DE2230332C3 - Kontaktvorrichtung zum Übertragen elektrischer Ströme zwischen relativ gegeneinander drehbaren Leitern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktvorrichtung zum Übertragen von elektrischen Strömen zwischen relativ gegeneinander drehbaren Leitern mit einem Statorteil und einem Rotorteil, von denen der eine dicht an dicht im Wechsel mit isolierenden Zvvischenschciben angeordnete Kontaklscheiben auf einer Welle isoliert von dieser und der andere dicht an dicht gleiche Radialachsen wie letztere aufweisende, ein flussiges Kontaktmedium enthaltende Kontaklkammern im Wechsel mit Isolierringen aufweist, vvobei die Lagerung zwischen dem Stalorteil und dem Rotorteil an den Wellenenden vorgesehen ist.

Bekannte Vorrichtungen der vorstehenden Art (deutsche Patentschrift I 25^OUO4) sind in der Regel so ausgebildet, daß voneinander elektrisch isoliert gclagerte Kolltaktscheiben in Kontaktkammern eingreifen, welche teilweise mit flüssigem Kontaktmedium gefüllt sind und hierdurch die leitende Verbindung zwischen den sich drehenden und den feststehenden Leitern bewirken.

Diese Vorrichtungen weisen verschiedene Nachteile auf. welche teils physikalisch und teils konstruktiv bedingt sind.

So kann beispielsweise infolge der teilweisen Füllung der Kontaktkammern mit flüssigem Kontaktmediuin eine Verschmutzung des Mediums, der Kammerwandungen und der Kontaktscheibe!! eintreten, wenn, besonders bei intermittierendem Betrieb und bei schwankendem Barometerstand, eine Atmung

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kaum /u vermeiden ist.

Die thermische Ausdehnung der verwendeten Ikuiinaterialien, die abwechselnd aus metallischen Leitern und guten Isolierkörpern bestehen müssen, ist meist recht verschieden und wirkt sich bei größeren Drehzahlen sowie durch diese bedingter größerer Erwärmung des Kontaktmediums sowohl radial als auch axial stark aus. Es kann leicht zu einem radialen Festfahren der Isolieröle kommen und zu axialen Verschiebungen führen, welche ein Schleifen der Konlaktscheiben an den Kammerwandungen zur Folge haben

Abgesehen von diesem physikalisch bedingten Nachteil als Folge der auftretenden Reibungswärme bei größeren Drehzahlen ist auch bei einem baukastenmäßigen Aufbau die Montage der einzelnen Kontaktkammern aufwendig und läßt sich der baukastenmäßige Aufhau infolge der sich summierenden Toleranzfelder der Einzelteile nur fur eine eng begren/ie Zahl \on Leiterspuren durchfuhren.

Hei einer Kontaktvorrichtung anderer Art zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einem drehbeweglichen und einem feststehenden Teil (deutsche Auslegeschrift 1089 032) sind in einem rohrförmigen, feststehenden Isolierkörper zwei leitende Hohlkörper von dem Innendurchmesser des Isolierkörpers gleichem Aiißcndurchmesser einander achsgleich mit Absland voneinander angeordnet. In jeden der Hohlkörper sind Lager eingesetzt, in welchen je Hohlkörper ein leitender Hohlzylinder drehbar gelagert ist. Die Hohlzylinder sind über ein vorzugsweise aus elastischem Material bestehendes Isolierstück größeren Außendurchmessers als die Hohlzylinder kraflschlüssig miteinander verbunden. Die Hohlkörper, die Lager in ihnen sowie die Hohlzylinder bilden je gelagertem Hohlzylinder einen Hohlraum. Jeder Hohlraum enthält Quecksilber als flüssiges Kontaktme.Jium. Das Quecksilber soll vermöge seiner Oberflächenspannung sowie seines Eigengewichtes die llohlzylinder innig umschließet) und zugleich in leitender Verbindung mit den Hohlkörpern stehen.

Für besonders große Drehzahlen ist vorgenannte Vorrichtung schon wegen der großen Zahl von Lagerslcllen in der gleichen Achslinie für die durch Zwischenstücke verbundenen Hohlzylinder bei den unvermeidlichen Achsabweichungen zwischen dem beweglicheirTeil und dem feststehenden Teil nicht sonderlich geeignet. Die gleichfalls als günstig angesehene Verwendung von Kugellager mit Kapillardichtung kann diesen Nachteil nicht steuern.

