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Drehbare llochstromverbindung "^ Die Erfindung bezieht sich auf eine
drehbare Hochstromverbindung, insbesondere für die Durchführung von Zuleitungen
zu beweglichen Einbauten in geschlossene räume, bestehend aus einer koaxiaien Anordnung
einer elektrisch isolierenden Innen- und einer Außenhülle, deren Hohlräume zur Fortleitung
eines Kühlmediums und zur Aufnahme von tordierbaren, elektrisch leitenden Litzen
ausgebildet sind, welche sich je nach Polarität innerhalb und außerhalb der Innenhülle
befinden und beidseitig in konzentrischen metallischen Anschlußbuchsen befestigt
sind, die aus der koaxialen Anordnung von Innen- und Außenhülle in Form elektrischer
Anschlüsse herausgeführt sind.
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Eine derartige drehbare Hochstromverbindung gehört durch die DT-PS
962 904 zum Stande der Technik. Hochstromverbindungen dieser Gattung werden beispielsweise
für die Einführung großer Bétriebsströme in geschlossene Räume benötigt, wenn zwischen
Bauelementen innerharb'und außerhalb der Begrenzungswände dieser Räume begrenzte
Dreh-und Schwenkbewegungen ausgeführt werden sollen. Diese Notwendigkeit besteht
beispielsweise bei mit elektrischem Strom gespeisten Anlagen, wie Schmelz- und Gießanlagen,
in denen das Schmelzgut durch Kippen eines Tiegels vergossen wird, wobei der Tiegel
mit der Heizeinrichtung eine Baueinheit bildet. Dabei ist noch von besonderer Bedeutung,
daß die Hochstromverbindung gleichzeitig auch noch zur Zu- und Abführung eines Kühlmittels
dienen soll, durch welches Ofenteile wie beispielsweise eine Induktionsspule, vor
Überhitzung geschützt werden. Bei Vorrichtungen mit Druckdifferenzen auf beiden
Seiten der Begrenzungswände der geschlossenen Räume wie beispielsweise bei Vakuumöfen
werden auch noch besondere Anforderungen an die Dichtheit der Hochstromverbindung
gestellt. Hochstromverbindungen der angegebenen Gattung sind jedoch nicht auf die
Verwendung bei Schmelz- und Gießöfen beschränkt.
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Bei der bekannten Hochstromverbindung besteht die Innenhülle aus einem
tordierbaren, elastischen und isolierenden Schlauch, an den sich die flexiblen,
elektrisch leitenden Litzen anschmiegen. Ein solcher Schlauch fällt beim Tordieren
um einen größeren Drehwinkel in sich zusammen, wobei seine Achse seitlich ausweicht.
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Wird der Schlauch am Zusammenfallen gehindert - beispielsweise durch
einen höheren Innendruck bsw. die Verwendung einer inneren Versteifungsspirale -
so ist er nur beschränkt tordierbar, und zwar unter Aufbringung
erhöhter
Kräfte. Dabei tritt vorzeitiger Verschleiß bei erheblichen Rückstellkräften auf.
Außerdem ist die betriebssichere Einspannung des bekannten Schlauches kompliziert
und fertigungstechnisch aufwendig, weil der Schlauch an beiden Enden sowohl gegenüber
radialen als auch axialen Kräften einwandfrei gehalten werden muß. Der Schlauch
hat keine Eigensteifigkeit, so daß auch die Schlauchführung als Schlecht zu bezeichnen
ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene,
drehbare Kochstromverbindung so zu verbessern, daß eine langzeitige sichere Funktion
bei geringen Rückstellkräften gewährleistet ist, Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die Innenhülle aus einem einseitig eingespannten starren Rohr
besteht, welches unter Zwischenschaltung einer Drehdichtung an seinem freien Ende
mit der dort befindlichen inneren Anschlußbuchse in Verbindung steht. Die drehbare,
aber abgedichtete Verbindung des starren Rohres mit der inneren Anschlußbuchse kann
mittelbar und unmittelbar erfolgen. Bei der mittelbaren Verbindung kann beispielsweise
ein weiteres hülsenförmiges Teil zwischengeschaltet sein.
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Mit der erfindungsgemäßen Lösung sind die Vorteile geringer, gleichmäßiger
Rückstellkräfte bei långzeitiger Betriebssicherheit und einfachsten Konstruktions-
und Fertigungsaufwandes verbunden.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes sei nachfolgend
anhand der Figuren 1 und 2 näher beschrieben.
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Es zeigen: Figur 1 einen Axialschnitt durch eine drehbare Hochstropdurchfhrung
und
Figur 2 einen Querschnitt durch den Gegenstand gemäß Figur 1
entlang der Linie 11-11.
