JPS5893183A - 滑動可能な表面を有する導体レ−ルから導体レ−ルへ高電流を伝達するための滑り接触装置 - 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】 本発明は、滑動可能な表面を有する導体レールから導体
レールへ高電流を伝達するための滑り接触装置であって
、前記導体レールに対して相補的なかつ導線に接続可能
であってしかも接触面を備えた保持器から成っており、
該保持器内には複数の滑り接点が配置されており、該滑
り接点が二方では滑り面を以って導体レールに、かつ他
方では保持器の接触面にそれぞれ接している形式のもの
に関する。

このような形式の滑り接触装置は例えば電気鳴金炉にお
いて使用され、該炉内では溶融電極が低い電圧および高
い電流を用いて再溶解せしめられる。前記再溶解中に電
極が連続して摺動することにより、フレキシブルな給電
装置を断念した場合には、互いに相対運動可能な部分間
に電流伝達装置を設けることが必要である。

回路周波数による給電装置を備えた電気スラグ再溶解装
置においても、前記形式の滑り接触装置が用いられる。

この接触装置は一方では、定置の給電部と、電極駆動装
置によ、り運動せしめられる電極ホルダとの間に配置さ
れ、かつ他方では、下降可能な底部板を用する所謂滑動
金型を用いる場合には、該底部板と別の定置の導体レー
ルとの間に配置される。当該滑り接触装置は、４５．０
００アンペアおよびそれ以上の電流を伝達しなければな
らない。導体レールとしては大抵の場合丸い横断面を有
する管が使用されており、該管上を滑り接点が運動せし
められる。この運動は、溶解工程中に電流の中、断また
は電流の強さの変化が生じないようにするため、比較的
ゆっくり〒はあるが、しかし中断されない申し分のない
接触が保証されねばならない。

滑動可能な耐熱材料から成る球面状の接触面がばねによ
って導体レールに押し付けられている滑動接点が公知で
ある。この場合は所謂多重接点ｆあり、該多重接点によ
って滑動接点の送り運動ひいては圧着が可能となる。多
重接点は銅製の案内体内に配置されており、該案内体に
はケーブルまたは他の接続導線が接続されている。

球面状の接触面を有する滑動接点の代りに、炭素ブラシ
を取り付け、かつ該炭素ブラシをケーブルまたは素線を
介して炭素ブラシ用の案内体と接続することも公知であ
る。しかしながら、炭素ブラシおよび素線もしくは炭素
ブラシ用の可動なホルダの冷却が不足すると、高電流に
基づく過熱が生ぜしめられ、この結果、ブラシが急速に
消耗しかつ当該構成部分の耐用寿命が短くなる。

従って本発明の課題は、初めに述べた形式の滑り接触装
置において、高電流を長時間に亙って確実に伝達するこ
とができ、しかもこの′場合、電流回路の経路内におけ
る局部的な過熱、ひいては高電流により負荷される構成
部分に早期の損耗が生じないようにすることにある。

この課題を解決するため本発明によれば、初めに述べた
形式の滑り接触装置において、保持器の接触面が多数配
置されていて、かつ導体レールに対してほぼ垂直に、４
向けられており、更にン 、滑り接点が板状に形成されており、該滑り接点の主平
面がやはりほぼ垂直に向けられており、しかも、滑り接
点の滑り面を形成する端面が導体レールに、かつ前記主
平面に平行な面が保持器の各接触面にそれぞれ接してい
るようにした。

この場合「相補的」という言葉は、保持器が直接導体レ
ールに接することなしに、該保持器の内側形状がほぼ導
体レールの外套面に相応していることを意味する。この
意味は第２図および第３図の対照により明らかである。