Der Erfindung liegt vornehmlich die Aufgabe zugrunde, die Mangel zu beseitigen, die bekannten Vorrichtungen anhaften, den Aufbau zu vereinfachen sowie betriebsmäßig zu verbessern und außerdem insbesondere die Kontaktvorrichtung für recht große Drehzahlen geeignet zu machen.

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die einen den Umfang der Kontaktscheiben umschließenden Ring flüssigen Kontaktmediums aufnehmenden Kontaktkammern durch eine Nut im Iniicnumfang der Kontaktscheibenringe gebildet sind, daß die Kontaktscheiben- und die diese voneinander trennende Zwischenscheibrn-Anordnung auf der Welle die Kontaktscheibenring- und die diese trennende Isolierringanordnunj· mit radialem Umfangsspiel schwebend durchgreift und daß die radiale Spieluröße zwischen den Kontaktscheiben und den Konlaklsclieibenringen sich im Kapillarbereich des flussigen Kontaktmediums hält bzw. durch die Oberflächenspannung und/oder kinematische Energie des Kontaktmediums bestimmt ist, wobei dieser Kapillarspalt eine solche Länge aufweist, daß infolge Erwärmung, insbesondere bei schneller Drehung, überschüssig werdendes Kontaklmedium vom Kapillarspalt aufgenommen wird.

Hierdurch ist eine erhebliche Vereinfachung der

ίο Kontaktvorrichtung bereits dadurch erreicht, daß die Kontaktvorrichtung im wesentlichen aus einem Walzenkörper und aus einem Zylinderhohlkörper besteht, welch letzterer beim Zusammenbau der Vorrichtung den zusammengesetzten Walzenkörper aufnimmt, indem der Walzenkörper in den Hohlzylinder eingeschoben wird. Die Anzahl der Teile und die Gestaltung der einzelnen Teile erfährt eine Vereinfachung und die Betriebssicherheit eine Erhöhung. Das Quecksilber hat eine die Hetrielv.fähigkeii nicht beeinträchtigende Atmungsmöglich¹,.-it. Ein ganz besonderer Vorteil besteht darin, daß fe'ie Achsabweichungen zwischen dem Statorteil und dem Rotorieil sich infolge des schwebenden Durchgriffs nicht nachteilig auswirken können und die Kontaktvorrichtung eine erhöhte Eignung für Höchstgeschwindigkeiten erhält. Es ist nicht erforderlich, daß die Toleranzfelder in sehr engen Grenzen gehalten werden müssen, wie es beispielsweise bei in Ringräume eingreifenden Kontaktscheiben der Fall ist. wo die Genauigkeits-

3J grade genau eingehalten werden müssen, weil sonst Verklemmungen eintreten können, so daß die Toleranzfelder stark eingeengt werden.

Zweckmäßig weisen d'c Kontaktscheiben die Form zylindrischer Topfscheiben mit durch die Außenfläche der Topfwand gebildetem Umfang auf.

Von Vorteil ist es. wenn zwischen den Kontaktscheiben und den zwischen diesen vorgesehenen Zwischenscheiben mit ihrem einen Rand gegen die Kontaktkammerscheiben bzw. gegen die Innenwand der Lochung der diese trennenden Isolierscheibenringe anliegende Dichtscheiben vorgesehen sind; denn die Ausnutzung der Oberflächenspannung des Kontaktmediums und dessen kinematische Zähigkeit bringen es mit sich, daß stärkere Erschütterungen und harte Schläge eine axiale Verschiebung des im Kapillarspalt befindlichen Mediums nicht ausgeschlossen erscheinen lassen. Durch eine solche Verschiebung würde aber ein Kurzschluß zwischen zwei Leiterstufen entstehen. Diese Gefahren werden durch die erfindinigsgemäße Maßnahme behoben.

vOr/u«sweisc bestehen die Dichtscheiben aus einem Material mit antiadhäsiver Oberfläche fur Trokkenlauf, so z. M. Formmasse mit strukturiertem Harz-Irägeraus fluorhaltigen Polymeren (^RuIon«, cingetragenes Warenzeichen) oder ähnlichen TFE-Ausgangsstoffen.

