NO780228L - Kontaktanordning for overfoering av elektrisk stroem - Google Patents

Description

KONTAKTANORDNING FOR OVERFØRING AV ELEKTRISK STRØM.

Oppfinnelsen vedrører en kontaktanordning

for overføring av elektrisk strøm" mellom en stasjonær kontaktdel og en avlang, bevegelig kontaktdel, hvor den stasjonære kontaktdel har vegger som i det minste delvis omgir den bevegelige kontaktdel, mens det er anordnet ettergivende elementer for overføring av strøm mellom den bevegelige kontaktdel og den stasjonære kontaktdels .Vegger.

En lignende kontaktanordning er kjent fra det tyske utlegningsskrift 1.040.653. Her består de ettergivende elementer for overføring av elektrisk strøm av ruller som er montert parvis mellom den hylseformede, stasjonære kontaktdel og den stiftformede, bevegelige kontaktdel og det opprettes et tilstrekkelig kontakttrykk fra rulleoverflåtene mot den bevegelige kontaktdel og hylsens innervegg ved hjelp av trykkfjærer eller strekkfjærer mellom to ruller av gangen.

En slik kontaktanordning har den fordel at det ved forskyvning av den bevegelige kontakt bare oppstår meget ringe friksjonsmotstand, idet det bare opptrer rullefriksjon. Men denne kjente anordning er særdeles komplisert og forholdsvis kostbar og egner seg dessuten bare for frem-og-tilbake-bevegelse av den bevegelige kontaktdel.

Foreliggende oppfinnelse går ut på å tilveie-bringe en anordning av ovennevnte type, som både beholder for-delen ved den lette rullefriksjon og egner seg både for frem-og-tilbakegående og dreiende kontaktoverføringsbevegelse og som dessuten har en meget enkel.konstruksjon, samtidig som anord-ningens' enkelte deler ikke krever nøyaktige toleranser for korrekt overføring av elektrisk strøm.

Kontaktanordningen ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved at de ettergivende elementer består av rullekontaktfjær, fremstilt av et materiale med tilstrekkelig elektrisk ledeevne, elastisitet og mekanisk styrke, hvorved rullekontaktfjærene er fastkilt mellom den bevegelige kontaktdel og den stasjonære kontaktdels vegger og, når de ikke er fastkilt, har større diameter enn nødvendig for å dekke avstanden mellom den bevegelige kontaktdel og den stasjonære kontaktdels vegger.

Rullekontaktfjærene kan bestå av elastiske kuler. I dette tilfelle kan den bevegelige kontakt samtidig utføre.en translasjons- pg en rotasjonsforskyvning. Men rullekontaktf jærene kan også bestå av spiralfjærer og den bevegelige kontakt kan da enten utføre en translasjons- eller en rotasjonsbevegelse.

Kontaktanordningen ifølge oppfinnelsen er meget enkel å.montere. Kompresjon av de elastiske kuler for oppnåelse av det korrekte kontakttrykk oppnås, når den bevegelige kontakt-. del innføres, i den stasjonære kontaktdel. Før spiralfjærer settes på plass mellom den stasjonære kontaktdel og den bevegep lige kontaktdel, kan deres diameter reduseres ved dvridning. Som følge av den ettergivende virkning, vil korrekt kontakttrykk deretter automatisk instille seg.

Ved et første utførelseseksempel består den stasjonære kontaktdel av en hylse som er delvis lukket i minst en ende eller utstyrt med en innadrettet flens med en rund, sentral åpning i samme ende, gjennom hvilken åpning den. bevelige kontaktdel med tilsvarende rundt tverrsnitt føres. Denne ut-førelsesform er spesielt egnet for rullekontaktfjærer som består av elastiske kuler.

Når det anordnes spiralfjærer, muliggjøres også utførelsesformer, hvor den stasjonære kontaktdel består av en hylse-, som er lukket i minst en ende eller forsynt med en innadrettet flens og med' en rund, sentral åpning i nevnte ende, gjennom hvilken åpning den bevegelige kontaktdel med tilsvarende rundt tverrsnitt føres. Her kan spiralfjærene anordnes rundt den bevegelige kontakt som en krage i området mellom den bevegelige kontakt og hylseveggene. Flere spiralfjærer kan også kiles fast mellom den bevegelige kontaktdel og hylseveggen, hvorved fjærenes lengderetning forløper parallelt med den bevegelige kontaktdelens lengderetning. I dette tilfelle kan den bevegelige kontaktdel rotere i forhold til den stasjonære kontaktdel.

