EP0424599B1 - Drehbare Hochstromverbindung - Google Patents

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EP0424599B1
EP0424599B1 EP90106765A EP90106765A EP0424599B1 EP 0424599 B1 EP0424599 B1 EP 0424599B1 EP 90106765 A EP90106765 A EP 90106765A EP 90106765 A EP90106765 A EP 90106765A EP 0424599 B1 EP0424599 B1 EP 0424599B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flanges
current connection
high current
flange
pressure medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP90106765A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0424599A1 (de
Inventor
Wolfgang Reuter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Original Assignee
Leybold AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Leybold AG filed Critical Leybold AG
Publication of EP0424599A1 publication Critical patent/EP0424599A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0424599B1 publication Critical patent/EP0424599B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R35/00—Flexible or turnable line connectors, i.e. the rotation angle being limited
    • H01R35/02—Flexible line connectors without frictional contact members
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements
    • H05B6/42—Cooling of coils

Definitions

  • the invention relates to a rotatable high-current connection for the passage of electrical leads to movable installations in closed rooms, consisting of a coaxial arrangement of an electrically conductive inner tube with outer tubes, the cavities of which are used to carry cooling media and the ends of which are connected to a stationary power supply line are each equipped with a metallic flange, from each of which a group of metallic strands leads to a corresponding metallic counter-flange on the stationary feed line, the counter-flanges of the stationary power feed line being provided with cooling devices.
  • High-current connections of the type mentioned above are required, for example, for the introduction of large operating currents into closed rooms if limited rotary and pivoting movements are to be carried out between components inside and outside the boundary walls of these rooms.
  • This need exists, for example, in systems fed with electrical current, such as melting and casting plants, in which the melting material is poured by tilting a crucible, the crucible forming a structural unit with the heating device.
  • the high-current connection is also used to supply and discharge a coolant, by means of which furnace parts, for example an induction coil, are protected against overheating.
  • high-current connections of the type mentioned at the outset are not limited to use in melting and casting furnaces.
  • a particularly weak point of such high-current connections are the inherently flexible parts, which are designed as strands and consist of thin copper wires.
  • a high-current connection of the type described at the outset has been known for many years through public prior use.
  • This consists of four metallic ring flanges that arranged in pairs concentrically one inside the other and connected to each other by U-shaped strands such that an inner and an outer ring flange each have the same potential.
  • the back-to-back ring flanges of different polarity are electrically separated from one another by insulating rings, but form a mechanical unit, the inner ring flanges being able to perform a limited pivoting movement with respect to the outer ring flanges.
  • the ends of the strands are fixed in the flanges by means of clamping screws.
  • the strand groups of one potential run approximately mirror-symmetrically to the strand groups of the other potential, the plane of symmetry lying approximately within the insulating rings between the flanges.
  • Appropriate loop length of the strands ensures that the swivel angle is sufficiently large.
  • the inner, rotatable ring flanges have different diameters and sit on the outer surfaces of the coaxial tubes, which transmit the current and the coolant through the boundary wall of the closed space to its movable internals.
  • the strands were regularly at risk from overheating. This was due to the contact resistances at the clamping points on the one hand and the ohmic resistance of the strands on the other hand, which could not be chosen to be sufficiently small in view of the required flexibility of the strands. An increase in the average diameter of the entire strand system was not possible due to spatial reasons. At the Overheating the strands did not change the fact that a cooling coil was soldered onto the outer surfaces of the outer flanges. The known solution was therefore suitable for a certain dimensioning only for a relatively low total current, so that the possible uses of the known high-current connection were limited.
  • the invention is based on the object of specifying a rotatable high-current connection of the type described above, which - provided the same dimensions - has essentially the same specific load capacity as the above-described high-current connection, but is also suitable for the passage required for a cooled crucible for a second cooling circuit.
  • the problem is solved in the high-current connection described at the outset according to the invention in that at least four tubular components are arranged coaxially with one another and form four pressure medium channels with one another, of which the two radially outer pressure medium channels via two flanges, the first of which at one end of the two tubular components and the second at the other end of the two tubular components are connected, these two flanges each having two radially extending connection bores or connecting pieces and enclosing a further, overall longer tube, the ends of which are each held by a further flange are.
