DE3113444C2

DE3113444C2 - Ein- oder mehrpolige elektrische Verbindung,insbesondere für Kabeltrommeln

Info

Publication number: DE3113444C2
Application number: DE19813113444
Authority: DE
Inventors: Eckhard Ing.(grad.) 4901 Hiddenhausen Halemeier
Original assignee: Ehlebracht 4904 Enger De GmbH
Current assignee: Ehlebracht 4904 Enger De GmbH
Priority date: 1981-04-03
Filing date: 1981-04-03
Publication date: 1984-05-03
Also published as: DE3113444A1

Abstract

Die Erfindung geht von dem Problem aus, eine ein- oder mehrpolige Stromübertragungsvorrichtung mit möglichst einfach herzustellenden Schleifkontakt-Paaren zu schaffen. Die ein- oder mehrpolige Stromübertragungsvorrichtung, insbesondere für die Verwendung an einer Kabeltrommel, weist mindestens ein Schleifkontakt-Paar (23, 21 bzw. 28, 27) auf. Jedes Kontaktscheiben-Paar (23, 21 bzw. 28, 27) weist eine erste ringförmig geschlossene Kontaktscheibe (23, 28) auf, die auch im axial unbelasteten Zustand eben ist. Zu jedem Kontaktscheiben-Paar (23, 21 bzw. 28, 27) gehört außerdem eine zweite, ebenfalls ringförmig geschlossene Kontaktscheibe (21, 27), die eine Erhebung aufweist, welche sich über einen Umfangswinkelbereich ( α) und über die gesamte radiale Breite (b) der Kreisringscheibe (21, 27) durchgehend in Form einer Aufwölbung (24, 32) erstreckt. Die Aufwölbung (24, 32) ist parallel (in Richtung x) zur Drehachse eines jeden Kontaktscheiben-Paares (23, 21 bzw. 28, 27) einfederbar.

Description

100 Grad durchgehend erstreckenden sektoralen Aufwölbung bildet, welche bei Andruck bis zu einem verbleibenden Axialabstand zwischen den ebenen Bereichen beider Kontaktscheiben partiell abgeflacht ist.

Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Verbindung bildet die erste Kontaktscheibe — im Gegensatz zur vorbeschriebenen bekannten ersten Kontaktscheibe — ein stabiles ringförmig geschlossenes, keinerlei verschleißfördernde Kanten bildendes Bauteil welches auch im unbelasteten Zustand völlig eben, daher stabil und leicht herstellbar und im übrigen für beide Drehrichtungen gleichermaßen gut verwendbar ist Die zweite Kontaktscheibe der erfindungsgemäßen Anordnung ist über einen relativ großen Umfangswinkelbereich und über die gesamte radiale Breite der Kreisringscheibe durchgehend derart aufgewölbt, daß die Kreisriiigscheibe auf diesem Umfangswinkelbereich etwa die Gestalt einer Blattfeder einnimmt, welche parallel zur Drehachse des betreffenden Kontaktscheiben-Paares einfederbar ist Während die zweite Kontaktscheibe sich unter der Wirkung eines Axialdrucks gegen die durchgehend ebene erste Kontaktscheibe abstützt, schmiegt sich die Aufwölbung der zweiten Kontaktscheibe unter Bildung einer relativ großen Kontaktübertragungsfläche an die erste Kontaktscheibe.

Auch die mit der Aufwölbung versehene zweite Kontaktscheibe ist mit einem einfachen Formstanz-Vorgang unter nachfolgender Härtung mit einem verhältnismäßig geringen Fertigungsaufwand herstellbar. Im übrigen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß der Umfangswinkelbereich etwa 30° bis etwa 100°, vorzugsweise etwa 90° beträgt Durch diese Erfindungsmerkmale wird eine hinreichend große Flächenkontakt- J5 wirkung sichergestellt.