本発明の措置により、滑り面が円筒面の一部〒ある場合
を除いて、滑り接点と導体レールとの間の滑り面が、滑
り接点と保持器との間の接触面に対してほぼ垂、直に延
びている。前記接触面がほぼ垂直に向けられていること
によって、該接触面はきわめて大きく設計することがで
き、この場合、接触面の平面性により申し分のない電流
伝達が行なわれる。この結果面負荷がわずかになり、ひ
いては電流回路の範囲における一加熱もきわめてわずか
になる。前記接触面は、保持器に対して相対的な滑り接
点の摺動を可能　・にし、しかもこの場合電流伝達が損
なわれることかない。勿論前記相対運動はきわめてわず
かである。つまり該相対運動は、導体レールに対する保
持器の場合によっては可能なきわめてわずかな摺動と、
滑り接点の端面における消耗により時間の経過につれて
生ずる摩耗とに相応するものである。　− これに対して、滑り接点の滑り面もしくは端面は比較的
小さく、この結果、電流による一層高い面負荷が生ぜし
ぬられる。しかしながら滑り接点は、なお後述のように
、保持器の接触面を介した側方の熱導出によって効果的
に冷却せしめられる。更に、通常中空の導体レールを効
果的に冷却することが可能であり、この場合、なお軸方
向の熱導出が、導体レールの材料（銅）の熱伝導特性に
より制限されて促進せしめられる。

本発明においては、滑り接点と保持器との間のケーブル
、素線または他の抵抗を有する伝達部材を放棄すること
ができる。更に本発明は、高い確実性、高い耐用寿命お
よび簡単な構成でしかも有利な生産費において俊れてい
る。伝達サレル４５．０００アンペアおよびそれ以上の
大きさの高い電流にも拘らず、接触抵抗は殆んど変化せ
ず、特に溶融電流供給の中断または変化は全く生じない
。後者の利点は、特に再溶解炉の場合重要である。何故
ならば、すべての電流中断が溶融工程の中断を惹起し、
該溶融工程は引き続きもはや継続〒きないからｆある。

かなりの電流降下は、再溶解過程により製造されるブロ
ックの結晶化工程において、はっきりと目に見える差に
現われる。このような差は、はぼ放物線状の帯材として
のブロックの研摩断面内ニおいて明白であって、かつ完
成したブロックめ品質低下を示すものである。

本発明の一実施□例において特に有利には、保持器が、
導体レールを取り囲むリング状のｄ−導体、ならびに該
（−導体の周面上に分配された複数のほぼ扇形の突出部
から成っており、前記ベース体が電流導体用の接続部と
、冷却媒体導管と、冷却媒体循環用の中空室とを有して
おり、更に、前記突出部が軸方向でベース体から突出し
ていて、かつ該ベース体と良好な熱および電流伝導結合
していて、しかも間に滑り接点を収容しており、更に、
突出部におけるほぼ半径方向の側面が保持器の接触面〒
あり、該接触面に、滑り接点の主平面に平行な面が接し
ている。

この場合、突出部およびベース体は有利には銅から一体
に製造されており、突出部はほぼ円形ケーキを切った一
片の形状を有している。これによって、突出部からベー
ス体への、かつここから冷却媒体（水）へめきわめて良
好な熱伝達が行なわれる。滑り接点が有利には黒鉛から
成っているの！、突出部上へ良好な熱および電流伝達が
行なわれる。この結果、′本発明による滑り接点装置は
きわめて効果的に冷却され得るが、その上更に、冷却媒
体中空室を突出部内にま〒延ば゛すことが可能である。

効果的な冷却により、通常の摩耗を補償するために、滑
り接点を接触面に沿って導体レールに向かって大きな距
離を摺動せしめることができ、しかもこの場合、これに
よって熱および電流伝達状態が著しく悪化することはな
い。

本発明の別の実施例によれば、やはり特に有利には、２
つの扇形突出部間に形成される各１つの中間室内に・２
つの滑り接点が配置されており、該滑り接点間に拡開ば
ね系が設ゆられており、該拡開ばね系により滑り接点が
互いに逆方向に４保持器における所属の接触面に対して
それぞれ緊締せしめられている。このような構成により
、すべての接触面が集中する場合きわめてフン・ｅクト
な構成形状が達成され、かつ中間室が設けられている保
持器の構成が著しく簡単化せしめられる。この場合一方
の滑り接点は、拡開ばね系に関連してそれぞれ他方の滑
り接点の対応受けを成しており、この結果、単に中間室
に関してのみ対称的な構成が得られるばかり〒なく、ば
ね力の対称的な分配も得られる。

