DE102010014766A1

DE102010014766A1 - Vorrichtung zum Übertragen von Strom, Daten oder Signalen von einem feststehenden Gegenstand auf einen drehenden Gegenstand oder umgekehrt

Info

Publication number: DE102010014766A1
Application number: DE201010014766
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-04-13
Filing date: 2010-04-13
Publication date: 2011-10-13

Abstract

Vorrichtung zum Übertragen von Strom, Daten oder Signalen von einem feststehenden Gegenstand auf einen drehenden Gegenstand oder umgekehrt, gekennzeichnet durch eine koaxial zu einem Gehäuse angeordnete Welle, mit elektrisch gegeneinander isolierten Wellenabschnitten und durch Dichtungen erzeugten, mit einem elektrischen leitfähigen Medium gefüllte Hohlräume. Wellen- und Gehäuseabschnitte werden mithilfe des sich im Hohlraum befindlichen Mediums elektrisch verbunden und gewährleisten somit die Übertragung von Strom, Daten oder Signalen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen von Strom, Daten oder Signalen von einem feststehenden Gegenstand auf einen drehenden Gegenstand oder umgekehrt.
Für den oben genannten Zweck werden heutzutage Schleifringe bzw. Schleifringanordnungen oder Schleifringkörper verwendet. Schleifringe sind in vielen elektrischen Maschinen zu finden: zum einen dienen sie zur Signalübertragung etwa in Radarsystemen, der Medizintechnik (zum Beispiel Computertomographie). Das Spektrum reicht bis hin zur Übertragung hoher elektrischer Ströme und Spannungen. In der galvanischen Industrie fließen beispielsweise beim Verchromen oder Verzinken von Oberflächen bis 20000 Ampere über die Schleifkontakte. Bei diesen hohen Übertragungsleistungen herrschen extreme Bedingungen: Die Bäder sind stark sauer oder basisch und die Reaktionen finden bei erhöhten Temperaturen statt. Ähnlich raue Bedingungen herrschen bei Windkrafträdern. Meist in Küstennähe oder auf hoher See aufgestellt, sind sie stark korrosiver, salzhaltiger Luft ausgesetzt. Auch hier müssen die Schleifringsysteme hohe Leistungen übertragen. Erschwerend wirken hier die zum Teil starken Vibrationen ein. Trotzdem müssen solche Schleifringsysteme einen zuverlässigen Kontakt halten. Desweiteren findet man Schleifringe in elektromagnetischen Kupplungen. Diese versorgen die Spule mit Strom und ermöglichen so das Schalten.
Schleifringkörper werden als Stromzuführung für drehende Verbraucher der unterschiedlichsten Arten eingesetzt. Sie finden beispielsweise Verwendung in Drehkranen, Rundräumern in Kläranlagen, Karussells, Manipulatoren, Drehtischen, Antennenanlagen, Theaterbühnen, Verpackungsmaschinen sowie Leitungstrommeln.
Die bekannten Schleifringe bzw. Schleifringanordnungen sind jedoch nicht gerade kostengünstig in der Herstellung und auch nicht besonders verschleißfrei.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Übertragen von Strom, Daten oder Signalen von einem feststehenden Gegenstand auf einen drehenden Gegenstand oder umgekehrt oder von zwei drehenden Gegenständen bereitzustellen, die kostengünstiger herstellbar und mechanisch zumindest nahezu verschleißfrei ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöste durch eine Vorrichtung zum Übertragen von Strom, Daten oder Signalen von einem feststehenden Gegenstand auf einen drehenden Gegenstand oder umgekehrt oder zwei drehenden Gegenständen, gekennzeichnet durch eine (Hohl-)Welle und einem, koaxial dazu angeordneten Gehäuse. Mittels Dichtungen werden einzelne Wellenabschnitte räumlich voneinander oder von der Umgebung abgetrennt.
Der entstandene Hohlraum wird dann zum Beispiel mit Öl, Wasser, Kochsalzlösung, Graphit, Metall (z. B. Quecksilber, Metallwolle), Fluide im Allgemeinen, Gase o. ä. gefüllt.
Das eingebrachte Medium stellt jetzt die elektrisch leitende Verbindung zwischen Wellenabschnitt und Gehäuseabschnitt her.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist das Gehäuse feststehend.
Alternativ kann die Welle feststehen.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass durch die Verwendung einer, wie oben beschriebenen Vorrichtung das Übertragen von Strom, Daten oder Signalen mit einem einfachen Aufbau realisierbar ist. Die beschriebene Vorrichtung ist kostengünstiger herstellbar und sie ist mechanisch nahezu verschleißfrei im Vergleich zu derzeit verwendeten Techniken.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der zwei Ausführungsbeispiele anhand zweier schematischen Zeichnungen im Einzelnen erläutert wird. Besagte Figuren zeigen eine Vorrichtung zum Übertragen von Strom, Daten oder Signalen gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die 1 welche die Vorrichtung 10 zeigt ist ein Behälter zur Aufnahme des Übertragermediums, hier Gehäuse 50 genannt.
