DE1765211B2 - ARRANGEMENT FOR ARTICULATED CONNECTION OF TWO RIGID ELECTRICAL CONDUCTORS - Google Patents
ARRANGEMENT FOR ARTICULATED CONNECTION OF TWO RIGID ELECTRICAL CONDUCTORSInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur gelenkigen Verbindung zweier starrer elektrischer Leiter, insbesondere für Scherentrennschalter, m:! Kugeln für den Stromübergang, die in einem keilförmigen Ringspalt unter Federkraft gegen je eine Fläche der gelenkig verbundenen Leiter gedrückt werden.The invention relates to an arrangement for the articulated connection of two rigid electrical Head, especially for scissor disconnectors, m :! Balls for the passage of electricity in one wedge-shaped annular gap pressed under spring force against each surface of the hinged ladder will.
Gelenkige Leiterverbindungen werden insbesondere bei Scherentrennschaltern benötigt, wo der Strom über gelenkig verbundene Scherenarme fließt. Gelenkige Leiterverbindungen kommen aber auch für andere Schalter und darüber hinaus auch für beliebige weitere Stellen in Betracht, wo über eine Ge-Articulated conductor connections are particularly required for scissor disconnectors where the Current flows through articulated scissor arms. Articulated conductor connections are also available for other switches and furthermore also for any other positions where there is a
ic lenkstelle ein Strom zu übertragen ist.ic control point a current is to be transmitted.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1111694 ist eine Drehkontaktanordnung bekannt, bei der der Stromübergang unabhängig von der mechanischen Lagerung durch Kontaktrollen erfolgt. Die Kontakt-From the German Auslegeschrift 1111694 is a rotary contact arrangement known in which the current transfer is independent of the mechanical Storage is done by contact rollers. The contact
rollen sind konische Körper, die mit ihren Spitzen einander zugekehrt sind. Sie werden durch eine Feder gegen zwei Ringwülste gepreßt, die sich in einer zur Schwenkachse senkrechten Ebene gegenüberstehen. Die bekannte Anordnung, die im Grunde ebenfalls eine Gelenkverbindung ist, lädt in Richtung der Gelenkachse verhältnismäßig weit aus, so daß sie nicht überall eii; setzbar ist. Außerdem sind die Kontaktrollen verhältnismäßig teuer.rolls are conical bodies with their tips facing each other. You are by a spring pressed against two annular beads which face each other in a plane perpendicular to the pivot axis. The known arrangement, which is basically also an articulated connection, loads in the direction of the Joint axis relatively far, so that they are not everywhere eii; is settable. Also are the contact roles relatively expensive.
Dies gilt auch für den Fall, daß zwei Kontaktrollen als im Querschnitt U-förmige Körper ausgebildet sind, die durch eine gemeinsame Achse vereinigt sind und von einer gemeinsamen Druckfeder längs dieser Achse bewegt werden.This also applies in the event that two contact rollers are designed as bodies with a U-shaped cross section are united by a common axis and by a common compression spring along this Axis can be moved.
Eine andere Drehkontaktanordnung (deutsche Auslegeschrift 1 083 889) arbeitet mit Kugeln zur
Vermittlung des Stromüberganges zwischen einem Bolzen und einem feststehenden Teil. Der Bolzen
stützt sich mit einem radialen Vorsprung auf eine Reihe Kugeln. Zugleich trägt er eine zweite Reihe
Kugein. Beide Kugeln werden über einen Ring mit Hilfe einer Schraubenfeder unter Druck gesetzt, die
den Bolzen umgibt. Auch diese Anordnung erfordert verhältnismäßig viel Raum. Ferner ist der Übergangswiderstand
unterschiedlich, weil die Kugeln der oberen Reihen nicht mit Sicherheit am feststehenden
Teil anliegen. Außerdem soll die Anordnung zugleich zur Lagerung dienen. Dies erfordert eine besondere
Sorgfalt bei der Herstellung und Montage.
Aus der USA.-Patentschrift 2 918 638 ist ein Drehkontakt für Koaxialkabel bekannt, der zwei gegeneinander
um eine gemeinsame Achse drehbare Isolierstoffteile aufweist, die die Kabelenden aufnehmen.
