DE1265278B

DE1265278B - Mechanische und elektrische Kupplungseinrichtung

Info

Publication number: DE1265278B
Application number: DE1966S0102839
Authority: DE
Inventors: Georg Frankenhauser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-03-29
Filing date: 1966-03-29
Publication date: 1968-04-04

Description

Mechanische und elektrische Kupplungseinrichtung Bei elektrischen Maschinen, beispielsweise den Läufern von mit Gleichstrom erregten Synchronmaschinen, ergibt sich häufig das Problem, einen zweiten Wellenteil mit der Welle der elektrischen Maschine zu kuppeln derart, daß sowohl eine Übertragung des Drehmomentes wie des der Läuferwicklung der elektrischen Maschine zugeführten Erregerstromes möglich ist. Im besonderen stellt sich dieses Problem bei mit der Läuferwelle gekuppelten Wechselstromerregerankern, von denen der Strom nach Gleichrichtung in einem rotierenden Gleichrichteraggregat durch die Welle der Feldwicklung der Synchronmaschine zugeführt wird.
Die Ausbildung derartiger Kupplungen läßt sich in der Weise durchführen, daß an den Kupplungshälften ein Steckkontaktsystem zugeordnet wird, das die Übertragung der Ströme zwischen den in Bohrungen der gekuppelten Wellenteile liegenden Erregerstromleitungen möglich macht. Haben jedoch die Erregerströme - wie dies bei der Stromerzeugung dienenden Generatoren wegen der geforderten Leistungen weitgehend der Fall ist - größere Werte, so stößt die Anwendung derartiger Steckerkupplungen wegen der großen Ströme und der hierdurch eintretenden Erwärmungen auf beträchtliche Schwierigkeiten. Es ist dann erforderlich, verhältnismäßig große Abmessungen der für die Stromkupplung verwendeten Stecker-und Dosenelemente vorzusehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein auch für größere elektrische Ströme geeignetes Kupplungssystem zur mechanischen und elektrischen Kraftübertragung unter Vermeidung der geschilderten Schwierigkeiten zu schaffen. Dies gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß beide Kupplungshälften der miteinander zu kuppelnden Wellenteile mit isolierten Dosenkontakten versehen sind und der Stromübergang durch ein Spreizkontaktglied herbeigeführt wird, dessen mit den Dosenkontakten der Kupplungshälften in Kontakt gebrachte Kontaktzungen durch Spreizkörper, insbesondere von Kegelform, mit den Dosenkontakten verspannt werden. Von wesentlicher Bedeutung ist hierbei die Erzeugung sehr hoher Kontaktdrücke, wodurch die Über gangswiderstände und damit die Erwärmung auf kleinste Werte herabgesetzt werden.
Vorzugsweise kann der Erfindungsgedanke in der Weise verwirklicht werden, daß zwischen den Dosenkontakten als Spreizkontaktglied ein rohrförmiger Körper eingeschaltet ist, an dem an seinen äußeren Enden durch eingeschnittene Schlitze die Kontaktzungen herausgearbeitet sind, die mit keilförmigen inneren Anschlagflanken zum Anspannen durch Spreizkonusse versehen sind. Bei einer derartigen Anordnung empfiehlt es sich unter Umständen, den Querschnitt der Spreizungen im Bereich der Ansatzstellen an dem Rohrkörper durch Ausdrehen zu schwächen, um die elastische Verformung der Kontaktzungen zu erleichtern.
Die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung läßt sich gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung ohne Schwierigkeiten derart ausbilden, daß etwa auftretenden Wärmedehnungen ohne weiteres Rechnung getragen wird. Zu diesem Zwecke ist wenigstens eine der Kontaktdosen in Richtung der Spreizkonusachsen frei verschiebbar und die notwendigen Verbinder zwischen den Dosenkontakten und den in den Wellenteilen angeordneten stromführenden Leiter sind biegsame lamellierte Kupferbänder.
Zur Erzeugung der Kräfte zum Spreizen der Kontaktzungen sind die Spreizkonusse durchdringende Zuganker vorhanden. Diese können an den einen Enden mit einem fest verbundenen Spreizkonus versehen sein, dagegen an dem anderen Ende einen verschiebbaren Spreizkonus tragen, der durch eine Mutter angespannt werden kann. Grundsätzlich ist es auch möglich, die Zuganker verdrehbar anzuordnen und in Gewindebohrungen der einen Spreizkonusse einzuschrauben, während die verdrehbaren Kopfteile der anderen Enden an den anderen Spreizkonussen angreifen.
Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden, das in der Figur der Zeichnung wiedergegeben ist.
F i g. 1 der Zeichnung gibt ausschnittsweise einen Querschnitt durch die Kupplung wieder; F i g. 2 zeigt einen Querschnitt in der Ebene A -B der F i g. 1.
In der F i g. 1 bedeuten 1 und 2 die Kupplungshälften der beiden zu kuppelnden Wellenteile, also beispielsweise eine Generatorwelle und die Welle eines rotierenden Gleichrichteraggregates bzw. eines damit vereinigten Wechselstromerregerankers. In Wellenbohrungen liegen Stromführungsleiter 3 und 4, die innerhalb der Kupplungshälften 1, 2 leitend miteinander verbunden werden sollen. Die Stromführungsleiter weisen einen halbkreisförmigen Querschnitt auf und sind durch Isolierhülsen 5 isoliert. In Bohrungen 6, 7 der beiden Kupplungshälften bzw. Flansche sind unter Zwischenschaltung von Isolierbüchsen 8 hülsenförmige Dosenkontakte 9 und 10 angeordnet, die aus einem gut leitenden Metall, wie Kupfer oder legiertem Kupfer, hergestellt sind. Wenigstens einer der Dosenkontakte ist in der sie umgebenden Isolierbüchse 8 oder zusammen mit dieser verschiebbar. Die Dosenkontakte 9, 10 sind über biegsame Verbinder 11,12 mit den in der Wellenbohrung liegenden Stromleitern 3, 4 verbunden. Die aus lamellierten Kupferbändern bestehenden Verbinder 11, 12 sind mit den Leitern 3, 4 und den Dosenkontakten 9,10 gut leitend verbunden (z. B. durch Silberlot).
Zur mechanischen Verbindung werden die beiden Kupplungshälften in üblicher Weise durch Schraubenbolzen zusammengespannt, was zur Vereinfachung in der F i g. 1 nicht wiedergegeben ist. Die Bohrungen 6, 7 mit den Dosenkontakten 9, 10 und den Isolierbüchsen 8 sind gegenüber den mechanischen Kupplungsbolzen versetzt. Zur Herstellung der stromleitenden Verbindung zwischen den Dosenkontakten dienen in diese eingeschobene Spreizkontaktglieder 13. Letztere können vorzugsweise aus einem Kupferrohr hergestellt sein, an dem durch Einfräsen von Schlitzen 14 (vgl. F i g. 2) segmentförmige, aufspreizbare Kontaktzungen 15 herausgearbeitet sind. 17 bedeuten Eindrehungen an der Ansatzstelle der Kontaktzungen 15 an den zusammenhängenden Rohrteil des Spreizkontaktgliedes 13, durch welche die elastische Verformbarkeit der Kontaktzungen erhöht wird.
Um nun die an den beiden Enden des Spreizkontaktgliedes 13 vorhandenen Kontaktzungen 15 mit hohem Anpreßdruck an die Dosenkontakte 9 bzw. 10 anzupressen, sind auf beiden Seiten der Kupplung Spreizkonusse 18 und 18' vorhanden. Ein Zuganker 19 ermöglicht es, durch Verschraubung die Spreizkonusse zusammenzubewegen, wobei die Kontaktzungen 15 des Spreizkontaktgliedes 13 an die Dosenkontakte angepreßt werden. Der Zuganker 19 kann mittels Bunden 20 in dem Rohrteil der Spreizkontaktglieder 13 geführt sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Zuganker 19 an seinem linken Ende mit Gewinde versehen, um ihm in den Spreizkonus 18 einschrauben zu können. Der auf der anderen Seite der Kupplung liegende Zugankerkopf greift in einer Aussparung an dem Spreizkonus 18' an und kann mit einem Werkzeug verdreht werden. Wenigstens eine der Kupplungshälften ist - wie aus der rechten Seite der Kupplung zu ersehen ist - mit einem Durchbruch versehen, um das Werkzeug in die Kupplung einführen zu können.
Um eine Isolierung der Verbinder 11,12 sicherzustellen, sind für die Durchführung der Verbinder 11, 12 vorgesehene Schlitze 22 mit einer Isolierschicht 23 bekleidet.

