DE2513437C2 - Elektrische Verbindung zwischen einem drehbaren und einem leitenden stationären Körper - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Verbindung zwischen einem drehbaren Körper, von dem wenigstens ein Teil eine zylindrische Fläche hat, und einem leitenden stationären Körper, der eine wenigstens zu einem Teil der zylindrischen Fläche komplementäre Fläche hat, die neben der zylindrischen Fläche angeordnet ist, und der eine Verbindungseinrichtung aufweist, welche eine elektrische Verbindung zu dem betreffenden stationären Körper herzustellen gestattet, wobei zumindest eine Fläche der komplementären Fläche und der zylindrischen Fläche eine solche Ausnehmung aufweist, daß zwischen dem stationären Körper und dem drehbaren Körper ein Zwischenraum gebildet ist, der eine leitende Flüssigkeit enthält, und wobei Abdichtungseinrichtungen so angeordnet sind, daß ein Lekken der leitenden Flüssigkeit aus dem Zwischenraum verhindert ist.

Eine elektrische Verbindung der vorstehend bezeichneten Art ist generell bereits bekannt (DE-AS 192). Bei dieser bekannten Verbindung ist ein stationärer Körper innerhalb von feststehenden äußeren Hülsen untergebracht. An einer Welle sind dabei innere Hülsen befestigt Die betreffenden Hülsen bilden einen Lastaufnahmeträger für eine Welle. Insgesamt soll dabei eine lasttragende Anordnung bereitgestellt werden, in die eine elektrische Verbindung einbezogen ist. Eine solche Anordnung kann zwar platzsparend ausgebildet werden, ist jedoch von Nachteil, da nämlich jegliche an den Lagern ausgeführte Reparatur- oder Wartungsarbeit zur Aufhebung bzw. Zerstörung der leitenden Flüssigkeitverbindungen führt Im allgemeinen ist es nämlieh erforderlich, die leitende Flüssigkeit aus dem Ringraum zwischen dem feststehenden Körper und dem rotierenden Körper abzuziehen. Eine Beibehaltung der elektrischen Verbindung, beispielsweise beim Ersatz für Dichtungen, kann dabei nicht ohne Auseinandernehmen der mechanischen Lager erfolgen.

Es ist ferner eine in ein Gehäuse eingebaute Kontakteinrichtung zur Übertragung elektrischer Ströme bekannt (DE-AS 11 30 490), bei der mit Quecksilber als Kontaktmittel und mit einem unter dem Oberdruck eines Schutzgases stehenden Gehäuseinnern gearbeitet wird. Auch bei dieser bekannten Kontakteinrichtung sind die Nachteile vorhanden, die im Zusammenhang mit der zuvor betrachteten bekannten elektrischen Verbindung aufgezeigt worden sind.

Es ist schließlich auch schon eine Kontaktvorrichtung zum Übertragen elektrischer Ströme zwischen relativ gegeneinander drehbaren Leitern bekannt (DE-AS 22 30 322), bei der ein Statorteil und ein Rotorteil vorgesehen sind. Einer dieser beiden Teile weist dicht an dicht im Wechsel mit isolierenden Zwischenscheiben angeordnete Kontaktscheiben auf einer Welle auf, und der andere Teil weist dicht an dicht gleiche Radialachscn auf, wobei ein flüssiges Kontaktmedium enthaltende Kontaktkammern im Wechsel mit Isolierringen vorgcsehen sind. Die Lagerung zwischen dem Statorteil und dem Rotorteil erfolgt an den Wellenenden. Von Nachteil bei dieser bekannten Vorrichtung ist jedoch, daß diese relativ kompliziert aufgebaut ist und außerdem wie auch die eingangs betrachtete elektrische Verbindung nicht ohne Aufhebung bzw. Zerstörung der leitenden Flüssigkeitsverbindung auskommt, wenn Reparatur- oder Wartungsarbeiten auszuführen sind.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie eine elektrische Verbindung der eingangs genannten Art bei relativ geringem konstruktiven Aufwand auszubilden ist, um eine bezüglich der Ausführung von Reparatur- oder Wartungsarbeiten verbesserte elektrische Verbindung zu schaffen. Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei

so einer elektrischen Verbindung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß der drehbare Körper die Form einer zusammengesetzten Anordnung hat, welche einen inneren Teil und einen ringförmigen äußeren Teil umfaßt, der von dem inneren Teil in Abstand vorgesehen ist, und daß der äußere Teil eine konische Innenfläche aufweist und an dem inneren Teil mittels einer Anordnung festgelegt ist, welche eine geschlitzte konische Hülse aufweist, die zwischen dem inneren Teil und dem äußeren Teil angeordnet ist.

