DE4225196C1

DE4225196C1 - Electromagnetic screening device for electrical and mechanical rotary coupling - uses electrically conductive plastics ring seal in each annular gap between rotating and stationary coupling halves

Info

Publication number: DE4225196C1
Application number: DE19924225196
Authority: DE
Inventors: Franz-Xaver Dr Ing Pitschi
Original assignee: Spinner GmbH
Current assignee: Spinner GmbH
Priority date: 1992-07-30
Filing date: 1992-07-30
Publication date: 1993-11-11
Anticipated expiration: 2012-07-31

Abstract

The screening device uses an annular seal (5, 6) of an electrically conductive plastics material in each annular gap (7, 8) between the stationary and rotating coupling halves (1, 3) in mechanical and electrical contact with the latter. Pref. each annular seal is made of an elastomer material and has a U-shaped profile in the axial direction with a radially projecting sealing lip extending from one peripheral surface. USE - For electromagnetic screening of electronic appts. housing receiving rotary shaft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektromagnetischen Abschirmung einer elektrischen und mechanischen Drehverbindung mit kontaktgebender oder kontaktloser Übertragung von elektrischer Leistung oder elektrischen Signalen zwischen einem ersten stillstehenden mechanischen Teil und einem zweiten sich drehenden mechanischen Teil, von denen das eine das andere unter Freilassung mindestens eines die Drehbeweglichkeit gewährleistenden Ringspaltes umschließt.The invention relates to a device for electromagnetic Shielding an electrical and mechanical slewing ring with contact or contactless transmission of electrical power or electrical signals between a first stationary mechanical part and a second rotating one mechanical part, one of which is the other with the release of at least one of the mobility ensuring the annular gap.

Es gibt zahlreiche mechanische Drehverbindungen, über die auch elektrische Energie und/oder elektrische Signale, hierunter auch Hoch- und Höchstfrequenzsignale, übertragen werden müssen. Beispiele sind Drehverbindungen für Schweißdrehtische, für Krane, für schwenkende und rotierende Antennen, usw. Während es für die Übertragung der elektrischen Energie und/oder der elektrischen Signale zahlreiche Lösungen wie Schleifringe, induktive Übertragung und Übertragung mittels Wellenleitern gibt, fehlte es bisher an einer brauchbaren Lösung für eine elektromagnetische Abschirmung einer solchen Drehverbindung sowohl gegen austretende als auch gegen eintretende elektromagnetische Felder. Bisher war man lediglich bestrebt, die unvermeidbaren Spalte zwischen dem stillstehenden mechanischen Teil und dem sich drehenden mechanischen Teil möglichst klein und/ oder möglichst lang zu machen. Teilweise wurde auch mit den jeweiligen Spalt elektrisch überbrückenden Bürsten oder Lamellenfedern gearbeitet. Während der erstgenannte Lösungsweg für insbesondere sehr hochfrequente Felder keine hinreichenden Dämpfungswerte liefert, hat der zweite Lösungsweg zusätzlich den Nachteil des mechanischen Verschleißes der Bürsten oder Lamellenfedern.There are numerous mechanical slewing rings, over which is also electrical energy and / or electrical Signals, including high and very high frequency signals, must be transferred. Examples are slewing rings for welding turntables, for cranes, for swiveling and rotating antennas, etc. While it is for transmission of electrical energy and / or electrical Signals numerous solutions such as slip rings, inductive transmission and transmission by means of waveguides there has been a lack of a usable one Solution for electromagnetic shielding such slewing ring against both emerging and against electromagnetic fields. So far one was only striving to the inevitable column between the stationary mechanical part and the rotating mechanical part as small as possible and / or to make it as long as possible. Partially also with the respective gap electrically bridging brushes or lamellar springs worked. During the former Solution for particularly very high-frequency fields does not provide sufficient damping values, the second approach also has the disadvantage of mechanical Wear of the brushes or lamella springs.

Selbstverständlich ist es bekannt, drehbeweglich oder verschieblich in einem Gehäuse gelagerte Bauteile gegenüber diesem Gehäuse mittels einer berührenden Dichtung zu dichten (vergl. z. B. DE 39 10 836 A1), jedoch stellt sich hierbei nicht das Problem einer elektromagnetischen Abschirmung.Of course, it is known to be rotatable or components slidably mounted in a housing opposite this housing by means of a contact seal to seal (see, e.g. DE 39 10 836 A1), however not the problem of electromagnetic Shielding.

Aus der DE 39 91 286 C2, in der die Schwierigkeiten einer wirksamen elektromagnetischen Abschirmung der Gehäuse elektronischer Anlagen sehr ausführlich diskutiert sind, ist ein flexibles Dichprofil bekannt, das einen zweischichtigen Aufbau aufweist, wobei die innere Schicht aus einem leitfähigen Elastomeren und die äußere Schicht aus einem mit Metall vermischten Elastomeren besteht.From DE 39 91 286 C2, in which the difficulties effective electromagnetic shielding of the housing electronic systems discussed in great detail are, a flexible sealing profile is known, the one has two-layer structure, the inner Layer of a conductive elastomer and the outer Layer consists of an elastomer mixed with metal.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, die hohe Dämpfungswerte bei allen Frequenzen gewährleistet, sowie preiswert, langlebig und konstruktiv einfach zu verwirklichen ist.The invention has for its object a device to create the genus specified in the introduction, the ensures high attenuation values at all frequencies, as well as inexpensive, durable and easy to construct is realized.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Ringspalt bzw. in allen Ringspalten jeweils mindestens eine sowohl das erste als auch das zweite Teil mechanisch berührende und elektrisch kontaktierende Ringdichtung aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff angeordnet ist. This object is achieved in that in the annular gap or in all annular gaps in each case at least one both the first and the second Some mechanically touching and electrically contacting Ring seal made of an electrically conductive plastic is arranged.

