DE2318690C3 - Drehbare Hochstromverbindung - Google Patents

Description

Die I rfindung bezieht sich auf eine drehbare I lochstromverbindung für die Durchführung von einenends in Buchsen fest verankerten Zuleitungen zu beweglichen Einbauten in geschlossene Räume, bestehend aus einer koaxialen Anordnung einer isolierenden Innen und einer Außenhülle, deren Hohlräume zur Forileitung eines Kühlmtdiuiiis iiil zur Aufnahme von auf ilen Umfang verteiltJ¹M tordicibaren. elektrisch leitenden Litzen ausgebildet sind, welche siih 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.

Durch das DE-Gbm IS IK 144 ist eine bewegliche Verbindung zur Überleitung elektrischen Stromes bekannt, bei der die Stromübertragung durch Wälzkörper wie Kegelrollen, Zylirulcirollen und Kugeln erfolgt. Bei hohen Stromstärken entstehen jedoch erhebliche Kontaktprobleme aufgrund der linien- bzw. punkiförmigeii Berührung. Die Folge sind Verschleiß und elektrische Abbrande. Außerdem ist die vorbekannle Vorrichliing nur für die Übertragung des Stromes einer einzigen Polarität geeignet.

Ils handelt sich somit schon gattungsmäßig um eine ganz andere Art der Stromvcrbindung, 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 9107b ist eine drehbare Stromvcrbindung 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 150⁰C erfolgt. Zur Herstellung der Beweglichkeit einer solchen Drehverbindung ist jetloch 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 Beiriebsbereiischaft eingehalten werden, so ist eine dauernde Beheizung der Drehverbindung erforderlich, wus 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 Leiterin bahnen befinden sich sämtlich im gleichen Hohlraum, so daß das Innenrohr nicht /ur 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 r 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- b/w. flüssigkeitsdicht verbunden, so daß die Anwendbarkeit

JO beispielsweise für Vakuum-Induktionsöfen nicht gegeben ist und die Hohlräume auch nicht /ur F'ortleitiing eines Kiihlinediums (für eine Induktionsspule) dienen können. In jedem Falle aber scheidet derjenige I Iohlrauin für die Fortleiiung eines Kühlmediunis aus, in

.'i 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

in ihm elektrische Leiter unterschiedlicher Polarität angeordnet werden.

Durch die DFI-PS 9 bi 904 gehört auch die eingangs beschriebene drehbare Hochsiroinverbindung zum Stande der 1'ci.hnik. Hochstromverbindungen dieser

i> (i.illuug werden beispielsweise fur die Finfühning großer liclrichssirönic in geschlossene Räume benötigt, wenn /wisihen Bauelementen inneihalb und außerhalb der licgreii/unirsvvande dieser Räume begrenzte Dreh und Schwenkbeuegimgen ausgeführt werden sollen.

I» Diese Notwendigkeit besteht beispielsweise bei mit elektrischem Strom gespeisten Anlagen, wie Schmelz· und Gieß.iiilagen. in denen das Schmcl/gut durch Kippen eines Flegels vergossen wird, wobei der Tiegel mit der I lci/cinrii. lining eine Baueinheit bildet. Dabei isi

Γ) noch von besonderer Bedeutung, daß die Hochsiroinverbindung glciihzeilig auch noch zur Zu- und Abführung eines Kühlmittels dienen soll, durch welches Ofenleile, wie beispielsweise eine Induktionsspule, vor Überhitzung gesc'nitzt werden. Bei Vorrichtungen mit

w Druckdifferenzen auf beiden Seilen der Begren/ungs wände der geschlossenen Räume, wie beispielsweise bei Vakuuinöfeii, werden auch noch besondere Anforderungen an die Dichtheit der Hoehstromverbindung gestellt, floehsiromverbindungen der angegebenen Gattung

^r>> sind jedoch nicht auf die Verwendung bei Schmelz- und Gießöfen beschränkt.