Die Größe des Ayiiendurchmessers des Spaltes zwischen den die Kontaktkammerscheiben trennenden Isolierscheibenringen und den die Koritaktscheibenringe trennenden Abstandsschcibenringen ist bevorzugt gleich der Größe des Außendurchmessers des Kapillarspallcs zwischen den Kontaktkammeischeibenringen und den Kontaktscheiben. Dies kommt einer erstrebten glatten Walzenform zugute, soll aber nicht eine abweichende Bemessung in der Weise ausschließen, daß der Spalt /wischen den Isolicrscheibenringcn und den Abstandsscheibenringen größer als der Snalt /wischen den Konlaktkammerscheibenrinucn

uikI don Kontaktscheiben ist.

Die Kontaktkammersehcibcn und clic Kontaktschcihcn bestehen zweckmäßig aus dem gleichen Material. Demzufolge haben sie den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten.

Ebenso bestellen die zwischen den Kontaktkammerscheiben angeordneten Isolierscheibenringe und die zwischen den Kontaktscheiben angeordneten Ahstandsscheibcnringe aus dem gleichen Isoliermaterial. Auch sie haben also gleiche thermische Ausdehnungskoeffizienten, so daß die Wärmedehnung in axialer Richtung für den Stator- und den Rotorteil stets die gleiche ist.

Ein Vorteil wird auch dadurch erzielt, daß der das flüssige Kontaktmedium enthaltende, nach der Kontaktscheibe offene Hohlraum der Kontaktkammern so angeordnet ist, daß die Obcrflächcnbcgrenzungdes Kapillarspaltes bzw. des in diesem befindlichen Quecksilbers zu beiden Seiten senkrecht zum Spalt liegt: denn dann ist die Energie der Oberflächenspannung am größten, besonders wenn der Innenteil als Stator und die Kontaktkammern als Rotor eingesetzt werden.

Hierbei kann fur den das flüssige Kontaktmedium enthaltenden, nach der Kontaktscheibe offenen Hohlraum der Kontaktkammerscheiben an dem Hohlraum entsprechender Stelle in der Kontaktscheibe ein den Hohlraum der Kontaktkammer erllänzender Hohlraum vorgesehen sein, der gleichfalls mit Quecksilber ausgefüllt ist. Der Kapillarspalt teilt so den das Quecksilber aufnehmenden Hohlraum in zwei Teile.

Zu beiden Seiten des der Aufnahme des Quecksilbers dienenden Kammcrhohlraumcs lassen sich nach der Kontaktscheibe zu offene Nebenrillen oder Nuten od.dgl. vorsehen. Die Vorsehung solcher ergibt u.a. den Vorteil, daß es nicht mehr so bedeutsam ist. beim Einfüllen des Kontaktmediums die theoretisch errechnete Füllmenge genau einzuhalten. Durch die Rillen wird ein gewisser Spielraum gewonnen; denn die Ncbenrillen können einen Überschuß an Kontaktmedium aufnehmen.

Die Ncbenrillen können auch in Verbindung mit einem ergänzenden Hohlraumteil in der Kontaktscheibe vorgesehen sein. Diese Anordnung hat die Wirkung, daß bei schneller Drehung durch die Fliehkraft des Kontaktmediums im Inneren des Hohlraums ein Vakuum entsteht, welches beim Abbremsen einen Teil des Kontaktmediums aus den Nebenrillen oder deren gesamtes Kontaktmedium in die Kontaktkammer zurückfließen läßt. Die durch das Kontaktmittcl benetzte Oberflache der Kontaktscheibe ist hier bei schneller Drehung bis zu den Nebenrillen erweitert. Sie verringert sich jedoch gleichzeitig um den Betrag, der durch die Vakuum-Bildung vom Kontaktmittcl freigegeben wird.

Die Zeichnung veranschaulicht verschiedene Ausführungsbeispielc der Erfindung.

A b b. I läßt im Längsschnitt einen vierpoligen Meßstromübertrager erkennen, der zum Aufschieben auf eine Welle bestimmt ist:

Abb. 2 verdeutlicht einen Teil der Kontaktvorrichtung, vergrößert herausgezeichnet im Längsschnitt:

A b b. 3 ist eine A b b. 2 entsprechende Wiedergabe mit nach der einen Seite gegeneinander verschobenem Rotorteil und Statorteil:

Abb 4 gibt die Anordnung von Dichtscheiben /wischen den Kontaktscheiben und ilen /wischenschciben wieder:

Λ b b. 5 zeigt die Anordnung des das flüssige Kontaktmedium enthaltenden Hohlraumes derart, daß die

5 Oberfliichenhegrenziing beiderseits des Kapillarspaltes senkrecht zum Spalt liegt:

Abb. ft zeigt die Anordnung zusätzlicher Rillen für das Kontaktmedium im Kontaktkammcrumfang:
A b b. 7 verdeutlicht die Anordnung von Ncbcnrillen bei einer Ausführung nach A bb. 5 in Verbindung mil A bb. ft.

