DE2318690B2 - Drehbare Hochstromverbindung - Google Patents

Description

chen 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.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene, drehbare Hochstromverbindung 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 unmitfelbar erfolgen. Bei der mittelbaren Verbindung kann beispielsweise ein weiteres hülsenförmiges Teil zwischengeschaltet sein. Mit der erfindungsgemäßen Lösung sind die Vorteile geringer, gleichmäßiger Rückstellkräfte bei langzeitiger Betriebssicherheit und einfachsten Konstruktions- und Fertigungsaufwandes verbunden.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes sei nachfolgend anhand der F i g. 1 und 2 näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine drehbare Hochstromdurchführung und

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Gegenstand gemäß Fig. 1 entlang der Linie H-II.

In Fig. 1 sind mit 10 und 11 ortsfeste Stromzuleitungen unterschiedlicher Polarität, beispielsweise in Form von Sammelschienen, bezeichnet. Die Stromzuleitung

10 steht mit einer inneren Anschlußbuchse 12 aus Metall in elektrisch leitender Verbindung; die Stromzuleitung

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 ein-s 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 >st in der inneren Anschlußbuchse 12 gehalten. Der Strompfad einer Phase besteht somit aus den Teilen 10, 12, 20, 19 und 18. Über eine Bohrung 21 in der Anschlußbuchse 12, den Hohlraum 15 und eine Bohrung 22 kann ein Kühlmittelkreislauf geführt werden.

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

ίο 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. 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.

Die Drehung der Stromzuleitung 18 mit der inneren Anschlußbuchse 19 erfolgt an der Trennfuge 29 zwischen dem Rohr J4 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 hindurchgeführt, die beispielsweise Teil eines induktiv beheizten Vakuum-Schmelz- und -Gießofens ist. Die in der Zeichnung nicht dargestellte

jo Induktionsspule ist an der Verlängerung der Stromzuleitungen 18 und 25 befestigt. Der Hohlraum 26 ist gleichzeitig Teil eines Strömungsweges für das Kühlmittel. Der Strömungsweg besteht außerdem aus einem Rohranschluß 33 und einem Ringspalt 34 zwischen den Stromzuleitungen 18 und 25.

Mit einer solchen Hochstromverbindung ist es möglich, Schwenkbewegungen der Stromzuleitungen 18 und 25 gegenüber den Stromzuleitungen 10 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.

In F i g. 2 sind gleiche Teile wie in F i g. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß sich eine Wiederholung an dieser Stelle erübrigt. Es ist zu erkennen, da3 eine Vielzahl von Litzen 20 und 27 in jeweils kreisförmiger Anordnung innerhalb und außerhalb des Rchres 14 bzw. der Innenhülle angeordnet sind. 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 kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Drehbare Hochstromverbindung für die Durchführung von einenends in Buchsen fest verankerten Zuleitungen zu beweglichen Einbauten in geschlossene Räume, bestehend aus einer koaxialen Anordnung einer elektrischen isolierenden Innen- und einer Außenhülle, deren Hohlräume zur Fortleitung des Kühlmediums und zur Aufnahme von auf den Umfang verteilten 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 ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenhülle aus einem einseitig eingespannten starren Rohr (14) besteht, welches unter Zwischenschaltung einer Drehrichtung (16) an seinem freien Ende mit der dort befindlichen inneren Anschlußbuchse (19) in Verbindungsteht.

   Die Erfindung bezieht sich auf eine drehbare Hochstromverbindung für die Durchführung von einenends in Büchsen fest verankerten Zuleitungen zu beweglichen Einbauten in geschlossene Räume, bestehend aus einer koaxialen Anordnung einer isolierenden Innen- und einer Außenhülle, deren Hohlräume zur Fortleitung eines Kühlmediums und zur Aufnahme von auf den Umfang verteilten 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 Auflenhülle in Form elektrischer Anschlüsse herausgeführt sind.