このような措置により、かなりの斤着力を生ぜしぬるこ
とが！き、従って、熱および電流伝達に関連した特に有
利な状態が得られる。

導体レールへの滑り接点の必要な半径方向の圧着力は、
半径方向内向きに作用する押しばねによって生せしめら
れる。滑り接点が対を成して配置されていることに関連
して、本発明の別の実施例によれば、各１つの押しばね
が同心的に２腕状のレノ々−に作用しており、該しｊ−
の２つのレノ々−アームが、滑り接点における滑り面と
は反対側の端面にそれぞれ接していると特に有利ｆある
。このようにして、特にコンパクトな構成の場合、導体
レールへの当該滑り接点の定義された圧着力が達成され
る。

特にスペースの節減された配置形式は、拡開ばね系が対
を成して配置された板ばねから成っており、原板ばねが
ほぼＵ字形に形成されており、更に、押しばねが板ばね
の脚部間に配置されている場合に得られる。

更になお有利には、扇形の突出部の内縁部が導体レール
からかなりの間隔を有している。滑り接点は必然的に導
体レールに接している必要があるので、これにより滑り
接点の導体レールに向かって突出した部分が生ぜしめら
れ、該部分は保持器の突出部と接していない。この措置
により、滑り面内の電流密度の均一性、ひいては一定の
負荷が得られる。

次に図示の実施例につき本発明を説明する。

第１図および第２図にはそれぞれ中空シリンダ状の導体
レールｌの断面図が示されており、［ル−ルは銅から成
っていて、かつ本発明による滑り接触装置２により同心
的に取り囲まれている。滑り接触装置は保持器３を有し
ており、該保持器自体は、導体レール１を取り巻むリン
グ状のベース体４、ならびに該ベース体の周面上に分配
された複数の扇形突出部５から成っており、該突出部の
半径方向外向きの端部は円筒面５ａ内に位置している。

突出部における半径方向内向きの縁部５ｂは、蘂、体レ
ールＩの外面からかなりの間隔を有している。突、山部
５はほぼ、円形ケーキを切った一片の形状を有していて
、かつベース体４と一体に銅から製造されている。内縁
部５ｂは導体レールの表面に対して鋭角を成して延在し
ていて、しかもこの場合、導体レール内の電流の流れの
方向で見て間隔が初めは比較的大きく、かつ次いで小さ
くなっている一つまり、電流接続部は導体・レールの下
端部に設けられている。これにより、電流の流れに関し
て種々異なる通路長さが、ひいては＼ 導電部分内に抵抗が生ぜしめられ、この結果当該横断面
内に均一な電流密度が得られる。

突出部５は間に同数の中間室６を閉鎖しており、該中間
室の側方の制限壁はそれぞれ互いに平行に延びていて、
かつ保持器３の接触面７を形成している。中間室６の接
触面７が平行に延在していることにより、該接触面は導
体レールに対してほぼ半径方向に整合するだけでよい。

実際には、接触面７が位置する平面が、導体レールの縦
軸線１ａと交鎖するの〒はなくて、該縦軸線に対して、
中間室６０半、分の幅に相応する間隔を置いて延びてい
る。′しかしながら、この比較的わずかな偏倚は、本発
明の機能に関して完全に無視され得る。中間室６の対称
平面はいずれの場合にも、導体レール１の縦軸線１ａを
通って延びている。

各中間室６内には、黒鉛から成る２つの直方体状の滑り
接点８が配置されており、該滑り接点における主平面に
対して平行な各１つの面９は、保持器の接触面７０１つ
に面、接触！接している。滑り接点８における導体レー
ル１上に整合せしめられた端面は、電流を伝達する滑り
面ｌＯを形成している。滑り面１０とは反対側の端面１
１上には−、半径方向に各１つの押しばね１２が作用し
ており、しかもこの場合、軸１４上に旋回可能に支承さ
れた２腕状のし・々−１３を用いて作用している。この
場合、軸１４はやはりＵ字形の湾曲部材１５内に支承さ
れており、該湾曲部材は前記しＡ−１３の対向する側面
にも係合している０押しばね１゛２は湾曲部材１５に支
持されており、この結果、レノ々−１３は均一な力分配
で滑り接点８を導体レールｌに押圧せしめている。