Die Erfindung bringt gegenüber den bisher bekannten elektrischen Verbindungen zwischen einem drehbaren Körper und einem stationären Körper den Vorteil mit sich, daß eine leitende Flüssigkeitverbindung erzielt ist, die einen ringförmigen Zwischenraum und einen Vorrat an leitender Flüssigkeit aufweist, ohne daß indessen noch irgendeine Forderung nach einer Anordnung vorhanden ist, die als Lastträger für die Welle und außerdem als elektrische Verbindung wirkt. Damit können

bei der elektrischen Verbindung gemäß der Erfindung an Ligern ohne weiteres Reparatur- oder Wartungsarbeiten ausgeführt werden, ohne daß die leitende Flüssigkeitsverbindung aufzuheben oder zu zerstören ist.

Zwockmäßigerweise sind die Abdich'ungseinrichtungen ringförmige Abdichtungsglieder, welche gegen Axialsciien des stationären Körpers gedrückt und mit dem äußeren Teil zur Ausführung einer Drehung mit diesem Teil gekoppelt sind, und außerdem umfassen die betreffenden Abdichtungseinrichtungen O-Ringdichtungen, welche zwischen den Abdichtungsgliedern und dem äußeren Teil angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer besonders wirksamen Abdichtung zwischen den abzudichtenden Teilen.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert.

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine elektrische Verbindung gemäß der Erfindung.

F i g. 2 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil einer elektrischen Verbindung gemäß der Erfindung mit einer alternativen Dichtungsanordnung.

In Fig. 1 ist eine elektrische Verbindung zur Stromzuführung in eine zylindrische Welle 10 von einem stationären Körper 11 aus, der die Form eines die Welle 10 umgebenden Ringes hat, gezeigt. An der Innenfläche des stationären Körpers 11 ist eine ringförmige Einsenkung 12 geformt, die sich fast über die ganze Breite des stationären Körpers U erstreckt. Auf dem Oberende des stationären Körpers 11 ist ein Reservoir 13 für eine leitende Flüssigkeit angebracht, das über einen Kanal 14 mit einem ringförmigen Zwischenraum 15 in Verbindung steht, der von der Einsenkung 12 und einer zugeordneten zylindrischen Außenfläche 16 einer ringförmigen Hülse 17 gebildet wird, die die Welle 10 umgibt. Die Innenfläche 18 der Hülse 17 verjüngt sich konisch und paßt auf eine entsprechende konische Fläche 19 einer geteilten inneren Hülse 20, die bei 21 mit einem Gewinde versehen ist, so daß beim Aufschrauben einer Mutter 22 die innere Hülse 20 festgeklemmt und mit der äußeren Hülse 17 und der Welle 10 verriegelt wird. Die äußere Hülse 17, die innere Hülse 20 und die Welle 10 drehen sich also gemeinsam und sind im Rahmen der Erfindung als der drehbare Körper zu betrachten. Der elektrische Anschluß von außen zum stationären Körper 11 wird in üblicher Weise hergestellt, in dem speziellen Beispiel über Stromschienen 23, die auf den stationären Körper 11 aufgeschweißt sind.

Der stationäre Körper 11 ist nicht zur Aufnahme von Belastungen bestimmt; um die von der Welle aufgenommene Last zu tragen, sind vielmehr nicht gezeigte Speziallager vorgesehen, die nicht Bestandteil der elektrischen Verbindung zwischen der Welle 10 unü dem stationären Körper 11 sind. Nicht bei jeder Konstruktion und für jeden Zweck ist der stationäre Körper 11 so gestaltet, daß er im Paßsitz fest auf der äußeren Hülse 17 sitzt und die leitende Flüssigkeit 24 nicht aussickern kann. Deshalb ist, um eine Abdichtung gegen das Austreten von leitender Flüssigkeit vorzusehen, ein aus Dichtungsmaterial geformter ringförmiger Körper 25 an jeder Endfläche des stationären Körpers 11 vorgesehen. Am einen Ende der äußeren Hülse 17 ist ein Umfangsflansch 26 angebracht, am anderen Ende der Hülse ist ein entsprechender Flansch 27 abnehmbar angefügt, leder ringförmige Dichlungskörper 25 ist an seiner zylindrischen Innenfläche mit einer Ringnut versehen, in die ein O-Ring 28 eingelegt ist, der gegen die zylindrische Fläche 16 abdichtet. Um die Abnutzung an den O-Ringcn 28 zu reduzieren, ist eine Anordnung getroffen, daß sich die ringförmigen Dichtungskörper 25 mit der Welle und den Hülsen drehen; dies wird mit Hilfe von Sperrbolzen 29 erreicht, die in Vertiefungen in den ringförmigen Körpern 25 und in dem Flansch 26 bzw. 27 greifen. In ähnlicher Weise sind in entsprechenden Vertiefungen mehrere Schraubenfedern 30 eingelegt, die die ringförmigen Körper 25 gegen die Endflächen des stationären Elementes 11 pressen. Es ist praktisch, die Sperrbolzen 29 und die Schraubenfedern 30, wie in dem