Eine koaxial zum Gehäuse 50 angeordnete Welle 40, welche sowohl, wie dargestellt, aus einem Stück gedreht sein, aber auch aus mehreren, gegeneinander elektrisch isolierten Abschnitten bestehen kann. Ein einzelner Wellenabschnitt wird von zwei koaxial zur Welle 40 angeordneten Dichtungen 20 (Hier Wellendichtringe) räumlich gegen einen weiteren Abschnitt abgedichtet.
Beispielhaft wird zur Veranschaulichung des Eingangs von Strom, Daten oder Signalen in dieser Vorrichtung ein Stift 30 zur Einbringung des Stromes in den Hohlraum 60 der Vorrichtung 10 verwendet.
Der Stift 30 überträgt den Strom, die Daten oder Signale aus dem Überträgermedium, welches sich im Hohlraum 60 befindet, an einen Verbraucher o. ä. Weiterhin denkbare Stromanschlüsse sind beispielsweise Kabelschuhe, Steck-, Schraub-, Klebe-, Schweiß- oder Pressverbindungen.
Die komplette Welle 40 oder ein Teilbereich hiervon, kann ebenfalls mit einem Stromanschluss versehen sein, wie er bereits oben hinsichtlich des Stiftes 30 beschrieben wurde (hier nicht dargestellt). Auch an der Welle 40 sind die oben beschriebenen weiterhin denkbaren Stromanschlüsse möglich.
Die 2 welche eine weitere Variante der Vorrichtung 10 zeigt ist ein Behälter zur Aufnahme des Übertragermediums, hier Gehäuse 50 genannt.
Eine koaxial zum Gehäuse 50 angeordnete Welle 40, welche sowohl, wie dargestellt, aus einem Stück gedreht sein, aber auch aus mehreren, gegeneinander elektrisch isolierten Abschnitten bestehen kann. Ein einzelner Wellenabschnitt wird von einer koaxial zur Welle 40 angeordneten Dichtung 20 (Hier Wellendichtring) räumlich gegen die Umwelt abgedichtet.
Beispielhaft wird zur Veranschaulichung des Eingangs von Strom, Daten oder Signalen in dieser Vorrichtung ein Stift 30 zur Einbringung des Stromes in den Hohlraum 60 der Vorrichtung 10 verwendet.
Der Stift 30 überträgt den Strom, die Daten oder Signale aus dem Überträgermedium, welches sich im Hohlraum 60 befindet, an einen Verbraucher o. ä. Weiterhin denkbare Stromanschlüsse sind beispielsweise Kabelschuhe, Steck-, Schraub-, Klebe-, Schweiß- oder Pressverbindungen.
Die komplette Welle 40 oder ein Teilbereich hiervon, kann ebenfalls mit einem Stromanschluss versehen sein, wie er bereits oben hinsichtlich des Stiftes 30 beschrieben wurde (hier nicht dargestellt). Auch an der Welle 40 sind die oben beschriebenen weiterhin denkbaren Stromanschlüsse möglich.
Die Figuren zeigen lediglich Funktionsskizzen. Die gewählten Darstellungen dienen lediglich der Erläuterung. Dementsprechend kann die Vorrichtung auch anders gestaltet sein.
Zum Beispiel wurde hier auf die Darstellung der Befestigung des Gehäuses und die Lagerung der Welle verzichtet, um die elementar wichtigen Komponenten zur Übertragung von Strom, Daten oder Signalen aufzeigen zu können.
Dementsprechend fehlt die Darstellung eines voll auskonstruierten Gehäuses und die Lagerung der Welle in der 1 und 2.
Prinzipiell sind sämtliche gängige Einbauvarianten anwendbar.
Weiterhin ist es durchaus denkbar, dass mehrere Vorrichtungen dieser Art auf einer Welle 40 oder ähnlichem angeordnet sind und diese Wellenabschnitte untereinander elektrisch isoliert sind.
Das gleiche gilt selbstverständlich auch für das Gehäuse 50. Auch hier können mehrere Gehäuseabschnitte hintereinander angeordnet sein, die untereinander voneinander elektrisch isoliert sind.
Es spielt auch keine Rolle, ob sich die Welle 40 dreht und das Gehäuse 50 feststeht oder umgekehrt.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
20: Wellendichtring
30: Stift
40: (Hohl-)Welle
50: Gehäuse
60: Hohlraum

Claims

Vorrichtung (10) zum Übertragen von Strom, Daten oder Signalen von einem feststehenden Gegenstand auf einen drehenden Gegenstand oder umgekehrt, gekennzeichnet durch eine Welle (40) versehen mit mindestens einem Stromanschluss und einem koaxial zur Welle (40) angeordneten, zumindest über einen Teilbereich elektrisch leitfähigen Gehäuse (50), versehen mit mindestens einem Stromanschluss, sowie einem durch Dichtungen, hier Wellendichtringe 20 o. ä., begrenzten Hohlraum 60, zumindest über einen Teilbereich elektrisch leitfähig und gefüllt mit einem elektrisch leitendem Medium (z. B. Öl, Wasser, Kochsalzlösung, Graphit, Metall (zum Beispiel Quecksilber), Fluide im Allgemeinen, Gase o. ä.).
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (50) drehbar ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (50) feststeht.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (40) drehbar ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (40) feststeht.