  • the two ends of the rotatable high-current connection are designated 1A and 1B. Between these two ends lies the wall 42 which delimits the closed space in which the end 1B is located. The wall in question is only partially shown.
  • the high-current connection contains an electrically conductive inner tube 2 and an outer tube 3 of the same type, which, however, has a shorter length and is concentric with the Inner tube 2 is arranged.
  • a cavity 4 for the passage of a cooling medium;
  • an annular cavity 5 is formed, which also serves to carry the cooling medium away.
  • the inner cavity 4 is connected via a pipe bend 6 with a screw sleeve 7b to a flexible coolant line, not shown.
  • the outer cavity 5 is also connected to a flexible cooling water line via a lateral connecting piece 7.
  • the end face of the outer tube 3 visible in FIG. 2 is firmly connected to a metallic flange 9 with a screw sleeve 7a, which projects into a flange 13 with connecting pieces 8a, 8b by means of an extension 10 and in this way directly during operation with the cooling medium located in the cavity 5 is in contact.
  • the flange 9 is provided with three radial grooves, not shown, in which seals (not shown) for sealing against the outer tube 3, against the inner tube 2 and against the flange 13 are arranged. A rotational movement between the inner tube 2 and the outer tube 3 does not take place since the two tubes 2, 3 together with the flange 13 form a jointly movable, rigid system.
  • a flange 11 is also arranged on the inner tube 2 beyond the end face of the outer tube 3 in a rotationally fixed manner.
  • the inner tube 2 has an insulating coating 16 over part of its length, which protrudes into the flange 14, so that the predetermined potential difference between the flange 9 and the inner tube 2 can be maintained.
  • the flanges 9 and 11 and the flange 14 are also non-rotatable relative to one another and form an inherently rigid assembly which can only carry out pivoting movements in conjunction with the pipe system.
  • each of the two counter flanges 19 and 20 is included a circumferential coolant channel 21 and 22, which in turn is sealed by a locking ring 23 and 24, respectively.
  • a spacer ring 25 made of insulating material, with which the counter flanges 19 and 20 are welded to form a rigid assembly.
  • Power supply lines 26 and 27 lead to the counter flanges 19 and 20, which are simultaneously designed as coolant lines and are equipped with connecting ends 28 and 29 for hose lines.
  • the entire arrangement is largely rotationally symmetrical with respect to the system axis A-A, with the exception of the downward connections for electricity and cooling water.
  • the live parts of different polarities are surrounded by a cover 30 to protect against contact.
  • the outer cavity 5 is closed at the left-hand end of the high-current connection by an insulating material body 31, which is provided with two pairs of radial grooves, not specified, in which sealing rings are accommodated.
  • the insulating body 31 is clamped to the outer tube 3 via lag screws 32. From this a radial connecting flange 33 leads to a connecting flange 35 which serves not only for the transmission of the current but also for the transmission of the cooling medium and which is provided with connecting bores 36 and 37 for this purpose.
  • connection flange 38 is screwed to the insulating material body 31, which is designed to be rotationally symmetrical, and is connected to the inner tube 2 in an electrically conductive manner via a cylindrical extension 39.
  • the connecting flange 38 also serves to carry the operating current and the cooling medium.
  • the extension 39 is provided with a radial bore 40 which is aligned with the inner cavity 4.
  • Another connecting flange 41 is laterally attached to the outer tube 3 and is connected via the radially extending bore 34 to the cavity 5 for the cooling water flow.
  • the flanges 41 and 43 When mounting the movable consumer, for example an induction melting device that is to be supplied with medium frequency, the flanges 41 and 43 are connected to the consumer with their bores 40, 34. In this way the consumer represents the continuation of the high current connection, i.e. The consumer not only closes the circuit, but also the one coolant circuit.
  • the flanges 41 and 43 can be connected to the connecting flanges of a hollow induction coil in which there is a crucible.