Claims

Patentansprüche: 1. Mechanische und elektrische Kupplungseinrichtung, insbesondere für elektrische Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kupplungshälften (1,2) der miteinander zu kuppelnden Wellenteile mit isolierten Dosenkontakten (9, 10) versehen sind und der Stromübergang durch ein Spreizkontaktglied (13) herbeigeführt wird, dessen mit den Dosenkontakten (9, 10) der Kupplungshälften (1, 2) in Kontakt gebrachte Kontaktzungen (15) durch Spreizkörper (18, 18') mit den Dosenkontakten (9, 10) verspannt werden.
2. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Dosenkontakten (9, 10) als Spreizkontaktglied (13) ein rohrförmiger Körper eingeschaltet ist, an dem an seinen äußeren Enden durch eingeschnittene Schlitze (14) die Kontaktzungen (15) herausgearbeitet sind, die mit keilförmigen inneren Anschlagflanken zum Anspannen durch Spreizkonusse (18,18') versehen sind.
3. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Kontaktzungen (15) im Bereich der Ansatzstellen an dem Rohrkörper des Spreizkontaktgliedes (13) durch Ausdrehen geschwächt ist, um die elastische Verformung der Kontaktzungen zu erleichtern.
4. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Dosenkontakte (9, 10) in Richtung der Spreizkonusachsen frei verschiebbar ist und die notwendigen Verbinder (11, 12) zwischen den Dosenkontakten (9, 10) und den in den Wellenteilen angeordneten stromführenden Leitern (3, 4) biegsam, insbesondere aus lamellierten Kupferbändern, sind.
5. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anspannen der Spreizkonusse (18,18') diese durchdringende Zuganker (19) dienen.