JPH03152888A - 回転可能な高電流接続装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、閉鎖された室内における可動のエレメントに
給電を実施するための回転可能な高電流接続装置であっ
て、導電性の内側管と外側管とが同軸的に配置されてお
り、該内側管と外側管との間における中空室が冷却媒体
を導くために働き、該内側管及び外側管が、位置固定の
給電導管と接続されている端部に、金属製のフランジを
存していて、該フランジから、一群の金属製の素線が、
位置固定の給電導管に設けられた各１つの対応する金属
製の対応フランジに通じており、位置固定の給電導管の
対応フランジが、冷却装置を有している形式のものに関
する。

従来の技術 このような形式の高電流接続装置は、例えば、閉鎖され
た室の制限壁の内側及び外側の構成エレメントの間にお
いて制限された回転運動及び旋回運動を実施したい場合
に、このような室に大きな運転電流を導入するために必
要になる。この必要性は例えば、溶融兼鋳造装置のよう
な電流を供給される装置において存在する。このような
装置においては溶融物はるつぼの旋回によって鋳込まれ
、この場合るつぼは加熱装置と共に構成ユニットを形成
している。

この場合における大きな意味は、高電流接続装置が同時
に冷却媒体の供給及び排出のためにも働くことが望まれ
ているということであり、この冷却媒体によって、例え
ば誘導コイルのような炉部分の過熱が防止されている。

例えば真空炉ような、閉鎖された室の制限壁の両側にお
いて圧力差のある装置では、高電流接続装置のシール性
に対してさらに特別な要求が課せられる。冒頭に述べた
形式の高電流接続装置はしかしながら、溶融兼鋳造装置
における使用に制限されているものではない。

このような形式の高電流接続装置の決定的に弱い箇所は
、素線として構成されていて細い銅ワイヤから成るフレ
キシブルな部分である。

−７＝ 一 冒頭に述べた形式の高電流接続装置は、何年も前から、
公然の先便用によって公知である。

この公知の高電流接続装置は４つの金属製のリングフラ
ンジカ）ら成っており、これらのリングフランジは、対
をなして互いに同心的に配置され、Ｕ字形に曲げられた
素線によって互いに接続されており、それぞれ内側のリ
ングフランジと外側のリングフランジとが同じ電位を有
するようになっている。異なった極性を有していて互い
に背中合わせに位置するリングフランジは、絶縁リング
によって互いに電気的に絶縁されており、しかしながら
機械的には１つの構成ユニットを形成している。この場
合内側のリングフランジは、外側のリングフランジに対
して制限された旋回運動を実施することができる。素線
はこの場合その端部で、クランプねじを用いてフランジ
内において固定されている。一方の電位を有する素線群
は、他方の電位を有する素線群に対してほぼ鏡面対称的
に延びており、この場合対称平面はほぼ、フランジの間
における絶縁リング内に位置している。素線の相応なル
ーズ長さによって、十分に大きな旋回角度が得られる。

回転可能な内側のリングフランジは、異なった直径を有
していて、同軸的な管の外面に位置しており、これらの
管は電流及び冷却媒体を閉鎖された室の制限壁を通して
、該室の可動のエレメントに伝達するために働く。

従来、剛性の同軸的な管が十分な寸法を有することがで
き、かつ、るつぼの過熱に対しても冷却水によって十分
に冷却され得たのに対して、素線は通常過熱の危険にさ
らされていた。このことは、一方では緊定箇所における
移行抵抗に基づき、かつ他方では素線のオーム抵抗に基
づくものであり、このオーム抵抗は、素線に必要な７レ
キシビリテイに関連して十分小さく選択することはでき
なかった。素線系全体の中間の直径の増大は、空間的な
理由から禁じられていた。また、素線の過熱に関しては
、外側のフランジの外面に冷却蛇管が溶接されるという
事実はなんら変化がなかった。従って公知の解決策は、
規定の寸法設定に対しては比較的僅かな全電流のために
しか適しておらず、この結果、公知の高電流接続装置の
使用可能性は狭い範囲に制限されていた。

従ってこれまで、素線をより効果的に冷却する方策が模
索されていた。そして素線冷却のために、一方の極性を
有する素線は内側の管の中空室内に配置され、他方の極
性を有する素線は内側の管と骸骨に対して同軸的な外側
の管との間における環状室内に配置されており、この場
合管自体は絶縁物質から成っていた。ドイツ連邦共和国
特許第２３１８６９０号明細書に基づいて公知のこのよ
うな配置形式は、実地において高い電気的な負荷容量に
よって極めて有利であることが判明している。

