-
Drehkontaktanordnung Für die übertragung von starken elektrischen
Strömen von einem feststehenden auf einen sich drehenden Teil werden sogenannte
Drehköpfe benutzt, bei denen der sich drehende Teil mit dem feststehenden Teil zum
Zwecke der Strornübertragung bisher durch Druck- oder Schleifkontakte bzw. durch
Kupferbänder oder Kupferseile verbunden war. Je größer die zu übertragenden Ströme
werden, um so sperriger, schwerfälliger und teurer werden die Konstruktionen für
derartige Stromübertragungen.
-
Es sind Drehköpfe bekannt, bei denen der sich drehende Teil mit dem
feststehenden Teil durch Federrollen, ballig ge Abwälzkörper bzw. Wälzringe miteinander
verbunden ist. Diese Verbindungsmittel haben den Vorteil, daß der Kontaktdruck zwischen
den sich berührenden Teilen nicht genügend groß ist, so daß hier Strornübertragungsschwierigkeiten
entstehen.
-
Ferner sind Drehkontaktanordnunc",en bekannt mit einem hülsen- und
einem bolzenförmigen Teil, die konzentrisch zueinander angeordnet sind. Zur Stromübertragung
dienen aufeinandergeschichtete federnde Bleche von scheibenförmigger Gestalt, die
zwischen Hülsen und Bolzen derart eino.,espannt sind, daß die Ränder der Bleche
annähernd senkrecht zur Mantelfläche des Bolzens bzw. der Hülse stehen. Diese Anordnung
hat den Nachteil, daß die Federbleche zwei Funktionen ausüben müssen. Sie werden
nämlich einmal zur übertragung des Stromes und zum anderen noch zur übertragung
der zwischen der Hülse und dem Bolzen auftretenden mechanischen Kräfte benutzt.
Außerdem arbeiten die Kanten der Federbleche Riefen und Rillen in die Innenfläche
der Hülse und in die Oberfläche des Bolzens, was ebenfalls nachteilig ist.
-
Die Erfindung betrifft eine Drehkontaktanordnung, z. B. für Drehtrenner
und Nahtschweißmaschinen, mit einem hülsenförmigen und einem bolzenförmigen Kontaktträger,
die koaxial zueinander liegen und zwischen denen Stromilbertragungsele:,mente angeordnet
sind.
-
Bei einer solchen Drehkontaktanordnung werden die erwähnten Nachteile
dadurch vermieden, daß der hülsenförmige Kontaktträger aus einem Oberteil und einem
Unterteil besteht, daß zwischen diesem Kontaktträger und dem bolzenförmigen Kontaktträger
Druckübertragungslager vorg gesehen sind, daß beide Kontaktträger ringförmige Kontaktbahnen
mit konischen Kontaktflächen besitzen, zwischen denen Rollenpaare mit konischen
Laufflächen und mit Druckfedern angeordnet sind, daß die Druckfedern die konischen
Laufflächen der Rollenpaare gegen die entsprechenden konischen Kontaktflächen der
ringförnügen Kontaktbahnen pressen und daß die Achsen der Rollenpaare parallel zur
Längsachse des bolzenförinigen Kontaktträgers hegen.
-
Die ringförmigen Kontaktbahnen an den Kontaktträgem können Vorsprünge
mit konischen Kontaktflächen haben. In diesem Fall wird jede zu einem Rollenpaar
gehörende Druckfeder außerhalb des Rollenpaares angeordnet.
-
Ferner können die ringförinigen Kontaktbahnen an den Kontaktträgern
Aussparungen mit einander gegegenüberstehenden konischen Kontaktffächen haben. Dann
wird jede zu einem Rollenpaar gehörende Druckfeder zwischen den Rollen des
Rollenpaares angeordnet. Auch ist es in diesem Fall möglich, mehrere Rollenpaare
etagenförinig übereinander anzuordnen, und zwar derart, daß ihre Achsen hintereinander
in einer geraden Linie liegen.