  • This crucible usually has a so-called pouring spout, via which the contents of the crucible can be emptied into a casting mold when the crucible is tilted. The swivel movement required for this is brought about by the high-current connection described.
  • the right end of the high-current connection shown in FIG. 1 is protected by an insulating cover 30.
  • the two connecting bores 36, 37 are connected to it and the left-hand connecting pieces 8a, 8b corresponding to these two bores are connected to the cooling water supply or cooling water return.
  • the bearing bush 44 In order to be able to rotate the high-current connection described relative to the wall 42 of a vacuum chamber (not shown in more detail), the bearing bush 44 with its flange 45 is connected to the Screwed to the wall in a pressure-tight manner.
  • the bearing bush 44 in turn encloses the bearing tube 46, which is firmly and pressure-tightly connected to the flange 13 and the ring 47, which is pressed into the connecting flange 33 and is provided with recesses 48, 49 which correspond to the annular gaps 50 and 51, which are formed by the tubes 3, 55 and 46.
  • Rolling and ball bearings 52 and 53 and a seal package 54a, 54b are arranged between the bearing tube 46 and the bearing bush 44.
  • the flanges 13 and 33, 47 are each provided with three or four radially extending ribs or webs 58a, 58b, 58c or 59a, 59b, 59c, 59d, two of which are each of these webs 58a, 58b and 59a, 59c divide the annular space formed between the two tubular components 5 and 46 in cross-section into crescent-shaped chambers 60a, 60b and 61a, 61b, one of which with the annular space 51 and the other with the annular space 50 is in connection and also each with one of the pressure medium connections 8a, 8b or 36, 37.
  • a special feature of the flange 33 is its two-part design, in which the four radial webs 59a, 59b, 59c, 59d are parts of the inner ring 47 and form the recesses 48, 49 for the flow of the pressure medium.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine drehbare Hochstromverbindung für die Durchführung von elektrischen Zuleitungen zu beweglichen Einbauten in geschlossenen Räumen, bestehend aus einer koaxialen Anordnung eines elektrisch leitenden Innenrohres mit Außenrohren, deren Hohlräume zur Fortleitung von Kühlmedien dienen und die an ihren mit einer ortsfesten Stromzuleitung in Verbindung stehenden Enden mit je einem metallischen Flansch ausgestattet sind, von dem jeweils eine Schar metallischer Litzen zu je einem entsprechenden metallischen Gegenflansch an der ortsfesten Zuleitung führt, wobei die Gegenflansche der ortsfesten Stromzuleitung mit Rühleinrichtungen versehen sind.
  • Hochstromverbindungen der vorstehend genannten Art werden beispielsweise für die Einführung großer Betriebsströme in geschlossene Räume benötigt, wenn zwischen Bauelementen innerhalb und außerhalb der Begrenzungswände dieser Räume begrenzte Dreh- und Schwenkbewegungen ausgeführt werden sollen. Diese Notwendigkeit besteht beispielsweise bei mit elektrischem Strom gespeisten Anlagen, wie Schmelz- und Gießanlagen, in denen das Schmelzgut durch Kippen eines Tiegels vergossen wird, wobei der Tiegel mit der Heizeinrichtung eine Baueinheit bildet.
  • Dabei ist es von besonderer Bedeutung, daß die Hochstromverbindung gleichzeitig auch noch zur Zu- und Abführung eines Kühlmittels dienen soll, durch welches Ofenteile, beispielsweise eine Induktionsspule, vor Überhitzung geschützt werden.
  • Bei Vorrichtungen mit Druckdifferenzen auf beiden Seiten der Begrenzungswände der geschlossenen Räume, wie beispielsweise bei Vakuumöfen, werden auch noch besondere Anforderungen an die Dichtheit der Hochstromverbindungen gestellt. Hochstromverbindungen der eingangs genannten Art sind jedoch nicht auf die Verwendung bei Schmelz- und Gießöfen beschränkt.