押しばね１２の反対側端部はスリーブ１６内に支承され
ており、該スリーブ自体は保持器壁−１７の孔内に挿入
されている。湾曲部材１５から引っ張り棒１８が操作つ
まみ１９へ延びており、該操作つまみを用いてレノ々−
１３は新しい滑り接点８を挿入するため、半径方向外向
きに引き戻し可能１ある。この場合引っ張り棒１８は、
湾曲部材１５と結合して同時に押しばね１２用の案内を
形成している。

滑り接点８間には拡開ばね系２０が設けら・れており、
該拡開ばね系によって滑り接点８は互いに逆方向に、保
持器３における所属の接触面７にそれぞれ押し付けられ
る。拡開ばね系２０は、対をなして配置されたＵ字形の
板ばね２１および２２から成つでおり、原板ばねは、こ
れらの間に位置する対称平面に関して、外向きにプレス
トレスがかけられている。板ばねは脚部２１ａを有して
おり、該脚部は各所属の押しばね１２のほぼ半径方向で
対向する側に係合している。脚部２１ａの端部は、絶縁
体２３０間に抗張ねじ２４′を用いて緊締せしめられて
いる。

２腕状のし・ζ−１３もまた絶縁材がら成っており、こ
の結果全ばね系を介して電流回路が形成されることは全
く不可能〒ある。

第１図からは付加的になお次のことが明らか〒ある： ベース体４は電流導体２５用の接続部２４を有しており
、前記電流導体は同時に冷却媒体導管２６を取り囲んで
いる。冷却媒体導管２６は、冷却媒体循環用の単に一部
が図示された中空室２７へ延びていて、かつ少なくとも
ベース体４の周面上に延在している。

ベース体４には、半径方向のねじ２８を用いて特殊鋼か
ら成るリング２９が固定されており、該リング内には通
しヂルト３０．が挿入されており、該通しデルトにより
接触装置は炉装置の図示されていない部分に懸架されて
いる。接触装置の調整は三連接俸装置を介して行なわれ
、該装置のうち唯１つのヒンジフレーム３１が図示され
ており、該ヒンジフレームはアイ３２、ゼルト３３およ
び舌状片３４を介して、保持器壁１７と結合されている
。保持器壁Ｉ７はリング２９と周面において溶接されて
いる。保持器壁１７内には下方からリング状の絶縁板３
５が挿入されており、該絶縁板は同心的な旋削部内に滑
動リング３６を有しており、該滑動リングはこの個所に
金属リング３７およびねじ３８により保持されている。

ペース体４内には別の同心的な旋削′部が設けられてお
り、該旋削部内には別の滑動リング３９が金属リング４
ｏおよび複数のねじ４１によって保持されている。２つ
の滑動リング３６および３９は滑動可能なプラスチック
もしくは絶縁材がら成っていて、かつ外向きのかき取り
縁部を備えている。前記滑動リングを介して接触装置は
半径方向で導体レールｌに対して支持されていて、かつ
同時に申し分なく定心されてい：る。

それぞれ軸方向で見て、滑り接点の下端部は絶縁板３５
上に支持されており、一方、滑り接点の上端部と（−導
体４との間には、絶縁材リング４２が配置されている。

このような措置によってやはり、不都合な分岐回路が回
避される。

滑り接触装置の運転時に、電流は導体レールｌから滑り
面１０を介して滑り接点８に、かつここから接触面７を
介してベース体４の扇形突出部内に流れる。ベース体４
から電流は電流導体２５へ流れる。摺動する際、滑り接
触装置２は滑動リング３６および３９により導体レール
Ｉ　Ｉ−を案内され、これにより保持器に対して相対的
な滑り面ＩＯの明白な軸方向および半径方向の運動が生
ぜしめられ、しかもこの場合、接触面における幾何学的
な状態に少しの変化も生じない。