しかしながら実地においてまた次のことが判明した。す
なわちこの公知の配置形式では、素線はその回りを流れ
る冷却水によって腐食してしまうのみならず、石灰が堆
積するという減少をも被り、この結果、この公知の高電
流接続装置は時々交換されねばならなかった。冷却水が
規定の純然たる要求に相当している場合には、公知の高
電流接続装置の耐用寿命は十分に長いものであった。し
かしながら、しばしば制御不能な冷却水の汚染を甘受し
なくてはならなかったので、素線を冷却水の範囲から取
り出したいという要求が発生した。しかしながらこのこ
とは、素線の固有の負荷容量著しく減少させることにな
る。そこで、ドイツ連邦共和国特許第３２１９７２１号
明細書では、内側管と回動不能に結合されたフランジに
、冷却媒体通路を設けることが提案された。

発明の課題 ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の回転可能な
高電流接続装置を改良して、寸法が等しいと仮定した場
合、上述の公知の高電流接続装置とほぼ等しい固有の負
荷容量を有しており、しかも、冷却される溶融るつぼの
ために必要な、第２の冷却回路のだめの貫流路をも受容
するのに極めて適した、回転可能な高電流接続１ １２ 装置を提供することである。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明の構成では（イ）第１
の外側管と回動不能に結合されたフランジが、外側管と
内側管との間における中空室のところまで案内されてい
て、第１の中空室が、冷却媒体と直接接触可能であり、 （ロ）位置固定の給電導管に所属の両対応フランジが、
その内部に配置された冷却媒体通路を有しており、 （ハ）素線が両端部において金属製のろう接部で、所属
のフランジに埋め込まれている。

本発明の別の有利な構成では、少なくとも４つの管状の
構成部材が互いに同軸的に配置されていて、４つの圧力
媒体通路を形成しており、これらの圧力媒体通路のうち
の、半径方向外側に位置する２つの圧力媒体通路が、２
つのフランジを介して互いに結合されていて、両フラン
ジのうちの第１のフランジが、２つの管状の構成部材の
一方の端部に配置され、かつ第２のフランジが、２つの
管状の構成部材の他方の端部に配置されており、両フラ
ンジが、それぞれ２つの半径方向に延びる接続孔又は接
続管片を有していて、全体として長い寸法を有する別の
管を取り囲んでおり、骸骨の端部が２つの別のフランジ
によって保持されている。

実施例 次に図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図には、回転可能な高電流接続装置の両端部がＩＡ
及びＩＢで示されている。両端部の間には、端部Ｂ１の
位置している閉鎖された室を制限している壁４２が設け
られている。この壁は図面には部分的にしか示されてい
ない。

高電流接続装置は通電性の内側管２と同じく通電性の外
側管３とを有しており、この外側管は内側管２に比べて
短い長さを有していて、内側管２に対して同心的に配置
されている。内側管２には、冷却媒体を通すための中空
室４が設けられており、また内側管２と外側管３との間
には、同様に冷却媒体を通すために働くリング状の中空
室５が形成されている。内側の中空室４は、ねじ山付ス
リーブ７ｂを備えた管筒曲部６を介して、図示されてい
ないフレキシブルな冷却媒体導管と結合されている。外
側の中空室５は側部の接続管片７を介して、同様に７レ
キシブルな冷却水導管と接続されている。

第２図から分かるように外側管３はその端面において、
ねじ山付スリーブ７ａを備えた金属製のフランジ９と堅
く結合されており、このフランジは延長部ＩＯを用いて
、接続管片３ａ。

８ｂを備えたフランジ１３に突入しており、このように
して運転時には、中空室５内に位置する冷却媒体と直接
接触している。良好なセンタリングを達成するために、
フランジ９は図示されていない３つの半径方向溝を有し
ており、これらの半径方向溝には、外側管３に対するシ
ールのため、内側管２に対するシールのため及びフラン
ジ１３に対するシールのために図示されていないシール
部材が配置されている。両管２３はフランジ１３と共に
、一緒に可動の剛性の系を形成しているので、内側管２
と外側管３との間における相対回転運動は生じない。

内側管２には、外側管３の端面のさらに先に同様にフラ
ンジｊ１が回動不能に配置されている。

両フランジ９と１１との間には、フランジ１１に対して
電気的に絶縁された別のフランジ１４が設けられており
、このフランジはねじ１５を有していて、このねじを用
いてフランジ９とフランジ１４とが結合されている。内
側管２はその全長の一部に絶縁被覆１６を有していて、
この絶縁被覆はフランジ１４内にまで突入しており、こ
の結果、フランジ９と内側管２との間における所定の電
位差を維持することができる。またフランジ９及びＪｌ
並びにフランジ１４は相対回動不能であり、自体剛性の
構造グループを形成しており、この構造グループは、管
系と関連して該管系と一緒にしか旋回運動するこ５− とができない。