Wie Abb. I erkennen laßt, weist die Kontaktvorrichtung einen /um umlauf bestimmten, in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichneten Rotorteil und einen stillstehenden in seiner Gesamtheit mit 2 bezeichneten Slalorteil auf. Naturgemäß ist auch eine Anordnung möglich, bei welcher die Bewegungsverhältnissc umgekehrt sind. d.h. der gezeigte Rotorteil wird zum Statorteil und der Statorteil wird /um Rotorteil. Der

ao Roioneil ist zum Aufschieben auf eine nicht wiedergegebene Welle bestimmt. Der Rotorteil kann auch zum Anflanschen auf der einen Seite oder auf beiden Seiten eingerichtet sein.

Der Rotorteil weist eine Hohlwelle 3 auf. Die Hohlwell·.' ist mit einem Überzug 4 aus isolierendem Kunststoff versehen. Auf dem Überzug 4 sind im Wechsel miteinander die Zwischenscheiben 5 aus Isolierwerkstoff als Distanz- oder Abstandsringc und die Koniaktseheihen 6 angeordnet. Die Kontaktscheiben haben ein L-förmiges Profil und bilden so Topfscheiben, deren zylindrische Außenumfangswand die Kontaktflachc fur das Kontaktmittel des Stators bildet. Innerhalb der Topfscheiben sind die durch die Hohlwelle geführten Leiterspuren a. h. c und d. wclehe in Abb. 2 allgemein mit α bezeichnet sind, an die Topfscheiben angeschlossen. 8 und 9 bezeichnen die Endringe, zwischen denen sich die zusammengeschichteten Kontaktscheiben und Abstandsringe befinden.

Der Rotorteil bildet also einen walzenartigen, zylindrischen Korper.

Der Slatorteil bestellt aus dem das flüssige Kontaktmedium bzw. das Quecksilber enthaltenden Kontakischeibenringcn 10 und den Isolierscheibenringen I !.mit denen die Kontaktkammern im Wechsel angeordnet sind. In Abb. 1 sind nur die als Rini'räume 12 ausgebildeten Hohlräume gezeigt. Das Quecksilber ist nicht wiedergegeben. Die Kontaktkammern 1(1 und die Isolierringe 11 werden über die kappenartigen

Endstücke 13. die auch die Kugellager 14 für den Rotorteil enthalten, zusammengehalten.

Der Statorteil bildet also einen Hohlzylinder, dei zur Aufnahme des Rotortcils bestimmt ist. wozu dei Rotorteil in den Statorteil eingeschoben oder der Statorteil auf den Rotorteil aufgeschoben wird.

Wenn der Rotorteil und der Slatorteil zusammengebaut sind, dann steht ein Kontaktkammerschcibenring 10 des Stators mit dem Hohlraum 12 einer Kontaktscheibe 6 des Rotors gegenüber. Das in dem Hohlraum 12 der Kontaktkammer befindliche Quecksilber lagert als geschlossener Ring gegen der Umfang der Kontaktscheibe an. Der Hohlraum 12 isi vollständig mit Quecksilber gefüllt. Die Größe de.· Spaltes 15 und 15' links und rechts des Hohlraumes 12 /wischen den Kontaktkammerscheibenringcn IC und der Kontaktscheibe 6 hält sich im Kapillarbereicr bzw. ist durch die Oberflächenspannung und/oder kinematische Zähigkeit des Quecksilbers bestimmt. Dei

Kapillarspalt 15.15'hai cine solche Länge, daß infolge Erwärmung, insbesondere hei schneller Drehung, überschüssig werdendes Kontaktmedium vom Kapillarspall aufgenommen wird. Es kann also kein Quecksilber (lurch den Spall hindurchdringen bzw. austre-

Die K.otilaklsciiv.'iben- 6 und die diese voneinander trennende Zwischcnscheiben-S-Anordnung auf der Welle 3 durchgreift die Kontaktscheibenring-10 und die diese trennende Isolierring-11- Anordnung mit ia- >° clialem Umfangsspiel schwebend.