Bei der bekannten Hoehstromverbindung besteht die Inncnhülle aus einem tordierbaren, elastischen und isolierenden Schlauch, an den sich die flexiblen,

w elektrisch leitenden Litzen anschmiegen. Ein solcher Schlauen fallt beim Tordieren um einen größeren Drchwinkcl in sich zusammen, wobei seine Achse seitlich ausweicht. Wird der Schlauch am Zusammenfallen gehindert — beispielsweise durch einen höheren

<i> 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-

chen RiickstellkrSften 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. Her Schlauch hat keine Eigensteifigkeit, so daß auch die SthlauchFührung als schlecht zu bezeichnen ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene,drehbare Hochslromverbindung so zu verbessern, daß eine langzeitige sichere Funktion bei geringen Rückstellkrüften gewährleistet ist.

Die gestellte Aufgabe wird erfindiingsgemäß dadurch gelöst, daß die Innenhülle aus einem einseitig eingespannten starren Rohr besteht, welches unter Zwischenschaltung einer Drehdichlung .in 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. Hei der mittelbaren Verbindung kann heispielswei se ein weiteres hülseriförmiges Feil zwischengeschaltet sein. Mit der erfindungsgem.ißen l.osui'? sim! die Vorteile geringer, gleithnnilüger RücksteHkräfie bei langzeiliger Betriebssicherheit und einfachsten Kon· struktions- und Eertigungsaufwandes verbunden.

Ein Ausführungsbeispiel des F-rfindungsgegensiandes sei nachfolgend anhand der F"i g. I und 2 nailer beschrieben.

Es zeigt

E i g. I einen Axialschub! durch eine drehbare

I lochslromdurchführiiiig und

Eig. 2 einen Querschnitt durch den (icgcnstaiu! gcmüQ F ig. I entlang der l.inie I IM.

In Eig. 1 sind mit 10 und 11 ortsfeste Stromziileitun gen unterschiedlicher Polant.il. beispielsweise m Eorm von .Sammelschienen, bezeichne!. Die Stromzuleitung 10 steht mit einer inneren Anse hliillbiic hse 12 aus Met.ill in elektrisch leitender Veibindung; die Stromzuleitung

I1 ist mit einer metallischen .liißeren Anschlußbuchse 1 5 elektrisch teilend vei blinden /wischen den beiden Anschlußbuchsen 12 und 15 befindet sich eine aus elektrisch isolierendem Material bestehende Innenhülle in Eorm eines einseilig eingespannten starren Rohrs 14. welches einen inneren Hohlraum 15 einschließt. Das Rohr 14 übergreift an seinem freien Ende unter /wischeinchalliing einer Drehdic; lung 16 eine eben falls aus Isolierstoff bestehende Hülse 17. die ihrerseits wieder auf eine rohrförniige Stromzuleitung 18 aufgeschoben ist. Die Stromzuleitung 18 besitzt an ihrem, dem llohlraui·· 15 zugekehrten Ende eine weiter.¹, innere Anschlußbuchse 19. in der. auf den Umfang -erteilt, mehrere elektrisch leitende Eiizen 20 befestigt sind. Das andere Ende der Litzen ist in der inneren Anschlußbuchse 12 gehalten. Der Slrompfad einer Phase besteht somit aus den Feilen 10, 12, 20, 19 und 18. Ober eine Bohrung 21 in der Anschlußbuchse 12, den Hohlraum 15 und eine Bohrung 22 kann ein Kühlmittelkreislauf geführt werden.