  • Eine ausgesprochene Schwachstelle derartiger Hochstromverbindungen sind die in sich flexiblen Teile, die als Litzen ausgebildet sind und aus dünnen Kupferdrähten bestehen.
  • Eine Hochstromverbindung der eingangs beschriebenen Art ist seit vielen Jahren durch offenkundige Vorbenutzung bekannt. Diese besteht aus vier metallischen Ringflanschen, die paarweise konzentrisch ineinander angeordnet und durch U-förmig gebogene Litzen derart miteinander verbunden sind, daß jeweils ein innerer und ein äußerer Ringflansch auf gleichem Potential liegen. Die Rücken-an-Rücken liegenden Ringflansche unterschiedlicher Polarität sind durch Isolierringe elektrisch voneinander getrennt, bilden aber mechanisch eine Baueinheit, wobei die inneren Ringflansche gegenüber den äußeren Ringflanschen eine begrenzte Schwenkbewegung ausführen können. Die Litzen sind hierbei mittels Klemmschrauben mit ihren Enden in den Flanschen befestigt. Die Litzenscharen des einen Potentials verlaufen zu den Litzenscharen des anderen Potentials in etwa spiegelsymmetrisch, wobei die Symmetrieebene etwa innerhalb der Isolierringe zwischen den Flanschen liegt. Durch entsprechende Schlaufenlänge der Litzen wird dafür Sorge getragen, daß der Schwenkwinkel ausreichend groß ist. Die inneren, drehbaren Ringflanschen weisen unterschiedliche Durchmesser auf und sitzen auf den Außenflächen der koaxialen Rohre, welche den Strom und das Kühlmittel durch die Begrenzungswand des geschlossenen Raums zu dessen beweglichen Einbauten übertragen.
  • Während die starren koaxialen Rohre hinreichend dimensioniert werden konnten und durch das Kühlwasser für die Tiegelheizung auch ausreichend gekühlt wurden, waren die Litzen regelmäßig durch Überhitzung gefährdet. Dies lag an den Übergangswiderständen an den Einspannstellen einerseits und an dem Ohmschen Widerstand der Litzen andererseits, der im Hinblick auf die erforderliche Flexibilität der Litzen nicht ausreichend klein gewählt werden konnte. Eine Vergrößerung des mittleren Durchmessers des gesamten Litzensystems verbot sich aus räumlichen Gründen. An der Überhitzung der Litzen änderte auch die Tatsache nichts, daß auf die Außenflächen der äußeren Flanschen eine Kühlschlange aufgelötet wurde. Die bekannte Lösung eignete sich daher für eine bestimmte Dimensionierung nur für einen verhältnismäßig geringen Gesamtstrom, so daß der Einsatzmöglichkeit der bekannten Hochstromverbindung enge Grenzen gesetzt waren.
  • Man hat daher nach Wegen gesucht, die Litzen wirksamer zu kühlen. Dies geschah dadurch, daß man die Litzen einer Polarität in den Hohlraum des inneren Rohres verlegte und die Litzen der anderen Polarität in den Ringraum zwischen dem inneren und dem koaxialen äußeren Rohr, wobei die Rohre selbst aus Isolierstoff bestehen. Eine derartige Anordnung ist durch die DE-A- 23 18 690 bekannt und hat sich durch eine hohe elektrische Belastbarkeit in der Praxis durchaus bewährt.
  • Es hat sich in der Praxis allerdings herausgestellt, daß die Litzen durch das sie umspülende Kühlwasser einer hohen Korrosion in Verbindung mit Kalkablagerungen ausgesetzt waren, so daß die betreffenden Hochstromverbindungen von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden mußten. Solange das Kühlwasser bestimmten Reinheitsanforderungen entsprach, war die Standzeit der bekannten Hochstromverbindungen ausreichend groß. Da jedoch gelegentlich unkontrollierbare Wasserverunreinigungen in Kauf genommen werden mußten, bestand der Wunsch, die Litzen wieder aus dem Wasserbereich herauszunehmen. Dies hätte jedoch zu einem drastischen Rückgang der spezifischen Belastbarkeit der Litzen geführt. Man hat daher vorgeschlagen (DE-A- 32 19 721) den mit dem Innenrohr verdrehfest verbundenen Flansch mit einem Kühlmittelkanal zu versehen.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine drehbare Hochstromverbindung der oben beschriebenen Art anzugeben, die - gleiche Abmessungen vorausgesetzt - im wesentlichen die gleiche spezifische Belastbarkeit aufweist wie die vorstehend beschriebene Hochstromverbindung, jedoch darüberhinaus geeignet ist, den für einen gekühlten Schmelztiegel notwendigen Durchlaß für einen zweiten Kühlkreislauf aufzunehmen.