-
Alle stromführenden Teile bestehen zweckmäßigerweise aus Kupfer oder
Bronze. Ferner können die Strornübergangsstellen gegebenenfalls in an sich bekannter
Weise versilbert sein.
-
Zwei Ausführungsbeispiele der Drehkontaktanordnung nach der Erfindung
sind in den Fig. 1
und 2 zum Teil im Schnitt und zum Teil in Ansicht schematisch
dargestellt. Die Fig. 1 veranschaulicht eine Anordnung für einen Drehkopf
zur übertragung von Stromstärken bis etwa 1000 Amp. und die Fig. 2 eine Anordnung
für die übertragung von größeren Stromstärken bis 2000 Amp. und mehr.
-
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bezieht sich auf einen
Drehkopf für einen Trennschalter. Der Drehkopf soll eine elektrische Verbindung
zwischen
einem fest angeordneten Leitungsseil und einem zum Trennschalter
gehörenden drehbaren Zapfen vermitteln. Mit 1 ist das fest angeordnete, Leitungsseil
und mit 17 ist der drehbare Zapfen des Trennschalters bezeichnet, dessen
Gewindeteil 19 mit der nicht dargestellten Strombahn des Trennschalters elektrisch
leitend verbunden ist. Das Seil 1 ist durch einen Klemmdeckel 2, ein Federstück
3 und zwei Schrauben 4 und 5 an dem Oberteil 6 des Drehkopfgehäuses
befestigt. Der Unterteil 7 des Drehkopfgehäuses und der Oberteil
6 sind mittels Gewinde 8 miteinander verschraubt und gegen Lösen durch
eine Madenschraube 9 gesichert. 10 ist ein Laufring. Der Gehäuseoberteil
6 enthält ein schematisch angedeutetes Nadellager 11 und der Gehäuseunterteil
7 ein Nadellager 12. Ferner ist im Unterteil 7 eine Dichtung
13
gegen Staub, öl, Wasser u. dgl. angeordnet. Der sich drehende Zapfen
17 hat zwei Lagerstellen 14 und 15
und einen Kontakteil 16.
Der Zapfen 17 hat an seinem unteren Ende einen Gewindeteil 19, über
den er mit der nicht dargestellten Strombahn des Trennschalters verbunden ist.
-
Zwischen dem Laufring 10 und dem Kontaktteil 16
des Zapfens
17 sind auf einer gemeinsamen Achse 22 gelagerte Rollenpaare 20, 21 angeordnet.
Diese Rollenpaare haben einander zugekehrte konische Lauf-und Kontaktflächen. Jedes
Rollenpaar wird durch eine Feder 23 gegen die Laufflächen des Laufringes
10
und die des Kontaktteils 16 des Zapfens 17 gepreßt. Die Feder
23 stützt sich oben gegen einen Teller 24 ab. Sämtliche Rollenpaare sitzen
in einem Käfig aus zwei Ringen 25 und 26. 27 und 28 sind Befestigungsmittel
für die Ringe 25 und 26 gegen Abgleiten von der Achse 22.
18 ist ein Druckring aus gewelltem Stahlblech, der den Zweck hat, den Laufring
10 gegen die Fläche 29 des Gehäuseoberteils 6 zu drücken. Am
Umfang des Zapfens 17 sind z. B. acht Rollenpaare 20, 21 verteilt angeordnet.
Die Anzahl der Rollenpaare richtet sich nach der Stromstärke und nach den zulässigen
elektrischen Flächenbelastungen der Rollenpaare bzw. des Laufringes 10 bzw.
des Kontaktteils 16 des Zapfens 17.
-
Der Strom fließt vom Seil 1 über den Gehäuseoberteil
6, den Laufring 10, die z. B. acht am Umfang verteilten Rollenpaare
20, 21, den Kontaktteil 16 zum Zapfen 17 sowie über das Gewinde
19 zum nicht dargestellten, den Anfang der Strombahn im Trennschalter bildenden
Gegengewindeteil oder auch in umgekehrter Richtung.