Im Unterschied zur eingangs beschriebenen elektrischen Verbindung (DE-PS 27 48 667) ist die Erfindung nicht darauf angewiesen, die beiden Kontaktscheiben des jeweiligen Kontaktscheiben-Paares auf Block "o gegeneinanderzupressen. Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Verbindung ist es vielmehr besonders vorteilhaft, daß die Kontaktscheiberi-Paare nicht die Funktion von Axial-Drucklagern übernehmen müssen. Vielmehr wird diese Funktion von gesonderten Lagerbauteilen, beispielsweise von Axialdruck-Lagerflächen einer Kabeltrommel, übernommen. Die Erfindung sieht hingegen vor, daß die zweite Kontaktscheibe unter partieller Abflachung einer jeden Aufwölbung bei Belassung eines Axialabstandes zwischen den beiden 5» ebenen Bereichen beider Kontaktscheiben angedrückt gehalten ist. Während bei der eingangs beschriebenen bekannten elektrischen Verbindung dieser Gattung der Kontaktdruck eine Funktion des jeweils wechselnden axial wirkenden Lagerdrucks bildet, ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung der einmal eingestellte Abstand — und damit auch der Kontaktdruck — konstant. Je nach Anwendungsfall wird man bei der erfindungsgemäßen Anordnung einen größeren oder einen geringeren Axialabstand zwischen den beiden &o Kontaktscheiben des jeweiligen Kontaktscheiben-Paares wählen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die zweite Kontaktscheibe zwei diametral einander gegenüberliegend angeordnete Aufwölbungen auf. Hierdurch ^b5 ist eine symmetrische Verteilung des Axialdrucks gewährleistet. Ein fester Axialabstand mit Axialdruckl.aeerfliichen kann entsprechend weiteren Erfindungsmerkmalen dadurch erzielt werden, daß der verbleibende Axialabstand zwischen den beiden ebenen Bereichen der beiden Kontaktscheiben durch die axiale Lage einer Schnappverrastverbindung eines drehbaren Kabel-Trommelkörpers mit einer raurrfesten Nabe gebildet ist

Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus zusätzlichen Unteransprüchen.

In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher dargestellt, es zeigt

F i g. 1 einen Radialabschnitt durch eine Kabeltrommel und

F i g. 2 etwa nach Art einer Explosionsdarstellung die einzelnen Kontaktscheiben, jeweils einmal in der Seitenansicht und jeweils einmal in halber Draufsicht

In F i g. 1 ist die Kabeltrommel insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet

Die Kabeltrommel 10 besteht aus einem mit 11 bezeichneten raumfesten Gehäusekörper, welcher insgesamt ein Kunststoff-Spritzgußteil bildet Der Gehäusekörper 11 ist im wesentlichen rotationssymmetrisch aufgebaut und in einer Lagerkonsole 12 undrehbar gehalten, deren Schnitt im wesentlichen C-förmig ist.

Der Gehäusekörper 11 weist eine angeformte Nabe

13 auf, auf welche ein insgesamt mit 14 bezeichneter, im wesentlichen rotationssymmetrischer Trommelkörper, welcher ebenfalls ein Kunststoff-Spritzbauteil bildet, mit einer Lagerbüchse 15 drehgelagert ist

Zwischen seinen beiden Trommelwangen 16 und seinem Trommelmantel 17 bildet der Trommelkörper

14 einen Raum 18 zur Aufwicklung etlicher Lagen eines Elektro-Kabels 19, welches in F i g. 1 lediglich angedeutet ist.

Gehäusekörper 11 und Trommelkörper 14 greifen etwa labyrinthartig ineinander und bilden hierbei Aufnahmeräume für Kontaktscheiben-Paare A und B.

Das Kontaktscheiben-Paar A weist eine an einen Flansch 20 raumfest gehaltene zweite Kontaktscheibe 21 auf, während an dem drehbaren Gegenflansch 22 des Trommelkörpers 14 eine erste Kontaktscheibe 23 befestigt ist. Die zweite Kontaktscheibe 21 weist zwei Aufwölbungen 24 auf, gegen welche die erste Kontaktscheibe 23 derart drückt, daß die Aufwölbungen 24 sich partiell, d. h. in ihrem Scheitelbereich, abflachen, indem sie sich an die erste Kontaktscheibe 23 anschmiegen.