滑り接点の「主平面」とは、滑り接点の重心を通りかつ
最大の横断面を通って延在し、しかも最長の横断対角線
が位置する平面を意味する。

第３図は、第１図および第２図における滑り接触装置の
変化実施例を示しており、この場合同じ機能を持つは埋
同じ幾何学的な部分には同じ符号が付けられている。個
々の部分が著しく異なる形状を有している場合には、相
異をより明確にするため、１００を加えた符号〒示され
ている。

明らかに、導体レール１０１は平らな接触面を有してお
り、該接触面には、本質的に変化されていない滑り接点
８の滑り面１ｏが接している。唯１つの相異点は、滑り
面１０が凹面状〒はなく、接触面に対して相補的に平面
状に形成されていることにある。

しかしながら、保持器３の突出部１０５は扇形にではな
く、直方体状に形成されており、つまり接触面７は互い
に面平行に配置されている。このようにして突出部１０
５の櫛形Ω配置形式が生ぜしぬられ、該突出部は第３図
において　゛左右に突出していると考えられ得る。突出
部１０５は間に中間室６を閉鎖しており、該中間室は既
述のように、面平行な接触面７によって制限されている
。導電部分の圧着に役立ちかつ押しばね１２および拡開
ばね系２０から成る系もまた実際上変化されていないが
、しかしながらばね系は、もはや半径方向で整合されて
いるの〒はなく、既述の画定部材により、平らに形成さ
れて“いてかつ突出部１０５０列に対して平行に延在す
る保持器壁１１７に固定されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は円筒状の接触面用の滑り接触装置の半側部を示
す鉛直断面図、第２図は第１図の■−扉線に沿った拡大
水平断面図、および第３図は平らな接触面用の滑り接触
装置を示す第２図と同様な拡大水平断面図である。 １．１０１・・・導体レール、１ａ・・・縦軸線、２・
・・滑り接触装置、３・・・保持器、４・・・ベース体
、５．１０５・・・突出部、５ａ・・・円筒面、５ｂ・
・・内縁部、６．２７・・・中間室、７・・・接触面、
８・・・滑。 り接点、９・・・面、１０・・・滑り面、１１・・・端
面、１２・・・押しばね、１３・・・レノ２−１１４・
・・軸、１５・・・湾曲部材、１６・・・スリーブ、１
７，１１７・・・保持器壁、１８・・・引っ張り棒、１
９・・・操作つまみ、２０・・・拡開ばね系、２１．２
２・・・板ばね、２１ａ・・・脚部、２３・・・絶縁体
、２４・・・抗張ねじ、２４・・・接続部、２５・・・
電流導体、２６・・・冷却媒体導管、２８，３８．４１
・・・ねじ、２９・・・リング、３０・・・通しゼルト
、３１・・・ヒンジフレーム、３２・・・アイ、３３・
・・ヂルト、３４・・・舌状片、３５・・・絶縁板、３
６．３９・・・滑動リング、３７．４０・・・金属リン
グ、４２・・・絶縁材リングＦＩＧ、２ ＦＩＧ、３ 手続補正書（方式） ２、発明の名称 滑動可能な表面を有する導体レールから導体レールへ高
電流を伝達するための滑シ接触装置３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４、復代理人 昭１ｏ５７　年１１　月３０　Ｅｌ　　　（発送ａ）６
、補正の対象 （１）願書の特許出願人の代表者欄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　滑動可能な表面を有する導体レールから導体レー
   ルへ高電流を伝達するための滑り接触装置であって、前
   記導体レールに対して相補的なかつ導線に接続可能であ
   ってしかも接触面を備えた保持器から成っており、該保
   持器内には複数の滑り接点が配置されており、該滑り接
   点が一方マは滑り面を以って導体レールに、かつ他方で
   は保持器の接触面にそれぞれ接している形式のものにお
   いて、前記保持器（３）の接触面（７）が多数配置され
   ていて、かつ導体レール（１）に対してほぼ垂直に向け
   られており、更に、滑り接点（８）が板状に形成されて