Ved ytterligere en utførelsesform av oppfinnelsen er den stasjonære kontaktdel U-formet, mens den bevegelige kontaktdel forskyves i lengderetning mellom U-ens grener og perpendikulært på U-ens plan, hvorved U-formen har en vegg i det minste på en side, hvilken vegg også er anordnet perpendikulært på U-ens flate og har en' rektangulær åpning, gjennom hvilken - den bevegelige kontakt med tilsvarende rektan-gulært■■. tverrsnitt føres. Ifølge oppfinnelsen er det på begge sider av den bevegelige kontaktdel fastskilt to eller flere rullekontaktfjærer mellom den bevegelige kontakt og veggene som dannes av den U-formede stasjonære kontakt.

I de ovennevnte tilfelle avhenger kontakttrykket av diameterforskjellen mellom rullekontaktfjærene og avstanden mellom de to kontaktdeler. Kontakttrykket bestemmes således også av valget av rullekontaktfjærenes diameter.

Selv etter langvarig, intens bruk oppretthold-es et godt kontakttrykk med kontaktanordningen ifølge oppfinnelsen.. Avhengig av tykkelsen, gjennomskjæringen og materialet av rullekontaktf jærene,. likesom av antallet rullekontaktf jærer og lengden av spiralfjærene, er anordningen ifølge oppfinnelsen hensiktsmessig for overføring av elektriske strømstyrker som varierer fra lav til meget høy strømstyrke. Da forskjellige rullekontaktfjærer kan benyttes sammen, oppnås overføring av en betydelig mangfold av strømstyrker med forholdsvis enkle midler.

Tverrsnittet av materialet i spiralfjærene vil fortrinnsvis være rektangulært, idet det dermed kan oppnås størst mulig kontaktflate både med den bevegelige og med den stasjonære kontaktdel. Imidlertid er andre tverrsnittsformer også mulige., f.eks. en rektangulær tverrsnittsform med avrund-ede, motstående sideflater.

Med kontaktanordningen ifølge foreliggende oppfinnelse utfører rullekontaktfjærene samme funksjon som kuler eller ruller i kule- eller rullelagre, mens den bevegelige og den stasjonære kontaktdel virker som' en aksel med en innvendig hhv. utvendig ring.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under hen-visning til tegningen hvor

Figur 1 viser et tverrsnitt av et første ut- førelseseksempel ifølge oppfinnelsen, hvor den bevegelige kontaktdel har rundt tverrsnitt og hvor forskyvningen både kan være en translasjons- og en rotasjonsforskyvning,

figur 2 er et lengdesnitt av kontaktanordningen ifølge figur 1.

figur 3 viser et tverrsnitt av en utførelses-form, hvor den bevegelige kontaktdel har rektangulært tverrsnitt og kontaktbevegelsen er rettlinjet,

figur 4 er et lengdesnitt av kontaktanordningen ifølge figur 3,

figur 5 er et tverrsnitt av et tredje utfør-elseseksempel av en kontaktanordning ifølge oppfinnelsen, hvor den bevegelige kontaktdel har rundt tverrsnitt og kontaktbevegelsen likeledes er rettlinjet,

figur 6 er et lengdesnitt av utførelseseksemp-let ifølge figur 5,

figur 7 viser et fjerde utførelseseksempel av en kontaktanordning ifølge oppfinnelsen i tverrsnitt, hvor kontaktbevegelsen er en rotasjonsbevegelse, og

figur 8 er et lengdesnitt av kontaktanordningen ifølge figur 7.

Figur 1 viser et tverrsnitt av et første ut-førelseseksempel, hvor den bevegelige kontaktdel 1 kan utføre både en translasjons- og en rotasjonsforskyvning. Den bevegelige kontaktdel 1 strekker seg aksialt gjennom en stasjonær

kontaktdel 2 i form av en hylse som både i bunnen og i dekslet 5 (se figur 2) har en rund åpning, der den bevegelige kontaktdel 1 kan passere. Disse åpninger er aksialt anordnet på linje med hverandre og kan bidra til å føre den bevegelige kontaktdel.

Rullekontaktfjærene består av elastiske,

hule kuler 3. De kan f.eks. bestå av to hule halvkuler, som er sveiset sammen og fremstilt av elektrisk ledende og tilstrekkelig elastisk, tynt platemateriale. De således oppnådde kuler kan om nødvendig forsynes med passende spor eller.åpninger i

veggene, slik at deres elastisitet økes. Hvis strømstyrken tillater det, kan kuler av elektrisk ledende, hard gummi eller elektrisk ledende plaststoff også benyttes.