Beim Kontaktscheiben-Paar B ist eine ähnliche Anordnung getroffen. Und zwar sind zwischen einem raumfesten Flansch 25 des Gehäusekörpers U und einem drehbaren Flansch 26 des Trommelkörpers 14 die zweite Kontaktscheibe 27 und die erste Kontaktscheibe 28, das größere Kontaktscheiben-Paar B bildend, angeordnet. Die erste Kontaktscheibe 28 ist am drehbaren Flansch 26 befestigt, während die zweite Kontaktscheibe 27 am raumfesten Flansch 25 befestigt ist. Die einander zugekehrten Innenseiten der Flanschpaare 20, 22 sowie 25, 26 sind in einem bestimmten Axialabstand a voneinander distanziert.

Dieser Axialabstand a kommt dadurch zustande, daß sich der Trommelkörper 14 unter Bildung von Axialdruck-Gleitlagerflächen einerseits mit einem. Bundansatz 29 und andererseits mit einem schlitzhülsenförmigen Endbereich 30 seiner Lagerbüchse 15 an einem Lagerbund 31 der gehäuseseitigen Nabe 13 abstützt. Der schlitzförmige Endbereich 30 und der Lagerbund 31 bilden eine Schnappverrastverbindung.

Aus dem Vorstehenden wird deutlich, daß der auf besondere Weise erzielte konstante Axialabstaiid a nur

ein partielles Zusammendrücken der Aufwölbungen 24, 32 gestattet. Hierbei ist noch zu erwähnen, daß die beiden Aufwölbungen 32 Bestandteil der ersten Kontaktscheibe 27 sind.

Aus Fig. 1 ist ohne weiteres ersichtlich, daß die dargestellte Kabeltrommel 10 eine zweipolige Stromübertragung gestattet. Dementsprechend sind beispielsweise die Pole für das Kontaktscheiben-Paar A mit R und für das Kontaktscheiben-Paar S mit MPbezeichnet.

Die diesbezüglichen Kabelenden können Kabelschuhe 33 aufweisen, welche jeweils auf eine Kontakt-Anschlußzunge (z. B. 34 der ersten Kontaktscheibe 28) aufgesteckt sind.

In Fig. 2 ist — mehr schematisch — gezeigt, wie die einzelnen Kontaktscheiben ausgebildet sind.

Die Kontaktscheiben 21,23 bilden das Kontaktscheiben-Paar A, während die Kontaktscheiben 27, 28 das Kontaktscheiben-Paar S bilden.

In F i g. 2 ist zunächst die zweite Kontaktscheibe 21 in der seitlichen Ansicht dargestellt, wobei deutlich wird, daß die Aufwölbung 24 einen etwa blattfederartigen Bereich bildet, der unter der Wirkung des Axialdrucks Ar einfedern kann. Gleiches gilt für die Aufwölbung 32 der zweiten größeren Kontaktscheibe 27 des Kontaktscheiben-Paares B.

Die zweiten Kontaktscheiben 21, 27 sind aus federhartem Werkstoff, zum Beispiel aus federhartem Messing, hergestellt, während die jeweiligen Gegen-Kontaktscheiben 23, 28 aus einem weicheren Material, in diesem Falle aus einem weicheren Messing, bestehen. Diese Werkstoffpaarung erbringt recht gute Gleiteigenschaften bei Herabsetzung des Verschleißes.

Trotz der jeweils nur hälftigen Darstellung der zweiten Kontaktscheiben 21, 27 wird deutlich, daß jede zweite Kontaktscheibe 21, 27 zwei Aufwölbungen 24 bzw. 32 besitzt.

Während die Kontaktanschluß-Zungen 37, 35 der zweiten Kontaktscheiben 21, 27 jeweils mit einer stoffschlüssig angeformten Quetschhülse 38 zur Aufnahme eines Kabelendes enden, können auf die Kontakt-Anschlußzungen 36, 34 der ersten Kontaktscheiben 23, 28 Kabelschuhe 33 aufgeschoben werden.
Aus Fig. 2 ist außerdem zu ersehen, daß bei der