Für den Innenleiter ces Koaxialkabels ist ein drehbarer Kugelkontakt vorgesehen, während der
Außenleiter an zwei zylindrische, leitende Teile geführt ist. Der Strom wird hierbei über Kugeln und
von dort über hyperbolische Federn zu einer Scheibe geführt, die die elektrische Verbindung der Außenleiter
bewirkt.Another rotary contact arrangement (German Auslegeschrift 1 083 889) works with balls to mediate the current transfer between a bolt and a stationary part. The bolt is supported with a radial projection on a row of balls. At the same time he wears a second row of balls. Both balls are put under pressure via a ring with the help of a coil spring that surrounds the bolt. This arrangement also requires a relatively large amount of space. Furthermore, the contact resistance is different because the balls in the upper rows are not in contact with the fixed part with certainty. In addition, the arrangement should also serve for storage. This requires special care during manufacture and assembly.
A rotary contact for coaxial cables is known from US Pat. A rotatable spherical contact is provided for the inner conductor of the coaxial cable, while the outer conductor is routed to two cylindrical, conductive parts. The current is conducted via balls and from there via hyperbolic springs to a disk, which creates the electrical connection of the outer conductors.
Aus der USA.-Patentschrift 3 301 986 ist eine Kontaktanordnung für bewegliche, stromtragende Teile bekannt, bei der der Stromübergang von einer Welle als erstem Leiter auf das umgebende Gehäuse als zweitem Leiter über federbelastete Kugeln erfolgt. Im Gehäuse sind Ausnehmungen für die federbelasteten Kugeln vorgesehen, die eine im Querschnitt keilförmige Kontur haben. Die bekannte Konstruktion erfordert eine aufwendige Fertigung und beansprucht wegen ihrer notwendigen Erstrekkung in Richtung der Gelenkachse viel Raum.From US Pat. No. 3,301,986 a contact arrangement for moving, current-carrying Parts known in which the current transfer from a shaft as the first conductor to the surrounding housing takes place as the second conductor via spring-loaded balls. There are recesses in the housing for the spring-loaded ones Balls are provided which have a contour that is wedge-shaped in cross section. The well-known Construction requires complex production and is demanding because of its necessary extension a lot of space in the direction of the joint axis.
Die Erfindung geht von einer Anordnung der eingangs genannten Art aus. Die ihr zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine raumsparende Anord-The invention is based on an arrangement of the type mentioned at the beginning. The underlying The task is to create a space-saving arrangement
nung der Kugeln zwischen den Leiterflächen zu schaffen, wobei der Aufwand an Material, Fertigung und Montage im Bereich der Kugeln und der Leiterflächen gering gehalten ist.tion of the balls between the conductor surfaces, whereby the cost of material, manufacturing and assembly in the area of the balls and the conductor surfaces is kept low.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei mit je einem Leiter verbundene Platten parallel zu einer zur Gelenkachse rechtwinkligen Ebene svinmetrisch angeordnet und in ihren einander zugekehrten Seiten mit trapezförmigen Ringnuten versehen sind und daß die Ringnuten beider Platten den keilförmigen Ringspalt zur Aufnahme der fcdcrbelasteten Kugeln bilden, die in radialer Richtung bezüglich einer zur Gelenkachse rechtwinkligen Ebene in den keilförmigen Ringspalt gepreßt sind.According to the invention, this object is achieved in that two plates, each connected to a conductor arranged svinmetrically parallel to a plane at right angles to the joint axis and in their one another facing sides are provided with trapezoidal grooves and that the grooves of both plates the wedge-shaped annular gap to accommodate the fcdcr-loaded Form balls which in the radial direction with respect to a perpendicular to the joint axis Level are pressed into the wedge-shaped annular gap.
Die neue gelenkige Leiterverbindung zeichnet sich durch, eine außerordentliche Zuverlässigkeit bei denkbar kleinem Aufwand an Material. Fertigung und Montage aus. Vor allem aber sind die für den Stromübergang verwendeten Teile sehr klein, wie später an Hand des Ausführungsbeispiels noch näher cr'äutert wird. Daher erfüllt die gelenkige Leiterverbindung nach der Erfindung alle Anforderungen.The new articulated ladder connection is characterized by an extraordinary reliability Conceivably little expenditure of material. Manufacturing and assembly. But above all they are for him Current transfer parts used are very small, as will be explained in greater detail later on the basis of the exemplary embodiment is chopped. Therefore, the articulated ladder connection satisfies according to the invention all requirements.