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei der eingangs beschriebenen Hochstromverbindung erfindungsgemäß dadurch, daß mindestens vier rohrförmige Bauteile koaxial zueinander angeordnet sind und miteinander vier Druckmittelkanäle bilden, von denen die beiden radial außen liegenden Druckmittelkanäle über zwei Flansche, von denen der erste am einen Ende der beiden rohrförmigen Bauteile und der zweite am anderen Ende der beiden rohrförmigen Bauteile angeordnet ist, in Verbindung stehen, wobei diese beiden Flansche jeweils zwei sich radial erstreckende Anschlußbohrungen oder Anschlußstutzen aufweisen und ein weiteres, insgesamt länger bemessenes Rohr umschließen, dessen Enden von jeweils einem weiteren Flansch gehalten sind.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen näher beschrieben und gekennzeichnet.
  • Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 4 näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    einen Axialschnitt durch die Hochstromverbindung, an dem die ortsfesten Ringflansche über Litzen mit den drehbaren Ringflanschen verbunden sind (rechts im Bild) und durch das vollständig drehbare Ende der Hochstromverbindung mit den Anschlußelementen für den verschwenkbaren Verbraucher (links im Bild),
    Figur 2
    den Schnitt quer durch die Hochstromverbindung gemäß Figur 1 nach den Linien E-F,
    Figur 3
    den Schnitt quer durch die Hochstromverbindung gemäß Figur 1 nach den Linien B-C und
    Figur 4
    die Draufsicht auf den Anschlußflansch gemäß Figur 3.
  • In Figur 1 sind die beiden Enden der drehbaren Hochstromverbindung mit 1A und 1B bezeichnet. Zwischen diesen beiden Enden liegt diejenige Wand 42, die den geschlossenen Raum begrenzt, in dem sich das Ende 1B befindet. Die betreffende Wand ist nur teilweise dargestellt.
  • Die Hochstromverbindung enthält ein elektrisch leitendes Innenrohr 2 sowie ein ebensolches Außenrohr 3, das allerdings eine geringere Länge aufweist und konzentrisch zum Innenrohr 2 angeordnet ist. Im Innenrohr 2 befindet sich ein Hohlraum 4 zur Fortleitung eines Kühlmediums; zwischen Innenrohr 2 und Außenrohr 3 wird ein ringförmiger Hohlraum 5 gebildet, der gleichfalls zur Fortleitung des Rühlmediums dient. Der innere Hohlraum 4 ist über einen Rohrkrümmer 6 mit einer Schraubmuffe 7b mit einer nicht gezeigten flexiblen Kühlmittelleitung verbunden. Der äußere Hohlraum 5 ist über einen seitlichen Anschlußstutzen 7 gleichfalls mit einer flexiblen Kühlwasserleitung verbunden.
  • Die in Figur 2 sichtbare Stirnseite des Außenrohres 3 ist fest mit einem metallischen Flansch 9 mit Schraubmuffe 7a verbunden, der mittels eines Fortsatzes 10 in einen Flansch 13 mit Anschlußstutzen 8a, 8b hineinragt und auf diese Weise beim Betrieb mit dem in Hohlraum 5 befindlichen Kühlmedium unmittelbar in Berührung steht. Zur Erzielung einer guten Zentrierung ist der Flansch 9 mit drei nicht näher bezeichneten Radialnuten versehen, in denen nicht gezeigte Dichtungen zur Abdichtung gegenüber dem Außenrohr 3, gegenüber dem Innenrohr 2 und gegenüber dem Flansch 13 angeordnet sind. Eine Drehbewegung zwischen Innenrohr 2 und Außenrohr 3 findet nicht statt, da beide Rohre 2, 3 zusammen mit dem Flansch 13 ein gemeinsam bewegliches, starres System bilden.