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In Figur 1 sind mit lo und 11 ortsfeste Stromzuleitungen unterschiedlicher
Polarität beispielsweise in Form von Sammelschienen bezeichnet; Die Stromzuleitung
1o steht mit einer inneren Anschlußbuchse 12 aus Metall in elektrisch leitender
Verbindung; die Stronzuleitung-11 ist mit einer metallischen äußeren Anschlußbuchse
13 elektrisch leitend verbunden. Zwischen den beiden Anschlußbuchsen 12 und 13 befindet
sich eine aus elektrisch isolierendem Material bestehende Innenhülle in Form eines
einseitig eingespannten starren Rohrs 14, welches einen inneren Hohlraum 15 einschließt.
Das Rohr 14 übergreift an seinem freien Ende unter Zwischenschaltung einer Drehdichtung
16 eine ebenfalls aus Isolierstoff bestehende Hülse 17, die ihrerseits wieder auf
eine rohrförmige Stromzuleitung 18 aufgeschoben ist. Die Stromzuleitung 18 besitzt
an ihrem, dem Hohlraum*15 zugekehrten Ende eine weitere, innere Anschlußbuchse 19,
in der, auf den Umfang verteilt mehrere elektrisch leitende Litzen 20 befestigt
sind. Das andere Ende der Litzen.
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ist in der inneren Anschlußbuchse 12 gehalten. Der Strompfad einer
Phase besteht somit aus den Teilen lo, 12, 20, 19 und 18. Über eine Bohrung 21 in
der Anschlußbuchse 12, den Hohlraum 15 und eine Bohrung 22 kann ein Kühlmittelkreislauf
gefuhrt werden.
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Die äußere Anschlußbuchse 13 ist in einer ortsfesten Außenhülle 23
gehalten, die ebenfalls aus einem elektrisch isolierenden Material besteht, und
die sich über einen wesentlichen Teil der Länge der Hochstromverbindung
erstreckt.
An dem der Anschlußbuchse 13 gegenüberliegenden Ende der Außenhülle 23 befindet
sich eine weitere, metallische, äußere Anschlußbuchse 24, die mit einer rohrförmigen
Stromzuleitung 25 verbunden ist. Zwischen der Außenhülle 23 und dem Rohr 14 befindet
sich ein ringförmiger Hohlraum 26, in dem eine Vielzahl von Litzen 27 untergebracht
sind. Die Enden der Litzen 27 sind in den beiden äußeren Anschlußbuchsen 13 und
24 befestigt.
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Zwischen der Außenhülle 23 und der Anschlußbuchse 24 -befindet sich
ein Nadellager 28, welches eine Drehbewegung der Stromzuleitung 25 mit der Anschlußbuchse
24 gegenüber der Außenhülle 23 ermöglicht und die durch den Druck des Kühlmediums
bedingten axialen Kräfte aufnimmt.
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Die Drehung der Stromzuleitung 18 mit der inneren Anschlußbuchse 19
erfolgt an der Trennfuge 29 zwischen dem Rohr 14 und der Hülse 17. Als Wiederlager
für das Nadellager 28 dient ein nach innen flanschförmig vorgezogener Stützring
30 Die Stromzuleitung 25 ist unter Zwischenschaltung einer Dichtung 31 durch eine
Gehäusewand 32 drehbeweglich bindurchgeführt, die beispielsweise Teil eines induktiv
beheizten Vakuum-Schmelz- und -Gießofens ist. Die in der Zeichnung nicht dargestellte-Induktionsspule
ist an der Verlängerung der Stromzuleitungen 18 und 25 befestigt. Der IIohlraum
26 ist gleichzeitig Teil eines Strömungsweges für das Kthlmittel. Der Strömungsweg
besteht außerdem aus einem Rohranschluß 33 und einem Ringspalt 34 zwischen den Stromzuleitungen
18 und 25.
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Mit einer solchen Hochstromverbindung ist es möglich,
Schwenkbewegungen
der Stromzuleitungen 18 und 25 gegenüber den Stromzuleitungen lo und 11 um einen
bestimmten Schwenkwinkel durchzuführen. Damit hierbei die Litzen 20 und 27 keinen
Zugbeanspruchungen ausgesetzt werden, werden sie in der Weise zwischen den zugehörigen
Anschlußbuchsen befestigt, daß das bewegliche Ende der Litzen eine Bewegung um eine
Symmetrieebene durchführen kann, die durch die Achse der Hochstromverbindung gelegt
ist. Jede Litze führt also nach beiden Seiten gleich weite "Pendelbewegungen" aus.
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In Figur 2 sind gleiche Teile wie in Figur 1 mit gleichen Bezugszeichen
versehen, so daß sich eine Wiederholung an dieser Stelle erübrigt. Es ist zu erkennen,
daß eine Vielzahl von Litzen 20 und 27 in jeweils kreisförmiger Anordnung innerhalb
und außerhalb des Rohres 14 bzw. der Innenhülle angeordnet sind.
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Die Außenhülle 23 ist mittels einer Stütze 35 und einer Flanschplatte
36 an einem ortsfesten Bauteil befestigt, so daß sie an der Drehbewegung der Stromzuleitungen
18 und 25 nicht teilnehmen kanne