A hb. 2/cig! vergrößert einen Ausschnitt der unteren Hälfte des wesentlichen Veils der Kontaktvorrichtung.

Die Konlaklknmmcrsehcihen 10 und die Kontakt- >S scheiben 6 bestehen beide aus dem gleichen Material und haben daher den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Die Isolierscheibenringe 11 zwischen den Kontaktkammerseheihcnringen und die Zwischenscheibenringe 5 /wischen den Kontakt- ao scheiben 6 bestehen aus dem gleichen Isoliermaterial mit guten dielektrischen Eigenschaften. Auch sie haben gleiche thermische Ausdehnungskoeffizienten, so daß die Wärmedehnung in axialer Richtung für den Stalorteil und iicn Rotorteil stets gleich ist. »5

Der Kapillarspalt 15. 15' und der Spalt 15" /wischen den Zwischenschcibcnringen 5 und den Isolierscheibenringen * 1 kann so bemessen sein, daß bei der Ausgangstemperatur im Stillstand die äußeren Spaltbegrcnzungen gleichen Durchmesser haben. Da beide Spalten 15. 15' und 15" mit luft gefüllt sind, entsteht bei zunehmender Erwärmung ein Überdruck, der die Wirkung der Oberflächenspannung untcrstiilzt und das Eindringen des Kontaktmediums in die Kapillarspalte noch weiter verhindert. Es kann sogar unter Umstanden auf die Wirkung der Oberflächenspannung des Kontaktmediums verzichtet werden, wenn in den Spalten 15. 15' und 15" schon bei Stillstand ein so großer Unterdruck erzeugt wird, daß das Eigengewicht des Kontaktmediums in der Kontaktkammer aufgehoben wird.

Dader Hohlraum 12der Kontaktkammer vollständig mit Kontaktmedium gefüllt ist. sind die kapazitiven Schwankungen bei hohen Frequenzen ausschließlich eine Folge des Isolationsmaterials und können z. B. bei der Verwendung von FEP-Grundstoffcn fast konstant gehalten werden.

Die vom Kontaklmcdium benetzten Oberflächen der Kontaktkammer und der Kontaktscheibe sind bei jeder möglichen Drehzahl konstant und relativ sehr groß, so daß der Ohmsche Übergangswiderstand je Leiterspur sehr klein wird. Da die Kontaktscheibe 6 nur als Begrenzung des Hohlraumes 12 nach innen dient, wird die durch Drehung erzeugte Reibungswärme im Kontaktmedium besonders niedrig gehalten und es ermöglicht, die zulässige Drehzahl wesentlich zu erhöhen. Die verhältnismäßig breite Kontaktkammer und Kontaktscheibe können die aufzunehmende Reibungswärme gut nach außen ableiten. Es sind aber auch zusätzliche künstliche Kühlmittel verhältnismä-Big einfach anzuwenden, weil der überwiegende Teil der Reibungswärme in die äußere Kontaktkammer abgeleitet wird.

Die vom Kontaktmedium benetzte Oberfläche der umlaufenden Kontaktscheibe 6 ist im Verhältnis zur benetzten Oberfläche der Kontaktkammer klein und hat dadurch eine Umlaufgeschwindigkeit des Kontaktmediums im Hohlraum der Kontaktkammer zur Folge, die nur einen Bruchteil der Umfangsgeschwindigkeit der Kontaktseheibe erreicht. Es kann unter gewissen Umständen wünschenswert erscheinen, die Luft im Spalt 15, 15' und in den Spalten 15" ebenso wie die Luft zwischen den äußeren Kontaktkammern und den Kugellagern durch ein Oxydation verhinderndes Gas. z. B. Stickstoff. Kohlcndioxyd oder ein Edelgas zu ersetzen, oder aber auch durch ein reduzierendes Mittel. z.B. Wasserstoff, jegliche Oxydationsmöglichkeit des Kontaktmediums auszuschalten. Dies isl bei der vorliegenden Kontaktvorrichtung ohne weiteres heim Füllen mit Kontaktmedium möglich.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 und 2 ist angenommen, daß die Hohlwelle 3 sich dreht und die Kontaktkammern stillstehen. Eine Umkehrung isl ohne weiteres möglich, so daß die Hohlwelle 3 als Stator dient und die Kontaktkammern sich um sie drehen, wie dies häufig bei Drehtischen verschiedenster Art erforderlich ist. Die elektrischen Eigenschaften bleiben hierbei unverändert. Nur die zulässige Umfangsgeschwindigkeit wird in dem Verhältnis der benetzten Oberfläche der Kontaktscheibe 6 zur benetzten Oberflache der Kontakt kammer 10 entsprechend kleiner.