Überraschenderweise erfüllt eine solche Ringdichtung aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff alle an sie zu stellenden Anforderungen. Sie hat außerdem den Vorteil, auch bei solchen Drehverbindungen eingesetzt werden zu können, die sich innerhalb eines gegen die Atmosphäre abgedichteten Systems befinden, das mit einem gegebenenfalls auch unter 100 bis 200 HPa Überdruck stehenden Gas oder Schutzgas gefüllt ist.Such a ring seal surprisingly fulfills an electrically conductive plastic all to them requirements. It also has the advantage can also be used in such slewing rings to be able to stand out against the atmosphere within one sealed system, if necessary with a also gas under 100 to 200 HPa overpressure or inert gas is filled.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Vorschlages nach der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.Advantageous embodiments and developments of the Proposal according to the invention are in the claims 2 to 4 specified.

In der Zeichnung ist eine Vorrichttung nach der Erfindung in Form eines vereinfachten Ausführungsbeispiels im Längsschnitt dargestellt. Es zeigt In the drawing is a device according to the invention in the form of a simplified embodiment in Longitudinal section shown. It shows

Fig. 1 den Lager- und Durchführungsbereich einer Welle in einem stillstehenden Maschinenkörper und Fig. 1 shows the storage and implementation area of a shaft in a stationary machine body and

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Mittel zur elektromagnetischen Abschirmung der Durchführung der Welle durch den Maschinenkörper. Fig. 2 is an enlarged view of the means for electromagnetic shielding the passage of the shaft through the machine body.

In Fig. 1 ist eine Welle 1 über ein Wälzlager 2 in einem insgesamt mit 3 bezeichneten Maschinenkörper drehbar gelagert. Der Drehantrieb der Welle 1 ist nicht dargestellt. Zwischen dem Maschinenkörper 3 und der Welle 1 werden elektrische Signale übertragen. Hierzu dient eine Schleifringanordnung 4 üblicher Bauart, die u. a. einen stillstehenden, mit dem Maschinenkörper 3 verbundenen Bürstenträger 4a und einen drehfest auf der Welle 1 sitzenden Schleifringträger oder Rotor 4b umfaßt. Die Leitungsanschlüsse einerseits des Schleifringträgers, andererseits des Rotors sind der Einfachheit halber nicht dargestellt.In Fig. 1, a shaft 1 is rotatably supported by a roller bearing 2 in a machine body generally designated 3 . The rotary drive of shaft 1 is not shown. Electrical signals are transmitted between the machine body 3 and the shaft 1 . For this purpose, a slip ring arrangement 4 of conventional design is used, which includes, among other things, a stationary brush holder 4 a connected to the machine body 3 and a slip ring holder or rotor 4 b seated on the shaft 1 in a rotationally fixed manner. The line connections on the one hand of the slip ring carrier and on the other hand of the rotor are not shown for the sake of simplicity.

Wie besser aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Durchführung der Welle 1 durch den Maschinenkörper 3 sowohl druckdicht als auch als elektromagnetische Abschirmung gestaltet. Zur elektromagnetischen Abschirmung dienen zwei axial hintereinander angeordnete Ringdichtungen 5, 6, die jeweils aus einem elektrisch leitfähigen Elastomeren bestehen und ein U-förmiges, in axialer Richtung offenes Profil haben. Die Ringdichtungen haben somit einen Querschnitt, der in etwa demjenigen eines üblichen Simmerrings entspricht. Da bei diesem Ausführungsbeispiel der Innenraum des Maschinenkörpers unter Überdruck steht, ist die Ringdichtung 5 so eingebaut, daß die offene Seite ihres U-Profils dem Innenraum zugewandt ist. Beide Ringdichtungen 5, 6 sind in entsprechenden Ringnuten 7, 8 so angeordnet, daß sie sich in vollflächiger Berührung und dementsprechend auch in kontaktgebender Verbindung sowohl mit der Welle 1 als auch mit dem Maschinenkörper 3 befinden.As can be seen better from FIG. 2, the passage of the shaft 1 through the machine body 3 is designed both pressure-tight and as an electromagnetic shield. For electromagnetic shielding, two axially arranged ring seals 5 , 6 are used , each consisting of an electrically conductive elastomer and having a U-shaped profile that is open in the axial direction. The ring seals thus have a cross section that corresponds approximately to that of a conventional Simmerring. Since in this embodiment the interior of the machine body is under pressure, the ring seal 5 is installed so that the open side of its U-profile faces the interior. Both ring seals 5, 6 are arranged in corresponding ring grooves 7, 8 so that they are in full-surface contact and accordingly also in contact with both the shaft 1 and the machine body 3 .

Claims

1. Device for electromagnetic shielding of an electrical and mechanical rotary connection with contacting or contactless transmission of electrical power or electrical signals between a first stationary mechanical part ( 3 ) and a second rotating mechanical part ( 1 ), one of which is the other with release encloses at least one annular gap ensuring rotational mobility, characterized in that in the annular gap or in all annular gaps ( 7, 8 ) at least one ring seal ( 5, 6 ) mechanically contacting both the first and the second part and electrically contacting one electrically conductive plastic is arranged.

2. Device according to claim 1, characterized in that the ring seal ( 5, 6 ) consists of an electrically conductive elastomer.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the ring seal ( 5, 6 ) has an approximately U-shaped, open in the axial direction profile.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ring seal ( 5, 6 ) has on its one peripheral surface a radially projecting sealing lip.