreift.  Einer unzulässig grossen Wärmeentwicklung beugt die       Wärmeabströmung    von den Kammern vor, welche  durch geeignete Massnahmen begünstigt werden     kann.     



  Solche Massnahmen können     darin    bestehen, dass  die Ringkammern aus einem einen guten     Wärmeleiter     bildenden Werkstoff, wie Eisen, gebildet sind. Bei  einer vorhandenen elektrischen Leitfähigkeit dieses  Werkstoffes sind die     Ringkammern    durch Zwischen  kammern aus     Isolierwerkstoff    voneinander getrennt.  



  Hierbei ist vorteilhaft in den Zwischenkammern  aus     Isolierwerkstoff    eine Zwischenscheibe angeord  net, so dass zwischen den einander benachbarten  Kammern mit einer     Füllung    aus     flüssigem,    elektrisch  leitendem Medium eine     Labyrinthdichtung    besteht.  Die     Trennschlitze    zwischen den Kammerwänden und  dem Wellenkörper sind so gering,     d'ass    durch sie     in     jeder Lage der Einrichtung kein Quecksilber     hin-          durchdringt.     



  Zur Wärmeabfuhr und zur Verbesserung der  Wärmeabfuhr bei Bildung der Ringkammern für die  Scheiben aus gut     wärmeleitfähigem        Werkstoff,    kön  nen die Ringkammern auch mit     Kühlrippen    ausge  rüstet     sein.     



  Ebenso ist es zu dem gleichen Zweck     möglich,     die Kontakteinrichtung in einem von Kühlluft     durch-          strichenen    Gehäuse unterzubringen. Mit und ohne       einem    solchen Gehäuse kann der umlaufende Ein-           richtungsteil    auch mit einem     Lüfterflügel        ausgerüstet     sein.  



  Es     empfiehlt    sich, auf der Welle     Nabenhohlkörper     anzuordnen und die scheibenförmigen Leiter die  Trennfuge zwischen den     Nabenhohlkörpern        durch-          greifen    zu lassen. Dies bietet den     Vorteil,    dass die  Verbindungsstellen der Scheiben mit den Leiter  drähten gekapselt und der     Einwirkung    von Queck  silberdämpfen entzogen sind. Ausserdem kann die  Verbindung der Scheiben     mit    den Leiterdrähten durch  Löten oder Schweissen vorgenommen werden, wo  durch sich verbesserte Kontakte zwischen diesen er  geben. Die     Näbenhohlkörper    bestehen aus Kunststoff.  



  Die Welle der Einrichtung kann aus Metall, so       Messing    oder Stahl, mit einem     Kunststoffüberzug    be  stehen.  



  Von besonderem Vorteil ist die erfindungsgemässe  baukastenartige Zusammensetzung der     Einrichtung     aus zusammenzufügenden Ringen, welche mittels  Ankerschrauben zusammengehalten werden, wodurch  sich unter Verwendung gleicher Bauteile Einrich  tungen mit Polen     in    beliebiger Anzahl den jeweiligen  Bedarfsverhältnissen entsprechend bilden lassen.  



  Eine besondere Ausführungsform der Einrichtung  besteht darin, die     Einrichtung    mit einer Hohlwelle  oder einer Büchse zum Aufschieben auf eine Ma  schinen- oder Apparatewelle auszurüsten.  



  Zur Verbesserung der     Kontaktverhältnisse    kann  der bewegliche Leiter eine das leitende Medium  anziehende Oberfläche aufweisen. Hierdurch ergeben  sich innige     Berührungsflächen    mit dem leitenden  Medium, welche auch das Leiten von     Messströmen     geringster Spannung und Stärke gewährleisten, was  in vielen Fällen unbedingt erforderlich ist und eine  Beeinflussung der Stromleitung ausschliesst.  



  Zur Bildung der das     Quecksilber    anziehenden  Oberfläche kann der bewegte Leiter     amalganisiert     oder     platiniert    sein. Naturgemäss ist es auch mög  lich, den bewegten     Leiter    ganz aus Platin herzu  stellen.  