ίο Beispiel geschehen, in gleichmäßigen Abständen und miteinander abwechselnd rund um die ringförmigen Körper 25 anzuordnen.

Die leitende Flüssigkeit ist ein geschmolzenes Gemisch von 31,25% Blei, 18,75% Zinn und 50% Wismut, wobei die Prozentangaben Gewichtsprozente bedeuten. Der Schmelzpunkt des schmelzflüssigen Gemisches liegt bei 84,5° C. Um das Gemisch in Schmelzzustand zu halten, sind mehrere elektrische Heizelemente 31 in longitudinalen Bohrungen 32 angeordnet, die rundum im stationären Körper U regelmäßig verteilt sind. Die Heizelemente werden von einer elektrischen Stromquelle 35 versorgt, die von dem Ausgang eines Thermoelementes 33 gesteuert wird, das in einem radialen Kanal 34 liegt, dessen Unterende nahe der Einsenkung 15 ist. '

Der stationäre Körper 11, die äußere Hülse 17 und die innere Hülse 20 können alle aus einem geeigneten leitenden Material sein, so daß eine niederohmige elektrische Verbindung zur Welle 10 hergestellt werden kann.

Weiter ist die leitende Flüssigkeit vorzugsweise so gewählt, daß sie keine Korrosionswirkung auf das Material des stationären Körpers 11 oder der äußeren Hülse 17 hat.
F i g. 2 zeigt eine alternative Dichtungsanordnung in Form von O-Ringen 36. die in entsprechenden Nuten 37 an der Innenfläche des stationären Körpers 11 liegen.

Die geschilderte elektrische Verbindung hat einen gesamten Spannungsabfall von der Welle 10 zu den Stromschienen 23 in der Größenordnung von 5 mV bei einer Stromdichte von 15 A/cm². Dies ist weniger als man mit herkömmlichen Verfahren unter Verwendung von Bürsten erreichen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektrische Verbindung zwischen einem drehbaren Körper, von dem wenigstens ein Teil eine zylindrische Fläche hat, und einem leitenden stationären Körper, der eine wenigstens zu einem Teil der zylindrischen Fläche komplementäre Fläche hat, die neben der zylindrischen Fläche angeordnet ist, und der eine Verbindungseinrichtung aufweist, welche eine elektrische Verbindung zu dem betreffenden stationären Körper herzustellen gestattet,

wobei zumindest eine Fläche der komplementären Fläche und der zylindrischen Fläche eine solche Ausnehmung aufweist, daß zwischen dem stationären Körper und dem drehbaren Körper ein Zwischenraum gebildet ist, der eine leitende Flüssigkeit enthält.

und wobei Abdichtungseinrichtungen so angeordnet sind, daß ein Lecken der leitenden Flüssigkeit aus dem Zwischenraum verhindert ist, dadurch gekennzeichnet,

daß der drehbare Körper (10,17,20) die Form einer zusammengesetzten Anordnung '«at, welche einen inneren Teil (10) und einen ringförmigen äußeren Teil (17) umfaßt, der von dem inneren Teil (10) in Abstand vorgesehen ist,

und daß der äußere Teil (17) keine konische Innenfläche (18) aufweist und an dem inneren Teil (10) mittels einer Anordnung festgelegt ist, welche eine geschlitzte konische Hülse (20) aufweist, die zwischen dem inneren Teil (10) und dem äußeren Teil (17) angeordnet ist.

2. Elektrische Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungseinrichtungen (25,28) ringförmige Abdichtungsglieder (25), welche gegen Axialseiten des stationären Körpers (11) gedrückt und mit dem äußeren Teil (17) zur Ausführung einer Drehung mit diesem Teil (17) gekoppelt sind, und O-Ringdichtungen (28) umfassen, welche zwischen den Abdichtungsgliedern (25) und dem äußeren Teil (17) angeordnet sind.