フランジ１１及び１４のそれぞれ半径方向外側に向かっ
て延びる脚１１ａ及び１４ａには、軸方向に延びる多数
の孔が等間隔をおいて１分配配置されており、これらの
孔にはＵ字形の素線Ｊ７もしくはＪ８がろう接されてい
る。それぞれ一方の極性を有する素線は、１つのグルー
プを形成しており、この場合素線の中心線は、旋回範囲
の中心において系軸線Ａ−Ａに対する半径方向平面に位
置している。

素線１７もしくは１８の他方の端部は、対応フランジ１
９もしくは２０にろう接されており、対応フランジはこ
のために、フランジ１１及びＪ４のように、軸方向に延
びた同数の孔を有している。両対応フランジ１９もしく
は２ｏはそれぞれ、循環する冷却媒体通路２１もしくは
２２を有しており、両冷却媒体通路はまた各１つの閉鎖
リング２３もしくは２４によってシールされている。対
応フランジ１９と２０との間には、絶縁材料から成るス
ペーサリング２５が６ 配置されており、このスペーサリングと共に対応フラン
ジ１９及び２０は剛性の構造グループを形成すべく溶接
されている。

対応フランジ１９及び２０には給電導管２６もしくは２
７が通じており、再給電導管は同時に冷却媒体導管とし
て構成されていて、ホース導管のための接続端部２８も
しくは２９を有している。

電流及び冷却水のための下方に向かって延びている接続
部を例外として、装置全体は、系の軸線Ａ−Ａを中心に
して回転対称的に構成されている。異なった極性を有し
ていて電圧下にある部分は、互いに接触することを防止
するために、カバーフード３０によって取り囲まれてい
る。

外側の中空室５は、高電流接続装置の左側端部において
絶縁体３１によって閉鎖されておりこの絶縁体は図示さ
れていない２対の半径方向溝を有していて、これらの半
径方向溝には、シールリングが設けられている。絶縁体
３１は抗張ねじ３２を介して外側管３と緊定されている
。この外側管からは、半径方向の接続フランジ３３が接
続フランジ３５に通じており、この接続フランジ３５は
、電流を伝達するのみならず、冷却媒体をさらに搬送す
るためにも働き、このために、接続孔３６及び３７を有
している回転対称的に構成された絶縁体３１には、別の
接続フランジ３８がねじ締結されており、この接続フラ
ンジは、円筒形の延長部３９を介して内側管２と導電的
に接続されている。接続フランジ３８もまた、可動電流
及び冷却媒体をさらに導くために働く。このために延長
部３９は、内側の中空室４と整合している半径方向の孔
４０を有している。別の接続フランジ４１は、側部にお
いて外側管３に固定されていて、半径方向に延びる孔３
４を介して、冷却水を送るための中空室５と接続されて
いる。

中間周波数が供給される例えば誘導溶融装置のような可
動の消費機が取り付けられている場合には、フランジ４
１及び４３はその孔４０゜３４で、消費機と接続される
。このようにして消費機は、高電流接続装置の延長部を
形成する。つまり消費機を介して、電流回路のみならず
一方の冷却媒体回路も接続される。そしてフランジ４１
及び４３は、内部に溶融るつぼを備えた中空の誘導コイ
ルと接続されことができる。この場合溶融るつぼは、通
常注入ノズルを有しており、この注入ノズルを介して、
るつぼ内容物はるつぼの旋回時に鋳型の中に注ぎ込まれ
る。このために必要な旋回運動は、上記の高電流接続装
置によって生ぜしめられる。第１図に示された高電流接
続装置の右端部は、絶縁性のカバー３０によって保護さ
れている。

溶融るつぼ自体を冷却したい場合には、両接続孔３６．
３７が溶融るつぼと接続され、かつ両接続孔に対応する
左側の接続管片８ａ、８ｂが冷却水の送り部及び冷却水
の戻し部と接続される。

図示されていない真空室の壁４２に対して上１ｉ） −２（） 記の高電流接続装置を回転させるために、軸受ブシュ４
４はそのフランジ４５で、壁と圧密にねじ締結されてい
る。軸受ブシュ４４自体は軸受管４６を取り囲んでおり
、この軸受管は、フランジ１３及びリング４７と堅くか
つ圧密に結合されており、このリングは接続フランジ３
３に押し込まれていて、切欠き４８．４９を有しており
、これらの切欠きは、管３，５５及び４６によって形成
される環状間隙５０もしくは５１と対応している。軸受
管４６と軸受ブシュ４４との間には、ころがり軸受５２
及び玉軸受５３並びにシールバケツ）５４ａ、５４ｂが
配置されている。

