DE2653210C3 - Kontaktlose koaxiale Drehkupplung - Google Patents

Description

Gegenstand des Hauptpatents ist eine koaxiale Drehkupplung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Bauart.

Durch diese Ausbildung wird eine kontaktlose Drehkupplung mit einem großen freien inneren Durchlaß geschaffen, die zur Übertragung mehrerer Kanäle in einem Bereich hoher Frequenzen geeignet ist und einen kleinen Reflexionsfaktor, kleine Änderungen des Reflexionsfaktors über den Drehbereich von 360°, kleine Durchgangsdämpfung, eine kleine Änderung der Durchgangsdämpfung über den Drehbereich, eine kleine Änderung des Phasenwinkels des übertragenen Signals über den Durchgangsbereich, eine große Übersprechdämpfung zwischen mehreren Drehkupplungen und eine große Bandbreite des Übertragungsbereiches bei geringer Baulänge aufweist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Drehkupplung gemäß Hauptpatent unter Beibehaltung ihrer günstigen elektrischen Eigenschaften so auszugestalten, daß eine noch geringere Baugröße insbesondere in radialer Hinsicht erreicht werden kann.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch die Erfindung wird es möglich, bei relativ geringem Außendurchmesser der Anordnung (dies ist im Hinblick auf die Übertragung möglichst hoher Frequenzen anzustreben) einen Innenkanal von relativ großem Durchmesser zu schaffen, durch den die nach den axial folgenden Drehkupplungen führenden Leitungen hindurchtreten können. Die Kopplung der Hohlräume ist dabei mittels der Zweifachverteiler so ausgeführt, daß die störende Hn-WeIIe nicht angeregt wird.

Während bei der Ausbildung gemäß der Hauptpatentanmeldung die Anregung vom feststehenden bzw. drehbaren System auf den Innenleiter bezogen ist, erfolgt gemäß vorliegender Erfindung die Beziehung üuf den Außenleiter, was den Vorteil hat, daß die

Ankopplungsstellen λ/2 voneinander entfernt sein können, so daß die zwangsläufig auftretenden Feldverzerrungen an den Koppelstellen durch die längere Übertragungsleitung so gedämpft sind, daß die Abhängigkeit der elektrischen Werte vom Drehwinkel der Drehkupplung vernachlässigbar sein wird. Während bei der Ausführung gemäß der Hauptpatentanmeldung der Resonator überträgt, dient gemäß vorliegender Erfindung der Resonator nur dem Anschluß. Durch die Erfindung wird es möglich, Drehkupplun-

gen zu bauen, die bei einfacher Anordnung der λ/4 Transformationsstufefi, die zur Erzeugung eines kontaktlosen Übergangs an der Drehstelle notwendig sind, nur etwa so lang sind, wie die halbe Wellenlänge. Dadurch, daß die Ankopplung an den Enden des

Außenleiters erfolgt, ergeben sich weitere Vorteile, die darin liegen, daß die Ankoppelstellen etwa λ/2 voneinander entfernt sind und dadurch können sich die Feldverzerrungen an der Einkopplung über die längere Übertragungsleitung bis zur Auskopplung weitgehend

abbauen und die Abhängigkeit der elektrischen Werte von der Drehung wird sehr kein. Außerdem bleibt die Baulänge des Übertragungssystems sehr klein.

Nachstehend wird ein Ausfühnjngsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der

Zeichnung zeigt

Fig. I einen axialen Halbschnitt einer koaxialen Drehkupplung;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-Il gemäß Fig. I.

In der Zeichnung ist lediglich ein Drehkupplungselement dargestellt, jedoch können diese Elemente in beliebiger Zahl axial aneinandergereiht werden. Jedes Element besteht aus einem Stator 20 und einem Rotor 21, die durch Kugellager 22 radial gegeneinander

abgestützt sind. Der Stator ist radial geteilt und weist beidseitig der Teilungsebene zwei Flansche 23 auf. die mittels Schrauben 24 gegeneinander verspannbar sind, wobei ein Dichtungsring 25 zwischen den Flanschen einpreßbar ist. Ein weiterer Dichtring 26 ist in eine