  • Auf dem Innenrohr 2 ist jenseits der Stirnseite des Außenrohres 3 gleichfalls ein Flansch 11 verdrehfest angeordnet.
  • Zwischen den beiden Flanschen 9 und 11 befindet sich ein weiterer, gegenüber dem Flansch 11 elektrisch isolierter Flansch 14, der Schrauben 15 aufweist, mit denen der Flansch 9 mit dem Flansch 14 verbunden ist. Das Innenrohr 2 weist auf einem Teil seiner Länge einen Isolierüberzug 16 auf, der bis in den Flansch 14 hineinragt, so daß die vorgegebene Potentialdifferenz zwischen dem Flansch 9 und dem Innenrohr 2 aufrecht erhalten werden kann. Auch die Flanschen 9 und 11 sowie der Flansch 14 sind relativ zueinander unverdrehbar und bilden eine in sich starre Baugruppe, die nur in Verbindung mit dem Rohrsystem gemeinsam Schwenkbewegungen ausführen kann.
  • In den jeweils radial nach außen führenden Schenkeln 11a und 14a der Flanschen 11 und 14 befinden sich in äquidistanter Verteilung eine Vielzahl von axial ausgerichteten Bohrungen, in die U-förmige Litzen 17 bzw. 18 eingelötet sind. Die Litzen einer jeden Polarität bilden eine Schar, wobei die Mittellinien der Litzen in der Mitte des Schwenkbereichs in radialen Ebenen zur Systemachse A-A liegen.
  • Die jenseitigen Enden der Litzen 17 bzw. 18 sind in Gegenflanschen 19 bzw. 20 eingelötet, die zu diesem Zweck mit einer gleichen Anzahl von axial ausgerichteten Bohrungen versehen sind, wie die Flanschen 11 und 14. Jeder der beiden Gegenflanschen 19 bzw. 20 ist mit einem umlaufenden Kühlmittelkanal 21 bzw. 22 versehen, der wiederum durch je einen Verschlußring 23 bzw. 24 abgedichtet ist. Zwischen den Gegenflanschen 19 bzw. 20 befindet sich ein aus Isolierstoff bestehender Distanzring 25, mit dem die Gegenflansche 19 und 20 zur Bildung einer starren Baugruppe verschweißt sind.
  • Zu den Gegenflanschen 19 und 20 führen Stromzuleitungen 26 bzw. 27, die gleichzeitig als Kühlmittelleitungen ausgebildet und mit Anschlußenden 28 bzw. 29 für Schlauchleitungen ausgestattet sind.
  • Die gesamte Anordnung ist im Hinblick auf die Systemachse A-A weitgehend rotationssymmetrisch ausgebildet, mit Ausnahme jedenfalls der nach unten führenden Anschlüsse für Strom und Kühlwasser. Die unter Spannung stehenden Teile unterschiedlicher Polaritäten sind zum Schutz gegen Berührung von einer Abdeckhaube 30 umgeben.
  • Der äußere Hohlraum 5 ist am linksseitigen Ende der Hochstromverbindung durch einen Isolierstoffkörper 31 verschlossen, der mit zwei Paaren nicht näher bezeichneter Radialnuten versehen ist, in denen Dichtungsringe untergebracht sind. Der Isolierstoffkörper 31 ist über Zugschrauben 32 mit dem Außenrohr 3 verspannt. Von diesem führt ein radialer Anschlußflansch 33 zu einem Anschlußflansch 35, der nicht nur zur Übertragung des Stroms, sondern auch zur Weiterleitung des Kühlmediums dient und der zu diesem Zweck mit Anschlußbohrungen 36 und 37 versehen ist.