Abb. 3 läßt eine entsprechend Abb. 2 ausgebildete Kontaktvorrichtung erkennen, bei welcher von einem verhältnismäßig langen Kapillarspalt 14' ausgegangen ist. Der Statorteil und der Rotorteil sind axial so weil gegeneinander verschoben, daß der Kapillarspalt auf der einen Seite praktisch keine Längendimension mehr aufweist.

Gemäß A hb. 4 ist der sich aus den Spalten 15. 15' und 15" zusammensetzende Spaltraum zwischen dem Statorteil und dem Rotorteil durch Dichtscheiben 16 in axialer Richtung unterteilt. Die Dichtscheiben sind zwischen den Kontaktscheiben 6 und den zwischen diesen befindlichen Zwischenscheihenringen 5 zu beiden Seiten der letzteren angeordnet. Die Dichtscheiben bestellen aus einem Material mit antiadhäsiver Oberfläche für Trockenlauf, so Formmasse mit strukturiertem Harzträger aus fluorhaltigen Polymere η.

Aus Abb. 5 ergibt sich eine Anordnung, bei welcher der das flüssige Kontaktmedium 12 enthaltende Hohlraum so angeordnet ist. daß die Oberflächenbegrenzung des Kapillarspaltes bzw. des in diesem befindlicher Quecksilbers zu beiden Seiten senkrecht zum Spalt liegt, weil dann die Energie der Oberflachenspannung am größten ist, besonders wenn der Innenteil als Stator und die Kontaktkammern als Rotor eingesetzt werden. Hierzu ist für den das flüssige Kontaktmedium aufweisenden Hohlraum 12 der Kontaktkammer an diesem Hohlraum entsprechender Stelle in der Kontaktscheibe eine Hohlnut 12' vorge sehen, die gleichfalls vom Quecksilber ausgefüllt ist. Hier teilt der Kapillarspalt den das Quecksilber aufnehmenden Hohlraum in zwei Teile. Bei einer extremen Parallelverschiebung des Statorteils zum Rotorteil wird das Kontaktmedium in zwei Teile gerissen. Dadurch wird auch die benetzte Oberfläche der Kontaktkammer und der Kontaktscheibe nicht unwesentlich vergrößert und demzufolge zusätzliche Reibungswärme erzeugt. Durch Einengung der axialen Längentoleranz^n kann dieser Nachteil vermieden werden.

In A b b. 6 ist die Anordnung von Zusatz- oder Nebenrillen 17 zu beiden Seiten des Kammerhohlraumes

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gezeigt. Durch die Nebcnrillen ist ein größerer Spielraum beim F.infüllen des Quecksilbers gegenüber der theoretisch errechneten Füllmengc gegeben. Die Nehcnrillcn nehmen einen Überschuß an Kontaktmetlium auf.

In Verbindung mit der in A bh. 5 gezeigten Ausbildung des Hohlraumes /ur Aufnahme des flüssigen Kontaktmediums ergibt sich aus Abb. (i die Anordnung nach Abb. 7. Diese Anordnung hat noch den Vorteil, daß bei schneller Drehung durch die Flieh-

K)

krall des Kontaklmediums im Innern des Hohlraums ein Vakuum entsteht, welches beim Abbremsen einen Teil des Knntaktmccliums oder das gesamte Kontaktmedium aus den Nehenrillen in die Kontaklkammcr zurückfließen liißl.