De elastiske kuler holdes adskilt rundt den bevegelige kontaktdel ved hjelp av passende avstandsstykker 4, fortrinnsvis av et elektrisk isolerende materiale, hvilket er vanlig ved kulelagre og rullelagre. Før den bevegelige kontaktdel 1 bringes på plass, kan kulene innføres i hylsen 2, hvorpå den bevegelige kontaktdel innføres og kulene komprimeres noe.

Som det vil fremgå av figur 3, har den bevegelige kontaktdel rektangulært tverrsnitt og kan beveges opp og ned i rett linje gjennom en tilsvarende rektangulær uttagning , i bunnen av den stasjonære kontaktdel 2. Sistnevnte del 2 har U-form og er lukket i den ene siden, og den bevegelige kontakt 1 kan inngå i en elektrisk krets ved hjelp av hensiktsmessige,

i og for seg kjente organer, som av oversiktshensyn ikke er vist.

På begge sider av den bevegelige kontaktdel 1 er rullekontaktfjærene 3 i form av spiralfjærer montert med

sine lengdeakser forløpende perpendikulært på bevegelsesretningen mellom;den bevegelige kontaktdel 1 og de stående grener av den U-formede kontaktdel 2.

Ettersom rullekontaktfjærene 3 har en diameter som overstiger avstanden mellom den bevegelige kontaktdel 1 og den stasjonære kontaktdel 2, vil rullekontaktfjærene 3 berøre disse to kontaktdeler under et visst trykk som skyldes fjær-spenningen.

Foruten det nødvendige kontakttrykk oppnås også ved denne fjærspenning at delenes' dimensjoner ikke må passe til helt nøyaktige toleranser. Det vil like fullt sikres god kontakt, selv om det skulle opptre slitasje. Under den opp-ad- og nedadgående bevegelse av den bevegelige kontaktdel 1

(se figur 4) vil rullekontaktfjærene 3 rulle i samme retning langs den stasjonære kontaktdel 2, slik at begge kontaktdeler kontinuerlig vil være i kontakt med hverandre via rullekontaktfjærene 3. U-ens grener bør selvsagt ha en høyde, sett i fpr-skyvningsretningen, som svarer til den forventede forskyvning av den bevegelige kontaktdel.

Det vil være innlysende at det i stedet for de to rullekontaktfjærene 3 som antydet i figuren, kan anordnes flere rullekontaktfjærer, slik at anordningen blir hensiktsmessig for sterkere strømstyrker og en mer stabil mekanisk konstruksjon oppnås.

Figurene 5 og 6 viser et utførelseseksempel, hvor elen mobile kontaktdel har rundt tverrsnitt og hvor en rett linjet forskyvning likeledes er mulig. Her har den stasjonære del 2 formen av en hylse som i sin bunn har en gjennomgangs-åpning, gjennom hvilken den bevegelige kontaktdel 1 kan beveges opp og ned i rett linje. Rullekontaktfjærene 3 er lukket i seg selv og har således torusform og er i sin tur innelukket i rommet mellom den bevegelige kontaktdel 1 og den stasjonære

kontaktdel 2. Diameteren av rullekontaktfjæren 3 er også her så stor at. den overstiger avstanden mellom den bevegelige kontaktdel 1 og hylseveggen for den stasjonære kontaktdel 2, slik at diameteren bestemmer kontakttrykket.

Figur 7 viser et eksempel på oppfinnelsen méd en roterende kontaktanordning. Også her har den stasjonære kontaktdel 2 formen av en hylse 'med en åpning i basis for at den bevegelige kontaktdel 1 skal kunne passere igjennom. Rullekontaktfjærene 3 også her anordnet mellom den stasjonære del 2 og veggene av den bevegelige kontaktdel 1, hvorved det korrekte kontakttrykk opprettes på samme måte som omtalt ovenfor. Rullekontaktfjærene 3 er videre montert på en slik måte at deres lengdeakser forløper parallelt med den bevegelige kontaktdelens akse, slik at bevegelsesretningen igjen er perpendikulært på nevnte lengdeakse, mens et avstandsstykke 4, fortrinnsvis av isolerende materiale, vil sørge for at rullekontaktf jærene 3 forblir jevnt fordelt i rommet mellom den bevegelige kontaktdel 1 og den stasjonære'kontaktdel 2. På denne måte oppnås en kontaktanordning, som kan sammenlignes med et rullelager og som har minimal friksjonsmotstand og god kontaktoverføring. Også her kan antallet rullekontaktfjærer naturligvis økes for overføring av sterkere strømstyrker.