第２図及び第３図から分かるように、フランジ１３及び
３、１３、４７は、それぞれ３つもしくは４つの半径方
向に延びるリブ又はウェブ５８ａ、５８ｂ、５８ｃもし
くは５９ａ、５９ｂ。

５９Ｃ，５９ｄを有しており、これらのうちの各２つの
ウェブ５８ａ、ｓａｂもしくは５９ａ５９ｃは、管状の
構成部材５及び４６の間に形成された環状室を、横断面
三日月形の室６０ａ、６０ｂもしくは６１ａ、６１ｂに
分割しており、これらの室のうち、それぞれ一方の室は
環状室５１と接続され、他方の室は環状室５０と接続さ
れていて、同様にそれぞれ１つの圧力媒体接続部８ａ、
８ｂもしくは３６．３７と接続されている。フランジ３
３の特殊性は、該フランジの２部分から成る構成にあり
、この場合４つの半径方向のウェブ５９ａ、５９ｂ、５
９ｃ、５９ｄは内側のリング４７の一部であり、圧力媒
体を貫流させるための切欠き４８．４’１１を形成して
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高電流接続装置の１実施例を示す
縦断面図、第２図は第１図のＥ−Ｆ線に沿った横断面図
、第３図は第１図のＢ−Ｃ線に沿った横断面図、第４図
は第３図に示された接続フランジの上から見た平面図で
ある。 ＩＡ、ＩＢ・・・高電流接続装置の端部、２・・・内側
管、３・・・第１の外側管、４．５・・・中空室、６・
・・管筒曲部、７ａ、７ｂ・・・ねじ山付スリーブ、８
ａ、ａｂ・・・接続管片、９・・・フランジ、ｌＯ・・
・延長部、１１・・・フランジ、ｌｅａ・・・脚、１２
〜１４・・・フランジ、１４ａ・・・脚、１５・・・ね
じ、１６・・・絶縁被覆、１７．１８・・・素線、１９
．２０・・・対応フランジ、２１．２２・・・冷却媒体
通路、２、１３、２４・・・閉鎖リング、２５・・・ス
ペーサリング、２６．２７・・・給電導管、２８．２９
・・・接続端部、３０・・・カバーフード、３１・・・
絶縁体、３２・・・抗張ねじ、３３・・・接続フランジ
、３４・・・孔３５・・・接続フランジ、３６．３７・
・・孔、３８・・・接続フランジ、３９・・・延長部、
４０・・・孔、４１・・・接続フランジ、４２・・・室
壁、４３・・・接続フランジ、４４・・・軸受ブシュ、
４５・・・フランジ、４６・・・第３の外側管、４７・
・・リング、４８，４９・・・切欠き、５０．５１・・
・環状間隙、５２・・・ころがり軸受、５３・・・玉軸
受、５４ａ、５４ｂ・・・シールパケット、５５・・・
第２の外側管、５６・・・歯付リム、５７・・・ウオー
ム伝動装置、５８ａ。 ５８ｂ、５８ｃ、５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ・・
・ウェブ、６０ａ。 ｂ・・・三日月形の室

