Vorrichtung zum Uebertragen elektrischer Energien von einem festen
auf einen drehbeweglichen Teil. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Uebertragen elektrischer Energien vom einem festen auf einen drehbeweglichen
Teil mittels Quecksilber, insbesondere an Schweissmaschinen.Device for transmitting electrical energy from a fixed
on a rotatable part. The present invention relates to an apparatus
to transfer electrical energy from a fixed to a rotating one
Part by means of mercury, especially on welding machines.
Es sind derartige Stromübertragungseinrichtungen bekannt, bei welchen
der drehende Teil mit vorstehenden Lamellen oder Ringen in ein Quecksilberbad eingetaucht
und damit die Stromübertragung vom Stator auf den Rotorteil sicherstellen soll.
Diese Konstruktion hat sich jedoch in der Praxis nicht durchsetzen'künnen, da unvorhergesehene
Schwierigkeiten in der Stromübertragung eintraten, insbesondere fürhohe Stromstärken
von einigen 1000 Ampre, wie dies beispielsweise bei Energieübertragungen oftmals
verlangt wird.
Mit bekannten Lösungen wird das Lagergehäuse sehr
gross, da nur kleine spei. Strombelastungen zulässig sind. Daher sind diese Konstruktionen
für Rollenköpfe i.a. ungeeignet, da deren Zugänglichkeit behindert ist.There are such power transmission devices are known in which
the rotating part with protruding fins or rings is immersed in a mercury bath
and to ensure the power transmission from the stator to the rotor part.
However, this construction has not been able to establish itself in practice because it was unforeseen
Difficulties in power transmission occurred, especially for high currents
of a few 1000 amperes, as is often the case, for example, with energy transfers
is required.
With known solutions, the bearing housing becomes very large
large, as only small spei. Current loads are permissible. Hence these constructions
for roller heads i.a. unsuitable as their accessibility is restricted.
Für kleine Stromwerte, wie sie insbesondere bei Messgeräten Verwendung
finden, ist auch schon versucht worden, eine nackte Welle mit einem Stator über
einen lagerähnlich angeordneten Quecksilberring elektrisch zu verbinden, was wohl
für derart kleine Ströme, wie sie bei Messgeräten auftreten,zweckdienlich
ist, jedoch für die Energieübertragung zu grossen Schwierigkeiten Anlass gibt. Die
vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung einer Vorrichtung, welche die Uebertragung
grosser elektrischer Energien von einem festen auf einen drehbeweglichen Teil, z.B.
an einer Schweissmaschine, gestattet. Die derartige erfindungsgemässe Vorrichtung
zeichnet sich aus durch einen rotationsflächenförmigen, mit Quecksilber mindestens
teilweise angefüllten Spalt (15), dessen Konturlinie einen stetigen Tangentenverlauf
aufweist, wobei die Spaltbreite höchstens 2 % des grössten Spaltdurchmessers (D)
beträgt.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird
anschliessend anhand von Figuren erläutert. Es zeigt: Fig: 1 einen Ausschnitt aus
einem Rollenkopf einer Schweissmaschine im Schnitt gemäss Linie I-I der Fig. 2,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Ausführung nach Fig. 1 gemäss Linie II-II. Ein Rollenkopf
einer Schweissmaschine, im Ausschnitt dargestellt, ist in einem Lagerbock 1 an
zwei Lagerstellen 3 und 5 gelagert. Die Rolle selbst (nicht dargestellt)
sitzt auf einer Hohlwelle 7, welche von einem Kühlrohr 9 durchsetzt ist. Zwischen
dem Lagerbock 1 und der Welle 7 ist, flankiert von den beiden Lagerstellen 3 und
5, ein zylinderförmiger Spalt 15 vorgesehen, welcher beidseitig von Dichtungsstellen
11 bzw. 13 axial begrenzt ist. Ein Reservoir 16 mit einem Standanzeiger 17 kann
durch eine Einzelöffnung 25 mit Quecksilber bis zum Quecksilberspiegel 27 angefüllt
werden. Das Reservoir 16 ist über einen Zulaufkanal 19 und einen Ablaufkanal 21
mit dem Spalt 15 verbunden. Im tiefsten Punkt des Reservoirs 16 befindet sich eine
Entleerungsschraube 23. Nach dem Einfüllen des Quecksilbers bis zum Spiegel 27 wird
als Sperrflüssigkeit beispielsweise Glyzerin 29 aufgeschüttet. Nun ist der Spalt
15 vollständig mit Quecksilber aufgefüllt, wobei die Dichtungsstellen 11 und 13
dessen seitliches Abfliessen zu den Lagerstellen 3 und 5 verhindern.