Oppfinnelsen er' ikke begrenset til de utførel-seseksempler som er vist i tegningen og omtalt ovenfor, men det er selvsagt mulig å utføre modifikasjoner og' tillegg uten at oppfinnelsens ramme forlates.

Claims (10)

1. Kontaktanordning for overføring av elektrisk

strømmellom ..en stasjonær kontaktdel og en avlang, bevegelig kontaktdel, hvor den stasjonære kontaktdel har vegger som i det minste delvis omgir den bevegelige kontaktdel, mens det er anordnet elastiske elementer for overføring av elektrisk strøm mellom den bevegelige kontaktdel og den stasjonære kontaktdels vegger, karakterisert ved at de elastiske elementer består av rullekontaktfjærer fremstilt av et materiale med tilstrekkelig elektrisk ledeevne, elastisitet og mekanisk styrke, hvorved rullekontaktfjærene kiles fast mellom den bevegelige kontaktdelog veggene av den stasjonære kontakt- del og, når de ikke er fastkilt, har en diameter som er større enn nødvendig for å dekke avstanden mellom den bevegelige kon- taktdel og den stasjonære kontaktdels vegger, og hvorved rullekontaktf jærene, før de settes på plass mellom den stasjonære og d den bevegelige kontaktdel, gis redusert diameter ved vridning.

2. Kontaktanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at rullekontaktfjærene be- står av elastiske kuler, slik at den bevegelige kontaktdel kan utføre både en translasjonsforskyvning og en rotasjonsforskyv- ning i forhold til den stasjonære kontaktdel.

3. Kontaktanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at rullekontaktfjærene består av spiralfjærer (figurene 3 - 8).

4. Kontaktanordning som angitt i krav 1 og 2, karakterisert ved at den stasjonære kontaktdel består av en hylse som i det minste i en ende er forsynt med en innadrettet flens, slik at det dannes en rund, sentral åpning i nevnte ende, gjennom hvilken åpning den bevegelige kontaktdel med tilsvarende rundt tverrsnitt passerer (figurene 1,2,5-8) .

5. Kontaktanordning "som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at den stasjonære kontaktdel er U-formet og at den bevegelige kontaktdel kan forskyves i lengderetning' melibom U-ens grener og perpendikulært på U-ens flate, hvorved U-formen har en vegg på minst en side, som likeledes ligger perpendikulært på U-ens flate og nevnte vegg har en rektangulær åpning, gj:ennom hvilken den bevegelige kontaktdel med tilsvarende rektangulært tverrsnitt kan passere, at to eller flere rullekontaktfjærer er fastkilt på hver sin side av den bevegelige kontaktdel, mellom den bevegelige kontaktdel og veggene som dannes av den U-formede, stasjonære kontaktdels vegger (figurene 3,4).

6. Kontaktanordning som angitt i krav 1 og 3, karakterisert ved at den stasjonære kontaktdel består av en hylse som i det minste i en ende er forsynt med en innadragende flens, slik at det dannes en rund, sentral åpning i nevnte ende, gjennom hvilken åpning den bevegelige kontaktdel med tilsvarende tverrsnitt kan beveges og at en eller . flere spiralfjærer som er lukket i seg selv er anordnet rundt den bevegelige kontaktdel som en krage mellom den bevegelige kontaktdel og hylsens vegg.(figurene 5,6).

7. Kontaktanordning som angitt i krav 1 og 3, karakterisert ved at den stasjonære kontaktdel består av en hylse som i det minste i en ende er forsynt med en innadvendt flens, slik at det dannes en rund, sentral åpning i nevnte ..ende, gj.ennom hvilken åpning den bevegelige kon- takt méd tilsvarende rundt tverrsnitt kan passere, og at minst tre rullekontaktfjærer er fastkilt mellom den bevegelige kontaktdel og hylsens sidevegg, med fjærenes lengdeakse forløpende parallelt med lengderetningen av den bevegelige kontaktdel, ved hjelp av avstandsstykker som likeledes er anordnet i rommet mellom den bevegelige kontaktdel og hylsens sidevegg.

8. Kontaktanordning som angitt i et av foranstå-ende krav, karakterisert ved at rullekontaktfjærene er viklet av tråd med et rektangulært tverrsnitt.

9. Kontaktanordning som angitt i ett av kravene 1-7, karakterisert ved at rullekontaktfjærene er viklet av tråd med et rektangulært tverrsnitt som er avrundet på to motstående sider.

10. Kontaktanordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at de elastiske kulene består av to halvkuler som er føyet sammen og forsynt med passende spor for oppnåelse av den korrekte elastiske virkning.