Die benetzte Oberfläche der Kontaktscheibe 6wird hier/war bei schneller Drehung bis zu den Nebenrillen erweitert. Sie verringert sieli jedoch gleichzeitig um den Metrag, der durch die Vakuumbildung \om Konlaktmediiim freigegeben wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Kontaktvorrichtung zum Übertragern elektrischer Ströme zwischen relativ gegeneinander drehbaren Leitern mit ein^m Statorteil und einem Rotorteil, von denen der eine dicht an dicht im Wechsel mit isolierenden Zwischenscheiben angeordnete Kontaktscheibe!! auf einer Welle isoliert von dieser und der andere dicht an dicht gleiche Radialachsen wie letzlere aufweisende, ein flüssiges Kontaktmedium enthaltende Kontaktkammern im Wechsel mit Isolierringen aufweist, wobei die Lagerung zwischen dem Statorteil und dem Rotorteil an den Wellenender vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß di:e einen den I mfanji der Kontaktscheibe!! (6) umschließenden Ring flussigen Kontaktmedium.', aufnehmenden Kontaktkammern (12) du^rch eine Nut im Inncmimfang der Kontaktscheibenringe (10) gebildet sind, daß die Kontaktscheiben- (6) und die fliese voneinander trennende Zvvischenscheihen-(5)-Anordnung auf der Welle (3) die Kontakticheibenring-(10) und die dice trennende Isolierring-f 11 (-Anordnung mit radialem Umfangsspiel schwebend durchgreift und daß die radiale Spielgröße zwischen den Kontaktscheiben (6) und den Kontaklscl'cibenringen (10) sich in Kapillarbcrcich des flüssigen K.ontaktmediums hält bzw. durch die Oberflächenspannu;.^ und/oder kinematische Energie des Kortaktmediums bestimmt ist, wobei dieser Kapillarspait (liv 15') eine solche Lange aufweist, daß infolge Erwärmung, insbesondere bei schneller Drehung, überschussig werdendes Kontaktmedium vom Kapillarspalt aufgenommen wird.

2. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktscheibe!! (6) die Form zylindrischer Topfscheiben mit durch die Außenflüche der Topfwand gebildetem Umfang aufweisen.

3. Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kontaktscheiben (6) und den zwischen diesen vorgcseher.en Zwischenscheiben (5) mit ihrem einen Rand gegen die Kontaktkammer-Sclieiben (10) bzw. gegen die Innenwand der Lochung der diese trennende Isolierschcibcnringe (11) anliegende Dichtscheiben (16) vorgesehen sind.

4. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheiben (16) aus einem Material mit antiadhäsivcr. glatter Oberflache fur 1 rockenlauf bestehen, so z. Ii. Formmasse mit strukturiertem Harztriiger aus fluorlialtigcn Polymeren (Rukiii. eingetragenes Warenzeichen) oder ähnlichen TFE-Ausgangsstoffen.

5. Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Außendurchmessers des Spaltes zwischen den die Kontaktkammcrscheihen (10) trennenden Isolierschcibcn-Ringen (11) und den die Kontaktscheibenringe (6) !rennenden Abstandsscheibenringen (5) gleich der Größe des Außendurchmessers des Kapillarspaltes (15, IS') zwischen den Kontaktkammerscheibcnringen (10) und den Kontaktscheihen (6) ist.

ft. Kontaktvorrichtung wich einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktkammerscheiben (10) und die Kontaktschein (6) aus dem gleichen Material bestehen.

7. Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis f>. dadurch gekennzeichnet, daß die /wischen den Koniaktkammerscheiben (10) angeordneten Isolierscheibenringe (11) und die /wischen den Koniaklscheiben (6) angeordneten Absiandsscheibenringe (5) aus dem gleichen Isoliermaterial bestellen.

N. Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der das flüssige Kontaktmedium enthaltende, nach der Kontaktscheibe (6) offene Hohlraum (12) der Kontaktkammern sei angeordnet ist, daß die Oberflächeiibegrenzimg des KapilL:-p.rltts bzw des in diesem befindlichen Quecksilbers zu beiden Seiten senkrecht zum Spalt liegt.

y. Kontaktvorrichtung nach Anspruch S. dadurch gekennzeichnet, daß für den das flüssige Kontaktmedium einhaltenden, nach der Kontaktscheibe (6) offenen Hohlraum (12) der Koniaktkammerscheiben (10) an dem Hohlraum entsprechender Stelle i«<der Kontaktscheibe (6) ein den Hohlraum der Kontaktkammerscheibe (10) ergänzender Hohlraum (12') vorgesehen ist. der gleichfalls vom Quecksilber ausgefüllt ist.

K). Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis y, dadurch gekennzeichnet, daß /u beiden Seiten des der Aufnahme des Quecksilbers dienenden Kammerhohlraumes (12) nach der Kontaktscheibe (6) zu offenen Nei.enrillen (17) oder Nuten od. dgl. vorgesehen sind.