  Eine andere Möglichkeit zur Erzielung einer das  Quecksilber anziehenden     Oberfläche    besteht darin,  den bewegten Leiter in Scheibenform mit     kapillaren     Bohrungen eines Durchmessers von weniger als  0,3 mm zu versehen, welche von dem eintauchenden  Umfang zur Leiterachse bzw. den     mitumlaufenden          Leitungen        führen.    Diese Ausführungsform bietet noch  den besonderen     Vorteil,    dass der bewegte Leiter bzw.  die Scheiben aus beliebigem Material mit weniger  guten leitenden Eigenschaften bestehen können, so  z. B. aus Eisen oder auch aus Kunststoff mit leitenden  Verbindungen.  



  Die Zeichnung veranschaulicht schematisch ein  Ausführungsbeispiel der Erfindung.  



       Fig.    1 lässt ein Gerät längsgeschnitten teilweise  erkennen.  



       Fig.    2 verdeutlicht die     Unterbringung    der Einrich  tung in einem von Kühlluft durchstrichenen Gehäuse.  Die an     eine    Maschinenwelle     anzuflanschende    oder  mit     ihrer    Bohrung 2 auf eine Maschinenwelle auf-    zusteckende Welle der Einrichtung ist mit 1 bezeich  net. Die Welle 1 kann auch so ausgebildet sein, dass  sie sich auf ihre ganze Länge auf eine Maschinen  welle aufschieben lässt. Sie besteht aus Stahl mit einem  Überzug 3 aus Kunststoff. Durch die Welle 1 sind  die Leiter 4 und 5 einer     Messstelle    zu den Scheiben  6 und 7 geführt. Die Scheiben 6 und 7     bilden    die  Kontaktscheiben, welche mit der Welle 1 umlaufen.

    Die Kontaktscheiben weisen eine das leitende Me  dium anziehende Oberfläche auf und sind beispiels  weise bei der Verwendung von Quecksilber als lei  tendes Medium     amalganisiert    oder platiniert. Hier  durch ergibt sich ein inniger Kontakt mit dem  leitenden Medium.  



  Das stillstehende Gehäuse der Einrichtung ist aus  einzelnen Ringen und     Verschlussendstücken    gebildet,  die durch die angedeuteten Ankerschrauben 9 zu  sammengehalten werden.  



  Die Ringe 10 und 11 bilden Ringkammern, in  denen die Kontaktscheiben 6 und 7 umlaufen und  welche das Quecksilber enthalten. Letzteres wird beim  Betrieb von den Scheiben als Ring gegen den Innen  umfang der Ringkammern geschleudert, wobei die  Scheiben stets in diesen Ring eintauchen, weil der  Innendurchmesser der Ringkammern dementspre  chend bemessen ist. Die Scheiben 10 und 11 bestehen  aus Eisen, welches ein guter Wärmeleiter ist.  



  Zwischen den durch die Ringe 10 und 11 ge  bildeten Ringkammern befinden sich Kammern bil  dende Ringe 12 aus isolierendem Kunststoff. In die  sen Kammern ist eine gleichfalls aus Kunststoff  bestehende     mitumlaufende    Ringscheibe 13 vorgesehen.  Der Endring 14 und der Deckel 8 bestehen eben  falls aus isolierendem Kunststoff.  



  Die Kontaktscheiben 6 und 7 auf der Welle 1  und auch die Scheiben 13 in den Kammerringen 12  sind zwischen den     Nabenhohlkörpern    15 aus iso  lierendem Kunststoff angeordnet. Die Verbindung 16  der Kontaktscheiben mit den Leiterdrähten 4 und 5  liegt im     Nabenhohlraum.    Sie ist durch Löten oder  Schweissen bewirkt. Der Spalt zwischen den Naben  hohlkörpern und den Ringen 10, 11 und 12 ist so  gering, dass in jeder Lage der Einrichtung kein Queck  silber durch den Spalt     hindurchdringen    kann.  



  Die Abnahmestellen des     Messstromes    von den  Kontaktscheiben sind mit 17 und 18 angedeutet.  Gemäss     Fig.    2 ist die mit 19 bezeichnete Kontakt  einrichtung in einem Gehäuse 20 angeordnet, welches  auf der einen Seite offen und auf der anderen Seite  von Lochungen 21 durchbrochen ist. Auf der um  laufenden Welle 1 ist ein     Lüfterflügel    22 angeord  net, welcher Luft zur Kühlung des Kontaktgerätes  durch das Gehäuse treibt.  