Zur Führung der Kugeln und der zugehörigen Federn kann man besondere Ausnehmungen in einer der Platten vorsehen. Günstiger wird es jedoch im alicemeinen sein, wenn man eine zwischen den beiden Platten liegende Scheibe mit Ausnehmungen für die Kugeln und gegebenenfalls für die Federn verwendet. Eine solche Scheibe ist als Stanzteil ohne Aufwand herzustellen. Sie ermöglicht es, die Platten allein als Dreh- oder Preßteile auszuführen, so daß die Bearbeitungskosten kleiner sein können, als wenn man die Ausnehmungen in eine der Platten selbst einarbeitet.To guide the balls and the associated springs, you can have special recesses in a of the plates. However, it will generally be cheaper if you have one between the two Flat disc with recesses for the balls and possibly for the springs. Such a disk can be produced as a stamped part without any effort. It allows the panels run solely as turned or pressed parts, so that the processing costs can be smaller than if you work the recesses in one of the plates itself.
Wie gefunden wurde, kann man die Montage erhebüch dadurch erleichtern, daß die Kugeln einen Zapfen zur Führung der zugehörigen Federn aufweisen. Der Zapfen kann ein geringes Übermaß gegenüber den Federn im Ruhezustand haben. Dadurch wird vermieden, daß die Federn von den Kugeln herunterfallen. As has been found, the assembly can be made easier by the fact that the balls have a Have pins for guiding the associated springs. The tenon can be slightly oversized have the springs at rest. This prevents the springs from falling off the balls.
Die Kugeln können bei der Leiterverbindung nach der Erfindung entweder nach außen, d. h. von der Gelenkachse weg, oder nach innen unter der Vorspannung der Feder stehen. Ihre Zahl bestimmt die Stromtragfähigkeit. Doshalb kann man für hohe Anforderungen mit den Platten einen doppelt konischen RingspaSt bilden, in dem jeweils zwei Kugeln von einer gemeinsamen Feder in radialer Richtung gegen die in dieser Richtung einander gegenüberliegenden 5<j konischen Flächen gepreßt werden. Solche Kugelpaare sind dann entsprechend der Stromtragfähigkeit mehrfach um die Gelenkachse verteilt vorgesehen.In the conductor connection according to the invention, the balls can either outwardly, i. H. of the Joint axis away or inward under the pretension of the spring. Your number determines that Current carrying capacity. Therefore, for high requirements, the plates can be double-conical Form RingpaSt, in which two balls are counteracted by a common spring in the radial direction the 5 <j conical surfaces opposite one another in this direction are pressed. Such pairs of balls are then provided distributed several times around the joint axis according to the current carrying capacity.
Die konischen Flächen, die den Ringspalt begrenzen, können mit Vorteil einen Winkel von 45° mit der Gclcnkachsc bilden. Die Kontaktkraft zwischen der Kugel und den zugehörigen konischen Flächen ist dann ebenso groß wie die Federkraft. Durch abweichende Winkel kann man das Kräfteverhältnis ändern. Ein Grenzwert ist dadurch gegeben, daß die Kugeln im Spalt festklemmen.The conical surfaces that delimit the annular gap can advantageously be at an angle of 45 ° the Gclcnkachsc form. The contact force between the sphere and the associated conical surfaces is then just as great as the spring force. By deviating Angle one can change the balance of power. A limit value is given by the fact that the Clamp the balls in the gap.