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、閉鎖された室内における可動のエレメントに給電を
   実施するための回転可能な高電流接続装置であって、導
   電性の内側管（２）と外側管（３、５５、４６）とが同
   軸的に配置されており、該内側管と外側管との間におけ
   る中空室（４；５、５０、５１）が冷却媒体を導くため
   に働き、該内側管及び外側管が、位置固定の給電導管（
   ２６、２７）と接続されている端部に、金属製のフラン
   ジ（９、１１、１３、１４）を有していて、該フランジ
   から、一群の金属製の素線（１７、１８）が、位置固定
   の給電導管（１９、２０）に設けられた各１つの対応す
   る金属製の対応フランジ（１９、２０）に通じており、
   位置固定の給電導管（２６、２７）の対応フランジ（１
   ９、２０）が、冷却装置（２１、２２）を有している形
   式のものにおいて、 （イ）第１の外側管（３）と回動不能に結合されたフラ
   ンジ（９）が、外側管（３） と内側管（２）との間における中空室（ ５）のところまで案内されていて、第１ の中空室（５）が、冷却媒体と直接接触 可能であり、 （ロ）位置固定の給電導管（２６、２７）に所属の両対
   応フランジ（１９、２０）が 、その内部に配置された冷却媒体通路（ ２１、２２）を有しており、 （ハ）素線（１７、１８）が両端部において金属製のろ
   う接部で、所属のフランジ（ １４、１９；１１、２０）に埋め込まれ ている ことを特徴とする、回転可能な高電流接続装置。 ２、内側管（２）及び外側管（３、５５、４６）のフラ
   ンジ（１１、１４）が、位置固定の給電導管（２６、２
   ７）の内部において自由回転可能に案内されている、請
   求項１記載の高電流接続装置。 ３、閉鎖された室内における可動のエレメントに給電を
   実施するための回転可能な高電流接続装置であって、導
   電性の内側管（２）と外側管（３、５５、４６）とが同
   軸的に配置されており、該内側管と外側管との間におけ
   る中空室（４；５、５０、５１）が冷却媒体を導くため
   に働き、該内側管及び外側管が、位置固定の給電導管（
   ２６、２７）と接続されている端部に、金属製のフラン
   ジ（９、１１、１３、１４）を有していて、該フランジ
   から、一群の金属製の素線（１７、１８）が、位置固定
   の給電導管（１９、２０）に設けられた各１つの対応す
   る金属製の対応フランジ（１９、２０）に通じており、
   位置固定の給電導管（２６、２７）の対応フランジ（１
   ９、２０）が、冷却装置（２１、２２）を有している形
   式のものにおいて、少なくとも４つの管状の構成部材（
   ２、３、５５、４６）が互いに同軸的に配置されていて
   、４つの圧力媒体通路（４、５、５０、５１）を形成し
   ており、これらの圧力媒体通路のうちの、半径方向外側
   に位置する２つの圧力媒体通路（５０、５１）が、２つ
   のフランジ（１３、３３）を介して互いに結合されてい
   て、両フランジのうちの第１のフランジが、２つの管状
   の構成部材（５５、４６）の一方の端部に配置され、か
   つ第２のフランジが、２つの管状の構成部材（５５、４
   ６）の他方の端部に配置されており、両フランジ（１３
   、３３）が、それぞれ２つの半径方向に延びる接続孔（
   ３６、３７）又は接続管片（８ａ、８ｂ）を有していて
   、全体として長い寸法を有する別の管（３）を取り囲ん
   でおり、該管の端部が２つの別のフランジ（９、３８）
   によって保持されていることを特徴とする、回転可能な
   高電流接続装置。 ４、半径方向内側に位置する管（２）が、その外周面に
   絶縁被覆（１６）を有しており、該管の両自由端部だけ
   が、最初のフランジ（１１）もしくは最後のフランジ（
   ３８）と導電結合されていて、電流・内部電位のための
   導体を形成しており、該内側管（２）に対して同軸的に
   設けられたすべての管状の構成部材（３５５、４６）が
   、電流・外部電位を形成している、請求項１から３まで
   のいずれか１項記載の高電流接続装置 ５、半径方向外側に位置する管状の構成部材（４６）が
   、室壁（４２）と結合された軸受ブシュ（４４）によっ
   て取り囲まれていて、該軸受ブシュが、２つのころがり
   軸受もしくは玉軸受（５２；５３）を介して管状の構成
   部材（４６）に保持されかつ該構成部材に沿って案内さ
   れており、両軸受（５２、５３）の間にシール装置（５
   ４ａ、５４ｂ）が設けられている、請求項１から４まで
   のいずれか１項記載の高電流接続装置。 ６、半径方向外側の管状の構成部材（４６）が、歯付リ
   ム（５６）によって取り囲まれており、該歯付リムが、
   ウォーム伝動装置（５７）又はその他の伝動装置エレメ
   ントと作用結合されていて、４つのすべての管状の構成
   部材（２、３、５５、４６）と一緒に高電流接続装置の
   縦軸線（Ａ−Ａ）を中心にして回転可能であることを特
   徴とする、回転可能な高電流接続装置。 ７、軸方向内側に配置された２つのフランジ（１３、３
   ３）がそれぞれ、半径方向に延びるリブ又はウェブ（５
   ８ａ、５８ｂ、５８ｃ；５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９
   ｄ）を有しており、該リブ又はウェブが、それぞれ所属
   の圧力媒体通路（５、５０、５１）をフランジ（１３、
   ３３）の範囲において、対を成す圧力媒体貫流部もしく
   は区分に分割しており、全部で４つの区分がそれぞれ、
   固有の半径方向の圧力媒体通路もしくは孔（３６、３７
   ）もしくは接続管片（８ａ、８ｂ）と対応していること
   を特徴とする、回転可能な高電流接続装置。