ίο dargestellten zweipoligen Stromübertragungsvorrichtung jeweils eine größere Kontaktscheibe 28 und jeweils eine kleinere Kontaktscheibe 23 aus einer gemeinsamen Platine gestanzt sind. Hierbei ist der Innendurchmesser O, der größeren Kontaktscheibe 28 gleich dem Außendurchmesser D₁₁ der kleineren Kontaktscheibe 23. Während die Kontaktzunge 34 der größeren Kontaktscheibe 28 nach außen ragt, ragt die Kontaktzunge 36 der kleineren Kontaktscheibe 23 nach innen vor. Diese Anordnung, die grundsätzlich ebenfalls für die zweiten Kontaktscheiben 21, 27 gilt, gestattet eine besonders kostengünstige, abfallarme Fertigung. Die Kontaktanschluß-Zungen 34 bis 37 können vorteilhaft lediglich durch Einlegemontage in die zugehörigen Aufnahmeräume montiert werden. Hierbei durchgreifen die Kontaklanschluß-Zungen 34—37 die zugehörigen Anlage-Flansche in Durchbrüche 39, mit deren Laibungen sie zugleich eine Verdreh-Sicherung bilden.

Aus F i g. 2 ist auch zu ersehen, daß sich jede

ii) Aufwölbung 24, 32 etwa über einen Umfangswinkelbereich ac von 90° erstreckt.

Sämtliche Kontaktscheiben 21, 23, 27, 28 besitzen dieselbe radiale Breite b.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

iff 4^ί;;

Claims

Patentansprüche:

1. Ein- oder mehrpolige elektrische Verbindung, insbesondere für Kabeltrommeln, mit mindestens einem Schleifkontakt-Paar, dessen gegeneinander verdrehbare Kontakte aus zwei koaxial hintereinanderliegenden im wesentlichen kreisringförmigen Kontaktscheiben bestehen, von denen die erste im wesentlichen eben ausgebildet ist, wobei die ringförmig geschlossene zweite Kontaktscheibe eine an der ersten Kontaktscheibe anliegende ausgeformte Erhebung aufweist und wobei eine der beiden Kontaktscheiben einen parallel zur Drehachse einfederbsren eigenfedernden Bereich bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kontaktscheibe (23,28) ringförmig geschlossen und auch im axial unbelasteten Zustand eben ist und daß die Erhebung der zweiten Kontaktscheibe (21, 27) den eigenfedernden Bereich in Form einer sich über einen Umfangswinkel (λ) von 30 Grad bis 100 Grad durchgehend erstreckenden sektoralen Aufwölbung (24, 32) bildet, welche bei Andruck bis zu einem verbleibenden Axialabstand (a) zwischen den ebenen Bereichen beider Kontaktscheiben (21, 23 bzw. 27,28) partiell abgeflacht ist

2. Ein- oder mehrpolige elektrische Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kontaktscheibe (21, 27) zwei diametral einander gegenüberliegend angeordnete Aufwölbungen (24,32) aufweist.

3. Ein- oder mehrpolige elektrische Verbindung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der verbleibende Axialabstand (bei a) zwischen den ebenen Bereichen der beiden ^J5 Kontaktscheiben (21, 23; 27, 28) durch die axiale Lage einer Schnappverrastverbindung (30,31) eines drehbaren Kabeltrommelkörpers (14) mit einer raumfesten Nabe (13) gebildet ist.

4. Ein- oder mehrpolige elektrische Verbindung nach Anspruch 1 oder nach einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer zweipoligen elektrischen Verbindung (10) jeweils eine größere (z. B. 28) und eine kleinere (z. B. 23) Kontaktscheibe aus einer gemeinsamen Platine gestanzt sind, wobei die größere Kontaktscheibe (28), deren Innendurchmesser (D) gleich dem Außendurchmesser (D_a) der kleineren Kontaktscheibe (23) ist, eine nach außen vorragende Kontaktanschluß-Zunge (34) und die kleinere Kontaktscheibe (23) eine nach innen vorragende Kontakt-Anschlußzange (36) aufweist und wobei jeweils zwei gleichgroße kleine Kontaktscheiben (21, 23) und zwei gleichgroße größere Kontaktscheiben (27, 28) je ein Schleifkontaktpaar (A, ß^bilden.

5. Ein- oder mehrpolige Verbindung nach Anspruch 1 oder nach einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Aufwölbung (24, 32) aufweisende Kontaktscheibe (21, 27) aus federhartem Werkstoff, z. B. aus federharter ^b0 Brone oder aus federhartem Messing besteht, während die zugehörige andere Kontaktscheibe (23, 28) des jeweiligen Schleifkontaktpaares (A, B) aus einem weicheren, ansonsten aber im wesentlichen stoffgleichen Werkstoff gebildet ist.