-
Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Übertragung von sehr
starken Strömen, bei dem sehr viele Rollenpaare verwendet sind. In dem Gehäuseoberteil
57 des Drehkopfes ist ein Laufring 30 mit drei ringförmigen Aussparungen
31 bis 33 angeordnet. Der drehbare Zapfen 48 des Trennschalters trägt
Laufscheiben 34 bis 37 und Zwischenscheiben 38 bis 40. Sowohl der
Laufring 30 als auch die Lauf- und Zwischenscheiben 34 bis 40 bestehen vorteilhafterweise
aus Kupfer. Der Zapfen 48 ist oben in einem Nadellager 49 geführt und gegenüber
dem Gehäuseoberteil 57 durch eine Isolierscheibe 41 elektrisch isoliert.
Ein Gewindering 42 dient zum Festspannen der Lauf- und Zwischenscheiben 34 bis 40
auf dem Zapfen 48. Die Lauf- und Zwischenscheiben werden gegen den Bund 43 gepreßt
der eine Auskehlung 44 hat, die als Kugellager-, Führungs- und Tragfläche für die
Kugeln 45 dient. 46 ist eine, Abdichtung. Die Ringmutter 47 bildet die untere Lager-
bzw. Lauffläche für die Kugeln 45. Die Gehäusedichtung ist mit 50 und eine
Madenschraube zur Sicherung der Gehäuseteile 57 und 47 gegen unbeabsichtigtes
Lösen mit 51 bezeichnet.
-
Zur Stromübertragung dienen Rollenpaare 52, die in den Aussparungen
31 bis 33 laufen. Jedes Rollenpaar besteht aus zwei Stromübertragungsrollen
54,
einer Druckfeder 55 und einem Rohrniet 56. Im Gegensatz
zu der Ausführung nach Fig. 1 haben hier die Stroraübertragungsroffen nicht
nach innen, sondem nach außen gerichtete konische Flächen, mit denen sie gegen die
entsprechenden konischen Flächen des Laufringes 30 und der Laufscheiben 34
bis 37 durch die zwischen ihnen liegende Druckfeder 55 gepreßt werden.
Bei dieser Anordnung mit relativ vielen Rollenpaaren ist es möglich, starke Ströme
bei geringer spezifischer Flächenbelastung übertragen zu können.
-
An Stelle von Kugel- oder Nadellagern können auch Gleitbuchsen aus
Isolierstoff z. B. Hartgewebe, benutzt werden, was den Vorteil hat, daß an dieser
Stelle kein Strom übertreten kann.
-
Alle an der Stromführung beteiligten Teile in Fig. 1,
z. B.
die Gehäuseteile 6, 7, der Laufring 10, die Rollenpaare 20, 21 und
der Zapfen 17, sowie die entsprechenden Teile in Fig. 2 bestehen aus den
elektrischen Strom gut leitenden Werkstoffen, z. B. Kupfer oder Bronze. Sie können
in an sich bekannter Weise versilbert sein, was sie vor Korrosion schützt und den
Kontakt an den Stromübergangsstellen verbessert.
-
Die Erfindung ist überall dort zu verwenden, wo hohe Stromstärken
von feststehenden Teilen auf sich drehende Teile übertragen werden soffen. Das ist
beispielsweise bei Drehtrennschaltern oder auch bei den Elektrodenträgern von Nahtschweißmaschinen
der Fall.
-
Um eine unzulässige Erwärmung der den elektrischen Strom übertragenden
Teile zu vermeiden, kann man sowohl den innenliegenden Teil, also den Zapfen
17, als auch den außenliegenden Teil, den Laufring 10, kühlen. Zu
diesem Zweck kann z. B. in an sich bekannter Weise eine Flüssigkeitskühlung vorgesehen
sein, bei der die Kühlflüssigkeit die in diesem Fall dann mit Kanälen versehenen
Teile durchströmt. Eine solche Anordnung ist besonders bei Nahtschweißmaschinen
vorteilhaft.