  Es ist auch möglich, in die Ringkammer, vorzugs  weise in eine innere Umfangsnut einen Kontaktring  einzusetzen, der mit der Abnahmestelle leitend ver  bunden ist. Der Kontaktring kann nach Art eines  Spreizringes ausgebildet sein. Diese Anordnung bietet  den Vorteil eines Dauerkontaktes auch bei Unter  schreiten der Geschwindigkeit, die erforderlich ist,      um das Quecksilber zentrifugal auf den - ganzen  Innenumfang der Ringkammern zu schleudern.  



  Naturgemäss ist die Erfindung nicht auf die An  wendung zur Abnahme von     Messströmen    beschränkt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Kontakteinrichtung zum übertragen elektrischer Ströme von umlaufenden, insbesondere schnell um laufenden oder bewegten Leitern auf feststehende Leiter oder umgekehrt von feststehenden Leitern auf umlaufende oder bewegte Leiter, bei welcher der bewegte oder umlaufende Leiter in Scheibenform in ein flüssiges, elektrisch leitendes Medium, wie Queck silber, eintaucht und für eine Mehrheit von Leitern das elektrisch leitende flüssige Medium in einer der Leiterzahl entsprechenden Mehrheit in Achsrichtung je Leiter getrennt vorgesehen ist, dadurch gekenn zeichnet, dass für das elektrisch leitende flüssige Me dium und die Leiterscheiben auf ihren ganzen Quer schnitt bzw.

   an allen Querschnittsstellen vonein ander getrennte, gegeneinander isolierte Ringkam mern von den sich unter der Wirkung der Zentrifugal- kraft beim Betrieb ergebenden Ring des Mediums in Eingriff mit den Scheiben haltenden Innendurch messer vorgesehen sind, wodurch die Ringkammern eine erhöhte Wärmeabströmung erhalten. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Kontakteinrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Ringkammern aus einem einen guten Wärmeleiter bildenden Werkstoff, wie Eisen, bestehen und bei einer vorhandenen elek trischen Leitfähigkeit dieses Werkstoffes durch Zwi schenkammern aus Isolierwerkstoff voneinander ge trennt sind. 2. Kontakteinrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass in den Zwischenkammern aus Isolierwerkstoff eine Zwischenscheibe angeordnet ist. 3. Kontakteinrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Ringkammern mit Kühlrippen ausgerüstet sind. 4. Kontakteinrichtung nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch ihre Unterbringung in einem von Kühlluft durchstrichenen Gehäuse. 5.

   Kontakteinrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der umlaufende Einrich tungsteil mit einem Lüfterflügel ausgerüstet ist. 6. Kontakteinrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass auf der Welle Naben hohlkörper aus Isolierwerkstoff angeordnet sind und die scheibenförmigen Leiter die Trennfuge zwischen den Nabenhohlkörpern durchgreifen, wobei die Ver bindung der Scheiben mit den Leiterdrähten im Hohl raum der Nabenhohlkörper zweckmässig durch Löten oder Schweissen vorgenommen ist. 7.

   Kontakteinrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Welle der Einrichtung aus Metall, so Messing oder Stahl, mit einem nicht leitenden Überzug besteht. B. Kontakteinrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Einrichtungsgehäuse aus baukastenmässig zusammenzufügenden und mit tels Ankerschrauben zusammenzuziehenden Ringen zwecks Schaffung von Polen in beliebiger Anzahl aus gleichen Bauteilen zusammengesetzt ist. 9. Kontakteinrichtung nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch ihre Ausrüstung mit einer Hohl welle oder Büchse zum Aufschieben auf eine Maschi nenwelle. 10.

   Kontakteinrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, d'ass in die Ringkammer ein Kontaktring, z. B. nach Art eines Spreizringes, ein gesetzt ist, der mit der Abnahmestelle (17, 18) lei tend verbunden ist. 11. Kontakteinrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Welle (1) stillstehend auf einem Träger angeordnet ist und das Gehäuse um die Welle rotiert. 12. Kontakteinrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der bewegte Leiter eine das leitende Medium, so das Quecksilber, anziehende Oberfläche aufweist. 13.

   Kontakteinrichtung nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegte Leiter mit einem das Quecksilber anziehenden Überzug ver sehen, so amalganisiert oder platiniert ist. 14. Kontakteinrichtung nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegte Leiter aus Platin besteht. 15. Kontakteinrichtung nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegte Leiter von seinem eintauchenden Umfang zu seiner Achse bzw. zu den mit ihm umlaufenden Leitungen führende Kapillarbohrungen aufweist, die mit Quecksilber ge füllt sind.