Die Erfindung betrifft eine ein- oder mehrpolige elektrische Verbindung, insbesondere für Kabeltrommeln, mit mindestens einem Schleifkontakt-Paar, dessen gegeneinander verdrehbare Kontakte aus zwei koaxial hintereinanderliegenden im wesentlichen kreisringförmigen Kontaktscheiben bestehen, von denen die ers-e im wesentlichen eben ausgebildet ist, wobei die ringförmig.geschlossene zweite Kontaktscheibe eine an der ersten Kontaktscheibe anliegende ausgeformte Erhebung aufweist und wobei eine der beiden Kontaktscheiben einen parallel zur Drehachse einfederbaren eigenfedernden Bereich bildet

Bei der bekannten elektrischen Verbindung (DE-PS 27 48 667) besteht die eigenfedernde Kontaktscheibe aus einer an einer Umfangsstelle durchgehend radial aufgeschnittenen und schraubenförmig aufgebogenen Kreisringscheibe, währe/id die andere kreisringförmige Gegenscheibe dadurch formsteif ausgebildet ist, daß sie eine etwa mittig umlaufend angeordnete Ringsicke aufweiset Der Kontaktdruck kommt dadurch zustande, daß beide in ihren Aufnahmeräumen befindlichen Kontaktscheiben eines Kontaktscheiben-Paares auf Block axial gegeneinander gedrückt werden, derart, daß die formsteife Kontaktscheibe mit dem erhabenen Bereich ihrer Ringsicke linienförmig an der radial aufgeschnittenen, eigenfedernden Kontaktscheibe anliegt und letztere in eine ebene Lage versetzt

Bei der bekannten elektrischen Verbindung, gestattet die nur im wesentlichen linienförmige Berührung der Ringsicke mit der ebenen eigenfedernden Kontaktscheibe nur eine verhältnismäßig gering bemessene Kontaktfläche. Im übrigen bildet bei der bekannten elektrischen Verbindung die radial aufgeschlitzte, keinen ringförmigen Zusammenhalt aufweisende Kontaktscheibe ein relativ labiles Bauteil, dessen Aufbiegen zu einer schraubenförmigen Feder einen nicht unbeträchtlichen Herstellungsaufwand bedeutet. Der Radialschlitzbereich mit seinen Kanten kann bei angepreßter Ringsicke außerdem verschleißfördernd wirken. Außerdem ist die bekannte Anordnung, solange sie jedenfalls eine einfache Bauform aufweist (DE-PS 27 48 667, Fig. 1 und 6), vornehmlich nur für einen Drehsinn geeignet. Wenn nämlich der Drehsinn wechselt und entgegen der Steigung der schraubenförmig aufgebogenen Kontaktscheibe verläuft, sind ein erhöhter Verschleiß oder gar eine Hemmung nicht auszuschließen.

Zum Stand der Technik gehört auch die ältere DE-OS 29 43 939. Die dort beschriebenen kartenförmigen Erhebungen der einen Kontaktscheibe gestatten lediglich eine punktförmige Kontaktanlage, wobei die Kontaktfederwirkung nur durch eine gesonderte externe Schraubenfeder erzielt wird.

Auch bei der elektrischen Verbindung gemäß der DE-AS 22 36 995 liegen zwei Kontaktscheiben mit dem Nachteil eines relativ großen Kontaktwiderstandes im wesentlichen punktförmig gegeneinander.

Ausgehend von der bekannten ein- oder mehrpoligen elektrischen Verbindung (DE-PS 27 48 667), liegt der Erfindung im Bewußtsein der Nachteile des bekannten die Aufgabe zugrunde, eine solche elektrische Verbindung mit einfach herzustellenden Schleifkontakt-Paaren zu schaffen, welche eine flächige Kontaktanlage gestatten. Entsprechend der Erfindung wurde diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die erste Kontaktscheibe ringförmig geschlossen und auch im axial unbelasteten Zustand eben ist, und daß die Erhebung der zweiten Kontaktscheibe den eigenfedernden Bereich in Form einer sich über einen Umfangswinkel von 30 Grad bis