Im
beschriebenen Beispiel des Rollenkopfes ist der Spalt zylinderförmig, d.h. mit einer
gradlinigen Kontur konstanten Tangentenwertes eingezeichnet. Es ist grundsätzlich
auch möglich, den Spalt kegelförmig vorzusehen oder mit einer andern Kontur stetigen
Tangentenverlaufes. Die Spaltbreite des Spaltes 15 ist ausserordentlich gering und
beträgt höchstens 2 x des grössten Spaltdurchmessers D. in der praktischen
Ausführung kann beispielsweise für einen Durchmesser der Welle 7 von 70 mm, eine
Breite von 0,5 mm für den Spalt 15 gewählt werden. Auf diese Weise ergibt sich eine
elektrische Belastung im Quecksilberfilm von normalerweise 0,6 bis 0,9 Ampbre /
mm2 übertragene Fläche, welcher Wert auf ea. 1,6 Ampbre / mm2 gesteigert werden
kann, ohne dass dadurch irgendwelche Schwierigkeiten beim Schweissprozess eintreten.
Die Drehzahl der vorerwärmten Welle kam 1/2 bis 10 Umdrehungen/min. betragen, d.h.)ü.
, 100-2000 mm/min. Der Vorteil dieser Vorrichtung zur elektrischen Uebertragung
grosser Energien und Stromstärken von 10'OOOen von Ampbre ist ihre grosse Einfachheit
in der Fabrikation und in der Wartung und ihre lange Lebensdauer. Sie erlaubt damit
eine elegante Lösung der bisher sehr gefürchteten und technisch ungelösten hohen
Energieübertragung von drehbeweglichen auf feststehende Teile. Zu diesem Zweck
ist sowohl eine
Kühlung der Welle als auch des Gehäuses, der Vorrichtung und
gegebenenfalls der Blektrodenrollen vorgesehen, wozu Kanäle
9
und 30 dienen.For small current values, such as those used in particular in measuring devices, attempts have also been made to electrically connect a bare shaft to a stator via a mercury ring arranged in a bearing-like manner, which is probably useful for such small currents as occur in measuring devices, however gives rise to great difficulties for the energy transfer. The present invention aims to create a device which allows the transmission of large electrical energies from a fixed to a rotatable part, for example on a welding machine. Such a device according to the invention is characterized by a rotational surface-shaped gap (15) at least partially filled with mercury, the contour line of which has a continuous tangent course, the gap width being at most 2% of the largest gap diameter (D). An exemplary embodiment of the subject matter of the invention will then be explained with reference to figures. It shows: FIG. 1 a section from a roller head of a welding machine in a section along line II of FIG. 2, FIG. 2 a section through the embodiment according to FIG. 1 along line II-II. A roller head of a welding machine, shown in detail, is mounted in a bearing block 1 at two bearing points 3 and 5. The roller itself (not shown) sits on a hollow shaft 7 through which a cooling tube 9 passes. Between the bearing block 1 and the shaft 7, flanked by the two bearing points 3 and 5, a cylindrical gap 15 is provided, which is axially delimited on both sides by sealing points 11 and 13, respectively. A reservoir 16 with a level indicator 17 can be filled with mercury up to the mercury level 27 through an individual opening 25. The reservoir 16 is connected to the gap 15 via an inlet channel 19 and an outlet channel 21. At the lowest point of the reservoir 16 there is an emptying screw 23. After the mercury has been filled up to the level 27, glycerine 29, for example, is poured up as a barrier liquid. The gap 15 is now completely filled with mercury, the sealing points 11 and 13 preventing it from flowing off laterally to the bearing points 3 and 5. In the example of the roller head described, the gap is cylindrical, ie drawn in with a straight contour of constant tangent value. In principle, it is also possible to provide the gap in the shape of a cone or with another contour with a continuous tangent profile. The gap width of the gap 15 is extremely small and is at most 2 x the largest gap diameter D. In the practical version, for example, a width of 0.5 mm for the gap 15 can be selected for a diameter of the shaft 7 of 70 mm. This results in an electrical load in the mercury film of normally 0.6 to 0.9 Ampbre / mm2 transferred area, which value can be increased to about 1.6 Ampbre / mm2 without any difficulties occurring during the welding process. The speed of the preheated shaft was 1/2 to 10 revolutions / min. amount, ie) ü. , 100-2000 mm / min. The advantage of this device for the electrical transmission of large energies and currents of 10,000 from Ampbre is its great simplicity in manufacture and maintenance and its long service life. It thus allows an elegant solution to the hitherto dreaded and technically unsolved high energy transfer from rotating parts to stationary parts. For this purpose, cooling of the shaft as well as the housing, the device and possibly the metal electrode rollers is provided, for which channels 9 and 30 are used.