Die äußere Anschlußbuchse 15 ist in einer orisieMen AußenhüIIe 2\ gehalten, die ebenfalls aus einem elektrisch isolierenden Material besieht, und die ,ich über einen wesentlichen Teil der Lange der I lochstioni Ί verbindung erstreckt. An dem der Anschlußbuchse 15 gegenüberliegenden Ende der Außenhiille 2 5 befindet sich eine weitere, metallische, äußere Anschlußbuchse 24, die mit einer rohrförmigen Stromzuleitung 25 vei blinden ist. /wischen der AußenhüIIe 25 und dem

ι» Rohr 14 befindet sich ein ringförmiger Hohlraum 26, in dem eine Viel/ah! von Litzen 27 untergebracht sind Die Enden der Litzen 27 sind in den beulen äußeren Anschlußbuchsen 15 und 24 befestigt /wischen der Außenhiille 25 und der Anschlußbuchse 2} befindet sich

υ ein Nadellager 28, welches eine Diehbewegung der Stromzuleitung 25 mit der Anschlußbuchse 24 gegen über der AußenhüIIe 25 ermöglicht und die durch den Druck eles Kühlmediums bedingten <i\ialeii Kr.ifte aufnimmt.

J" Die Drehung der Slroin/uleiluiu' 18 nut der inneren Anschlußbuchse 19 erfolgt .in .kr I leiiiiiuge 29 zwischen dem Rohr 14 uiul der Hülse 17 Als Wiederlager für das Nadellager 28 danl ein nach innen flanschformig vorgezogener Stiil/ring 50

.'"> Die Stromzuleitung 25 ist inner Zwischenschaltung einer Dichtung 51 durch eine (ich.iiisewanti 52 drehbeweglich hindiirchgeliihn die beispielsweise Ieil eines induktiv beheizten Vakuum Sihiial/ und Ciieß ofens ist. Die in der Zeahimn,; mehl dargestellte

in Induktionsspule ist a\\ der Vei langet uiig der Slroin/iilei Hingen 18 und 25 befestigt. Dei I IuIiIi.mm 26 ist gleich/eilig Feil eines Stroniungsweges fm il.is Kiihliiiit tel. Der Slromimgsweg nesteln außerdem aus einem Rohranschluß 5 5 und einem Ruigsp.ilt W /wischen den

i> Slrom/iileitungen 18 und 25.

Mit einer solchen Hochslronneibindiing lsi es möglich.Sehwenkhewegungen der Stioin/iileiliiiigeM 18 und 25 gegenüber den Slroni/uleUiiiigen 10 und 11 um einen bestimmten Schwenkwinkel durchzufahren. D.ι

ii> nut hierbei die Litzen 20 und 27 keinen Ziigbe.msprii chiiiigen ausgesetzt werden, weiden sie in der Weise /wischen ilen zugehörigen Anschlußbuchsen befestigt, daß das bewegliche Ende der Litzen eine Bewegung um eine Symmetrie-ebene durchfühlen kanu. ;'ie dun Ii die

Ii Achse der Hoclislromverbindiiiig gc-l-.-gt ist jede· I ι i/o führt also nach beiden Seiten gleich weile »!'enilelhe wc gütigen« aus.

In E i g. 2 sind gleiche Feile wie in ! ι g I mil glen hen Be/ugs/eichen versehen, so daß suh eine VVieikiln.Iung

." an dieser Stelle erübrigt. Es ist /η ei kennen d.ili emc Vielzahl von Litzen 20 und 27 in lewcils kieisionmgei Anordnung innerhalb und außerhalb des Rohres 14 ! /u der Innenhülle angeordnet sind Die Aiillcnhiillc 2 5 isi miiieis einer Stütze 55 und einer f l.msclipl.iiic 56 an

ii einem ortsfesten Bauteil befestigt, so dall sie .in der Drehbewegung der Slroni/uleUiiiigen 18 <i!id 25 mehl teilnehmen kann.

Flierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Drehbare Hoehstromverbindung für die Purchfuhrung von cinenends 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/ur Fortleiiung des Kühlmediunis 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, d a d u rch gekennzeichnet, daß die Innenhülle aus einem einseitig eingespannten starren Rohr (14) hesteht. welches u.-'er Zwischenschaltung einer Drehrichtung (16) an seinem freien Lude mit der dort befindlichen inneren Anschlußbuchse (19) in Verbindung steht.