  • Mit dem Isolierstoffkörper 31, der rotationssymmetrisch ausgebildet ist, ist ein weiterer Anschlußflansch 38 verschraubt, der über einen zylindrischen Fortsatz 39 elektrisch leitend mit dem Innenrohr 2 verbunden ist. Auch der Anschlußflansch 38 dient zur Fortleitung des Betriebsstromes sowie des Kühlmediums. Hierfür ist der Fortsatz 39 mit einer radialen Bohrung 40 versehen, die mit dem inneren Hohlraum 4 fluchtet. Ein weiterer Anschlußflansch 41 ist seitlich am Außenrohr 3 befestigt und ist über die radial verlaufende Bohrung 34 mit dem Hohlraum 5 für den Kühlwasservorlauf verbunden.
  • Beim Anbau des beweglichen Verbrauchers, beispielsweise einer Induktionsschmelzvorrichtung, die mit Mittelfrequenz versorgt werden soll, werden die Flansche 41 und 43 mit ihren Bohrungen 40, 34 mit dem Verbraucher verbunden. Auf diese Weise stellt der Verbraucher die Fortsetzung der Hochstromverbindung dar, d.h. über den Verbraucher wird nicht nur der Stromkreis, sondern auch der eine Kühlmittelkreislauf geschlossen. Man kann die Flansche 41 und 43 mit den Anschlußflanschen einer hohlen Induktionsspule verbinden, in der sich ein Schmelztiegel befindet. Dieser Schmelztiegel besitzt in der Regel eine sogenannte Gießschnauze, über die der Tiegelinhalt beim Kippen des Tiegels in eine Gießform entleert werden kann. Die hierzu erforderliche Schwenkbewegung wird durch die beschriebene Hochstromverbindung bewirkt. Das in Figur 1 gezeigte rechte Ende der Hochstromverbindung ist durch eine isolierende Abdeckung 30 geschützt.
  • Im Falle, daß der Schmelztiegel selbst gekühlt werden soll, werden die beiden Anschlußbohrungen 36, 37 mit ihm und die mit diesen beiden Bohrungen korrespondieren linksseitigen Anschlußstutzen 8a, 8b mit dem Kühlwasservorlauf bzw. Kühlwasserrücklauf verbunden.
  • Um die beschriebene Hochstromverbindung gegenüber der Wand 42 einer nicht näher dargestellten Vakuumkammer drehen zu können, ist die Lagerbuchse 44 mit ihrem Flansch 45 mit der Wand druckdicht verschraubt. Die Lagerbuchse 44 ihrerseits umschließt das Lagerrohr 46, das fest und druckdicht mit dem Flansch 13 und dem Ring 47 verbunden ist, der in den Anschlußflansch 33 eingepreßt ist und mit Ausnehmungen 48, 49 versehen ist, die mit den Ringspalten 50 bzw. 51 korrespondieren, die von den Rohren 3, 55 und 46 gebildet werden. Zwischen dem Lagerrohr 46 und der Lagerbuchse 44 sind Wälz- und Kugellager 52 bzw. 53 und ein Dichtungspaket 54a, 54b angeordnet.
  • Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, sind die Flansche 13 und 33, 47 mit jeweils drei bzw. vier sich radial erstreckenden Rippen oder Stegen 58a, 58b, 58c bzw. 59a, 59b, 59c, 59d versehen, von denen jeweils zwei dieser Stege 58a, 58b bzw. 59a, 59c den zwischen den beiden rohrförmigen Bauteilen 5 und 46 gebildeten Ringraum im Querschnitt in sichelförmige Kammern 60a, 60b bzw. 61a, 61b aufteilen, von denen jeweils die eine mit dem Ringraum 51 und der andere mit dem Ringraum 50 in Verbindung steht und ebenso jeweils mit einem der Druckmittelanschlüsse 8a, 8b bzw. 36, 37. Eine Besonderheit des Flansches 33 besteht in dessen zweiteiliger Ausführung, bei der die vier radialen Stege 59a, 59b, 59c, 59d Teile des inneren Ringes 47 sind und die Ausnehmungen 48, 49 für den Durchfluß des Druckmittels bilden.