   Durch das DT-Gbm 18 18 144 ist eine bewegliche Verbindung zur Überleitung elektrischen Stromes bekannt, bei der die Stromübertragung durch Wälzkörper wie Kegelrollen. Zylinderrollen und Kugeln erfolgt. Bei hohen Stromstärken entstehen jedoch erhebliche Kontaktprobleme aufgrund der linien- bzw. punktförmigen Berührung. Die Folge sind Verschleiß und elektrische Abbrände. Außerdem ist die vorbekannte Vorrichtung nur für die Übertragung des Stromes einer einzigen Polarität geeignet.

   Es handelt sich somit schon gattungsmäßig um eine ganz andere Art der Stromverbindung, bei der keine tordierbaren, elektrisch leitenden Litzen verwendet werden, die an beiden Enden unter guter Kontaktgabe in den gegeneinander verdrehbaren Teilen befestigt sind.

   Durch die GB-PS 12 91076 ist eine drehbare Stromverbindung für ebenfalls nur eine Polarität vorbekannt, bei der die eigentliche Stromübertragung durch ein niedrig schmelzendes Metall bzw. eine Legierung mit einem Schmelzpunkt zwischen 0 und 150° C erfolgt. Zur Herstellung der Beweglichkeit einer solchen Drehverbindung ist jedoch je nach dem Schmelzpunkt des verwendeten Metalls bzw. je nach der Betriebstemperatur eine Beheizungseinrichtung erforderlich. Für die Überführung des Metalls in den schmelzflüssigen Zustand ist außerdem eine ausreichende Zeit erforderlich, so daß die Drehverbindung nicht

   sofort betriebsbereit ist. Soll eine dauernde Betriebsbereitschaft eingehalten werden, so ist eine dauernde Beheizung der Drehverbindung erforderlich, was zu einem permanenten Energiebedarf führt.

   Durch die US-PS 30 28 445 ist eine drehbare elektrische Verbindung vorbekannt, die einseitig eingespannte starre Rohre besitzt, zwischen denen ein isolierender, flexibler Träger für mehrere elektrische Leiterbahnen angeordnet ist. Die elektrischen Leiterbahnen befinden sich sämtlich im gleichen Hohlraum, so daß das Innenrohr nicht zur Trennung unterschiedlicher Polaritäten dienen kann. Die Leiterbahnen verlaufen auch nicht im wesentlichen in axialer Richtung, sondern haben einen spiralförmigen Verlauf, so daß sie auch aus diesem Grunde nicht — je nach Polarität — innerhalb und außerhalb des Innenrohres angeordnet werden können. Die starren Rohre sind gegeneinander aber auch nicht durch eine Drehdichtung vakuum- bzw. flüssigkeitsdicht verbunden, so daß die Anwendbarkeit beispielsweise für Vakuum-Induktionsöfen nicht gegeben ist und die Hohlräume auch nicht zur Fortleitung eines Kühlmediums (für eine Induktionsspule) dienen können. In jedem Falle aber scheidet derjenige Hohlraum für die Fortleitung eines Kühlmediums aus, in dem sich die elektrischen Leiterbahnen befinden, sofern diese unterschiedliche Polarität besitzen. Leitungswasser besitzt eine merkliche elektrische Leitfähigkeit und würde, wenn auch nicht zu einem Kurzschluß, so doch zu einer merklichen Wärmeentwicklung führen, wenn in ihm elektrische Leiter unterschiedlicher Polarität angeordnet werden.

   Durch die DT-PS 9 62 904 gehört auch die eingangs beschriebene drehbare Hochstromverbindung zum Stande der Technik. Hochstromverbindungen dieser Gattung werden beispielsweise für die Einführung großer Betriebsströme in geschlossene Räume benötigt, wenn zwischen Bauelementen innerhalb und außerhalb der Begrenzungswände dieser Räume begrenzte Dreh- und Schwenkoewegungen 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.

   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. Wird der Schlauch am Zusammenfallen gehindert — beispielsweise durch einen höheren Innendruck bzw. die Verwendung einer inneren Versteifungsspirale — so ist er nur beschränkt tordierbar, und zwar unter Aufbringung erhöhter Kräfte. Dabei tritt vorzeitiger Verschleiß bei erhebli-