äußere Ringnut am vorderen Ende des Stators angeordnet, die mit dem Oberschubflansch 28 des nächsten Drehkupplungselementes, der auf diesem Abschnitt aufgeschoben werden kann, eine Dichtungsverbindung herstellt. Der Rotor 21 ist mit axialen Kupplungsklauen 27 am vorderen Teil ausgestattet, die mit entsprechenden Kupplungsklauen 28 des nächsten Drehkupplungselementes zusammenwirken und eine drehfeste Verbindung herstellen. Innerhalb des Stators verbleibt ein konzentrischer Kanal 9, durch den die Koaxialleitungen 13 geführt sind, die an die Drehantennen od. dgl. angeschlossen sind. Die Ankopplung im Stator erfolgt über einen Zweifachverteiler 1 und im Rotor über einen Zweifachverteiler 2. deren kreisbo-

genförmig gekrümmten Arme 4 an ihren Enden an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen U und 12 einen galvanischen Kontakt mit dem Stator bzw. dem Rotor bilden.

Über diese Verteiler erfolgt die Einkopplung bzw. die Auskopplung und die Weiterführung geschieht durch Koaxialleiter. Die Enden des Außenleiters werden in der Ankopplungsebene 5 bzw. 6 zum umgebenden Gehäuse durch eine am Ende kurzgeschlossene λ/4-Leitung entkoppelt.

An den Querschnittsebenen 7, 8 wird über die teilweise gefaltete Λ/4-Leitung mit unterschiedlichem Wellenwiderstand für den vorgesehenen Betriebsbereich nahezu ein Kurzschluß transformiert

Gemäß der Erfindung können beliebig viele der in F i g. 1 dargestellten Drehkupplungselemente axial zu einer Mehrfachdrehkupplung säulenförmig aufgebaut werden. Da alle HF-Koaxialleitungen 13 der Einzeldrehkupplungen, die einer Drehebene zugeordnet sind, im freien Innendurchmesser 9 der Drehkupplung«!

durchgeführt werden, ist dieser Innendurchmesser entsprechend groß gewählt. Dies hat zur Folge, daß die Übertragungsleitung 10 über der Grenzfrequenz für die eindeutige Übertragbarkeit der TEM-Welle betrieben werden muß. Dabei wirkt sich sehr störend die Hn-WeIIe aus, da dieser Feldtyp starke Änderungen der elektrischen Übertragungseigenschaften in Abhängigkeit von der Rotation auslöst Durch die beiden gleichphasigen, um 180° zueinander versetzten Anregungsstellen 11 und 12 wird die Hu-WeIIe weitgehend unterdrückt

Die Verteiler 1, 2 mit ihren Armen 4 können fertigungstechnisch als integrierter Bestandteil des Außenleiters hergestellt werden. Dies ergibt sehr geringe Streuungen der elektrischen Werte bei der Serienfertigung und es werden keine weiteren Abstützungen benötigt, wodurch Fertigungskosten erspart werden. Die äußeren Zuleitungen 13 zn den Verteilern 1 und 2 können sehr leicht angeschlossen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kontaktlose koaxiale Drehkupplung nach dem Prinzip des Resonanzkreises zum Aufbau einer Mehrfachdrehkupplung mit einem freien Innenraum zur Durchführung der Anschlußleitungen, bei der die Resonanzräume des Resonanzkreises auf der Resonanzlänge λ/4 oder λ/2 durch Faltung in ihrer Richtung zur Drehachse umgelenkt sind, nach Patent P 26 53 209.2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei je einem der Drehsysteme angehörende A/2 lange Teile der Resonanzhohlräume ineinander geschachtelt sind, deren Ankopplung an entgegengesetzt zueinander liegenden Stellen erfolgt, und daß die Anregung vom feststehenden bzw. vom drehenden System auf den Außenleiter bezogen ist.

2. Drehkupplung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Außenleiters in der Ankoppliinesebene (5 bzw. 6) zum umgebenden Gehäuse durch eine am Ende kurzgeschlossene λ/4-Leitung entkoppelt sind.

3. Drehkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkopplung bzw. Auskopplung an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen (11 und 12) erfolgt, an dunen die Enden sines den freien Innendurchmesser umschließenden Gabelarms (4) einen galvanischen Kontakt mit dem Stator bzw. Rotor bilden.

4. Drehkuoplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zweifach verteiler (1, 2) einen Abstand vun ca. λ/2 der mittleren Betriebswellenlänge habt.r

5. Drehkupplung nach Am.iruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplung des zylindrischen Leitungssystems zum in sich starren System mit einem einfachen λ/4 Choke und zum Drehspalt hin mit einem doppelten oder mehrfachen λ/4 Choke ausgebildet ist.