Claims (5)

  1. Drehbare Hochstromverbindung (1A, 1B) für die Durchführung von elektrischen Zuleitungen (28, 29) zu beweglichen Einbauten in geschlossenen Räumen, bestehend aus einer koaxialen Anordnung eines elektrisch leitenden Innenrohres (2) mit Außenrohren (3, 55, 46), deren Hohlräume (4 bzw. 5, 50, 51) zur Fortleitung von Kühlmedien dienen und die an ihren mit einer ortsfesten Stromzuleitung (26, 27) in Verbindung stehenden Enden mit metallischen Flanschen (9, 11, 13, 14) ausgestattet sind, von dem jeweils eine Schar metallischer Litzen (17, 18) zu je einem entsprechenden metallischen Gegenflansch (19, 20) an der ortsfesten Zuleitung (26,27) führt, wobei die Gegenflansche (19, 20) der ortsfesten Stromzuleitung (26, 27) mit Kühleinrichtungen (21, 22) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens vier rohrförmige Bauteile (2, 3, 55, 46) koaxial zueinander angeordnet sind und miteinander vier Druckmittelkanäle (4, 5, 50, 51) bilden, von denen die beiden radial außen liegenden Druckmittelkanäle (50, 51) über zwei Flansche (13, 33), von denen der erste am einen Ende der beiden rohrförmigen Bauteile (55, 46) und der zweite am anderen Ende der beiden rohrförmigen Bauteile (55, 46) angeordnet ist, in Verbindung stehen, wobei diese beiden Flansche (13, 33) jeweils zwei sich radial erstreckende Anschlußbohrungen (36, 37) oder Anschlußstutzen (8a, 8b) aufweisen und ein weiteres, insgesamt länger bemessenes Rohr (3) umschließen, dessen Enden von jeweils einem weiteren Flansch (9, 38) gehalten sind.
  2. Drehbare Hochstromverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das radial innen liegende Rohr (2) auf seiner äußeren Mantelfläche einen Isolierüberzug (16) aufweist, wobei nur die beiden freien Enden dieses Rohres 82) in elektrisch leitender Verbindung mit dem ersten bzw. letzten Flansch (11 bzw. 38) stehen und den Leiter für das Strom-Innenpotential bilden, während alle koaxial zu diesem Innenrohr (2) vorgesehenen rohrförmigen Bauteile (3, 55, 46) das Strom-Außenpotential bilden.
  3. Drehbare Hochstromverbindung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß das radial äußere rohrförmige Bauteil (46) von einer mit der Kammerwand (42) verbundenen Lagerbuchse (44) umschlossen ist, die über zwei Wälz- bzw. Kugellager (52 bzw. 53) auf dem rohrförmigen Bauteil (46) gehalten und geführt ist, wobei zwischen den beiden Lagern (52, 53) eine Dichtungsanordnung (54a, 54b) vorgesehen ist.
  4. Drehbare Hochstromverbindung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet , daß das radial äußere rohrförmige Bauteil (46) von einem Zahnkranz (56) umschlossen ist, der mit einem Schneckentrieb (57) oder einem anderen Getriebeelement in Wirkverbindung steht und zusammen mit allen vier rohrförmigen Bauteilen (2, 3, 55, 46) um die Längsachse (A-A) der Hochstromverbindung drehbar ist.
  5. Drehbare Hochstromverbindung nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden axial innen angeordneten Flansche (13, 33) jeweils sich radial erstreckende Rippen oder Stege (58a, 58b, 58c bzw. 59a, 59b, 59c, 59d) aufweisen, die den jeweils zugeordneten Druckmittelkanal (5, 50, 51) im Bereich der Flansche (13, 33) in Paare von Druckmitteldurchlässen bzw. Sektionen aufteilen, wobei jede der insgesamt vier Sektionen mit einem eigenen radialen Druckmittelkanal bzw. Bohrung (36, 37) bzw. Anschlußstutzen (8a, 8b) korrespondiert.
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