   おり、該滑り接点の主平面がやはりほぼ垂直゛に向けら
   れており、しかも、滑り接点の滑り面（１０）を形成す
   る端面が導体レール（１）に゛、かつ前記主平面に平行
   な面（９）が保持器の各接触面（７）にそれぞれ接し才
   いることを特徴とする滑動可能な表面を有する導体レー
   ルから導体レールへ高電流を伝達するための滑り接触装
   置。 ２　前記導体レールがシリンダ状の表面を有しており、
   更に、前記保持器（３）が、導体レ−Ａ／（１）を取り
   囲むリング状のベース体（４）、ならびに該ベース体（
   ４）の周面上に分配された複数のほぼ扇形の突出部（５
   ）から成っており、前記ベース体゛（４）が電流導体（
   １５）用の接続部（２４）と、冷却媒体導管（２６）と
   、冷却媒体循環用の中空室とを有しており、更に、前記
   突出部（５）が軸方向でベース体（４）から突出してい
   て、かつ該ベース体と良好な熱および電流伝導結合して
   いて、しかも間に滑り接点（８）を収容しており、更に
   、突出部におけるほぼ半径方向の側面が保持器（３）の
   接触面（７）であリ、該接触面に、滑り接点（８）の主
   平面に平行な面（９）が接している特許請求の範囲第１
   項記載の滑り接触装置。 ３、　前記２つの扇形の突出部（５）・間に形成される
   各１つの中間室（６）内に、２つの滑り接点（８）が配
   置されており、該滑り接点間に拡開ばね系（２０）が設
   けられており、該拡開ばね系により滑り接点が互いに逆
   方向に、保持器（３）における所属の接触面（７）に対
   してそれぞれ緊締されている特許請求の範囲第２項記載
   の滑り接触装置。 ４、前記保持器（３）内に半径方向内向きに作用する押
   しばね（１２）が配置されており、該押しばねによって
   滑り接点（８）が導体レール（１）に対して緊締されて
   いる特許請求の範囲第３項記載Ω滑り接触装置。 ５、　前記各１つの押しばね（１２）が同心的に２腕状
   のし・ζ−（１３）にｉ用しており、該し・セ・−の２
   つのし・々−アームが、滑り接点（８）における滑り面
   （ｌＯ）とは反対側の端面（１１）にそれぞれ接してい
   る特許請求の範囲第４項記載の滑り接触装置。 ６、　前記拡開ばね系（２０）が対を成して配置された
   板げね（２１，２２）から成っている特許請求の範囲第
   ２項記載の滑り接触装置。 ７、　前記保持器（３）内に半径方向内向きに作用する
   押しばね（１２）が配置されており、該押しばねによっ
   て滑り接点（８）が導体レール（１）に対して緊締され
   ており、更に、前記板ばね（２１，２２）がほぼＵ字形
   に形成されており、前記押しばね（１２）が板ばねの脚
   部（２１ａ）間に配置されている特許請求の範囲第６項
   記載の滑り接触装置。 ８　前記保持器（３）が、滑動リング（３６゜３９）を
   介してかつ絶縁されて半径方向で導体レール（１）上に
   支持されている特許請求の範“第”項記載、、、７滑９
   接触装置・９、　前記滑り接点（８）が軸方向で絶縁体
   （３５，４２）間に保持されている特ｆｌ！ｆ請求の範
   囲第１項記載の滑り接触装置。 １０、　　前記扇形の突出部（５）の内縁部（５ｂ）が
   、導体レール（１）からがなりの間隔を有している特許
   請求の範囲第２項記載の滑り接触装置。 ■、　前記扇形突出部（５）の内縁部（５ｂ）の間隔が
   、導体レール（１）内の電流回路の方向〒減少している
   特許請求の範囲第１０項記載の滑り接触装置。 １２　　前記保持器（３）内に半径方向内向きに作用す
   る押しばね（１２−）が配置されており、該押しばねに
   よって滑り接点（８）が導体レール（１）に対して緊締
   されており、更に、滑り接点（８）および扇形の突出部
   （５）が同心的に保持器８！（１７）により取り囲まれ
   ており、該保持器壁内に押しばね（１２）が支承されて
   いる特許請求の範囲第１項記載の滑り接触装置。