Während bei den bekannten Kontaktanordnungen ein verhältnismäßig großer Aufwand erforderlich ist, wenn man einen dichten Abschluß erreichen will, läßt sich die gelenkig'- Leiterverbindung nach der Erfindung wegen ihrer geringen Abmessungen leicht kapseln. Dies ist besonders für Schalter wichtig, die für Freiluftaufstellung vorgesehen sind. Auch in Innenräumen bedeutet diese MöglichKeit jedoch einen erheblichen Vorteil, da das Eindringen von Staub und damit eine Aufrauhung der Kontaktflächen vermieden wird. In einfachster Weise kann der die Kugeln aufnehmende Spalt zwischen den Platten mit einem Dichtungsring abgeschlossen sein. Der Dichtungsring ist nur geringen Kräften ausgesetzt. Für den Fall, daß auch grobe Verschmutzungen, gegebenenfalls Vereisungen, zu befürchten sind, kann man die eine Platte mit einem über den Umfang der anderen Platte greifenden Rand versehen.While the known contact arrangements require a relatively large amount of effort, if you want to achieve a tight seal, the articulated conductor connection according to the invention easily encapsulate due to their small dimensions. This is especially important for switches that are intended for outdoor installation. However, this possibility also means one indoors Considerable advantage, as the ingress of dust and thus roughening of the contact surfaces is avoided will. In the simplest way, the gap between the plates that holds the balls can also be used be completed with a sealing ring. The sealing ring is only exposed to low forces. For in the event that coarse soiling, possibly icing, is to be feared, one can one plate is provided with an edge that extends over the circumference of the other plate.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht und
F i g. 2 einen Teilschnitt einer Gelenkverbindung, wie sie bei einem Scherentrennschalter für Hochspannung
benutzt wird. Die Z ichnung ist maßstäblich. Man erkennt daraus die kieiren Abmessungen,
die für die Gelenkverbindung nach der Erfindung benötigt werden.To explain the invention in more detail, an exemplary embodiment is described below with reference to the drawing. It shows
F i g. 1 is a side view and
F i g. 2 shows a partial section of a hinge connection as it is used in a scissor-type disconnector for high voltage. The drawing is true to scale. The small dimensions that are required for the articulated connection according to the invention can be seen therefrom.
Mit 1 und 2 sind zwei Scherarme bezeichnet, die aus Aluminiumrohr 3 bestehen und an der Gelenkstelle über massive Bolzen 4 und 5 geschoben sind. Eine Schelle 6, die mit einer Schraube 7 und der zugehörigen Mutter 8 festgezogen wird, sorgt für einen festen Sitz der Rohre 3 auf den Bolzen 4 und 5.With 1 and 2 two shear arms are referred to, which consist of aluminum tube 3 and at the hinge point are pushed over massive bolts 4 and 5. A clamp 6 with a screw 7 and the associated Nut 8 is tightened to ensure that the tubes 3 are firmly seated on the bolts 4 and 5.
Die Bolzen 4 und 5 gehören zu zwei gleichen gabelförmigen Aluminium-Gußstücken 9 und 10, deren Schenkel 11, 12, 13 und 14 mit Bohrungen zur Aufnahme einer Welle 16 versehen sind. Die Bohrungen in den Schenkeln 11 und 12 sind bei 17 mit Buchsen aus einem Lagermetall ausgekleidet. In den Schenkeln 13 und 14 sitzt die Welle 16 fest.The bolts 4 and 5 belong to two identical fork-shaped aluminum castings 9 and 10, whose Legs 11, 12, 13 and 14 are provided with bores for receiving a shaft 16. The holes in the legs 11 and 12 are lined at 17 with sockets made of a bearing metal. In the thighs 13 and 14, the shaft 16 is firmly seated.
Ein Splint 18 ist zwischen den Schenkeln 12 und 13 durch die Welle 16 gesteckt, die dort zwei Scheiben 19 trägt. Zwischen den Schenkeln 11 und 14 sind drei Distanzscheiben 20 auf der Welle 13 angeordnet. Sie bestimmen den Raum, der zwischen den Schenkeln 14 und 12 für den Sttomübergang genutzt wird. Die dort untergebrachte Leiteranordnung umfaßt zwei Platten 22 und 23 aus Kupfer. Die Platten sind beim Ausführungsbeispiel gleich ausgebildet. Sie besitzen symmetrisch liegende Ausnehmungen 24 mit schrägen Außenwänden 25, die versilbert sind und einen im Querschnitt keilförmigen Ringspalt 26 mit 9(T Öffnungswinkel bilden. Der Ringspalt enthält Kugeln 27, die an den Wänden 25 anliege".A split pin 18 is inserted between the legs 12 and 13 through the shaft 16, which has two disks there 19 wears. Three spacer disks 20 are arranged on the shaft 13 between the legs 11 and 14. You determine the space that is used between the legs 14 and 12 for the Sttomübergang will. The conductor arrangement accommodated there comprises two plates 22 and 23 made of copper. The plates are designed the same in the embodiment. They have symmetrically located recesses 24 with inclined outer walls 25 which are silver-plated and an annular gap 26 that is wedge-shaped in cross section with 9 (T form the opening angle. The annular gap contains Balls 27, which rest against the walls 25 ".
Beim Ausführungsbeispiel sind zehn Kugeln 27 vorgesehen (F i g. 2), die aus Kupfer bestehen. Zu jeder Kugel gehört eine Druckfeder 28, die die Kugel beim Ausführungsbeispiel nach außen drückt. Kugeln 27 und Federn 28 sind mit Hilfe einer Messingscheibe 29 geführt, die mit entsprechenden Einschnitten versehen !st.In the exemplary embodiment, ten balls 27 are provided (FIG. 2), which are made of copper. For everyone Ball belongs to a compression spring 28 which presses the ball outward in the exemplary embodiment. Bullets 27 and springs 28 are guided with the help of a brass disk 29 with corresponding incisions provided! st.
Bei der Montage der Gelenkverbindung werden die Platten 22 und 23 zunächst mit einer nicht dargcstellen Hilfsvorrichtung zusammengehalten. In diesem Zustand werden sie in die Ausnehmung des Teiles 9 eingesetzt, das mit dem Schenkel 14 in die Ausnehmung des Teiles 10 greift. Danach wird die Welle 16 hindurchgeschoben. Nunmehr können Befestigungsschrauben 30 angezogen werden, mit denen die Platte 23 am Schenkel 12 und die Platte 22 am Schenkel 14 befestigt wird. Die Hilfsvorrichtung kann dann entfernt werden.When assembling the articulated connection, the plates 22 and 23 are initially not shown with a Auxiliary device held together. In this state they are in the recess of the part 9 is used, which engages with the leg 14 in the recess of the part 10. After that the wave 16 pushed through. Now fastening screws 30 can be tightened with which the Plate 23 is attached to the leg 12 and the plate 22 to the leg 14. The auxiliary device can then be removed.
Beim Ausführungsbeispiel sind die äußeren Schenkel 11 und 13 mit Hauben 33 und 34 aus Alumini-In the embodiment, the outer legs 11 and 13 with hoods 33 and 34 made of aluminum
umguß versehen, die mit Schrauben 35 befestigt werden. Die Hauben vcrglcichmäßigcn das elektrische Feld, so daß auch bei hohen Spannungen keine Koronaerscheinungen vorkommen.encapsulated, which are fastened with screws 35. The hoods compare the electric field, so that even at high voltages there are no corona phenomena occurrence.
Die für den Slromübergang vorgesehenen Kugeln 27 und Flächen der Platten 22, 23 sind durch einen Rundschnurring 37 staubdicht gekapselt. Diese Abdeckung reicht wegen des Schutzes, den die Schenkel 11 bis 14 zusammen mit den Hauben 33 und 34 bieten, unter Umständen auch für Frciluftschaltcr aus. Anderenfalls kann man durch einen Rand der einen Platte, der die andere Platte mit geringem Spiel umfaßt, für eine noch dichtere Abdeckung sorgen.The intended for the Slromübergang balls 27 and surfaces of the plates 22, 23 are through a O-ring 37 encapsulated dust-tight. This cover is sufficient because of the protection provided by the legs 11 to 14 together with the hoods 33 and 34 offer, possibly also for outdoor air switches. Otherwise one can through an edge of one plate, which surrounds the other plate with little play, ensure even tighter coverage.
Die neue Lcilcrverbindung, die für Schwenk- und Drehbewegungen um beliebige Winkel in Frage kommt, hat sich bei allen Versuchen ausgezeichnet bewährt. In der dargestellten Form ist sie Prüfströmen von mehr als 50 kA gewachsen.The new lcilcr connection that is suitable for swiveling and rotating movements at any angle comes, has proven itself excellently in all attempts. In the form shown, it is test currents grown by more than 50 kA.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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