WO2014198426A1 - Electrical coupling - Google Patents

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WO2014198426A1
WO2014198426A1 PCT/EP2014/052343 EP2014052343W WO2014198426A1 WO 2014198426 A1 WO2014198426 A1 WO 2014198426A1 EP 2014052343 W EP2014052343 W EP 2014052343W WO 2014198426 A1 WO2014198426 A1 WO 2014198426A1
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electrical
electrical conductor
rotatably mounted
flat material
conductor
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PCT/EP2014/052343
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Frank Bertels
Frank Alefelder
Carlos ESCAPE
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • 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
    • H01R35/025—Flexible line connectors without frictional contact members having a flexible conductor wound around a rotation axis
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G11/00—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts
    • H02G11/006—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts using extensible carrier for the cable, e.g. self-coiling spring
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G11/00—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts
    • H02G11/02—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts using take-up reel or drum

Definitions

  • busbars are in the direction of current flow as elongated, solid conductor out ⁇ forms. They are used for the transport and distribution of electrical energy. Typical tasks of a busbar system are, for example, the connection of one
  • Busbar systems are also used for example to lead in wind turbines ⁇ power a generator's generated in the tower head to the base of the tower or power from the base of the tower in the
  • the busbars of a busbar system are accommodated in a busbar trunking.
  • the rail box serves for the mechanical protection and the cohesion of the components of the busbar system. It prevents unwanted electrical contact between busbars and the environment.
  • the rail box is dimensioned so that on the one hand the distances to prevent unwanted electrical contact are maintained, and on the other hand, the busbars are cooled within the rail box by natural or forced convection.
  • various current transfer ⁇ transmission systems are used in the power supply of rotating components during or energy transport by means of rotating components.
  • these are grinding rings ⁇ , cable torsion and Jardinumlenksysteme. Due to their design, these systems are only suitable for small angles of rotation or are susceptible to wear and corrosion.
  • deflection systems for cables are susceptible to wear, respectively Slip rings susceptible to corrosion at low angles of rotation and speeds.
  • a so-called azimuth system for wind tracking of the nacelle (also called gondola) of a wind turbine is used.
  • the azimuth system consists of an azimuth bearing, an azimuth drive, an azimuth gear and an azimuth control.
  • the required cables are led through an opening from the nacelle into the tower.
  • the nacelle is rotatably mounted on the uppermost tower segment, so that the lines are exposed in the wind tracking of a twist.
  • the object is achieved according to claim 1.
  • the electrical coupling for power transmission between a fixed electrical conductor and a rotatably mounted about an axis of rotation electrical conductor is formed so that the fixed electrical conductor and the rotatably mounted electrical electrical conductor are electrically connected to each other by electrically conductive sheet.
  • the advantage here is that a very large angle of rotation can be realized by the electrical coupling according to the invention. Furthermore, has less wear or egg ⁇ ne lower susceptibility to corrosion compared to conventional systems on the electrical ⁇ specific coupling of the invention.
  • the electrically conductive flat material has a rectangular cross section, in which the first side length is formed substantially larger than the second side length of the rectangular cross section.
  • the electrically conductive flat material may be arranged substantially with the first side length parallel to the axis of rotation of the rotatably mounted electrical conductor.
  • the flat material is formed spirally and the respective ends of the flat material are electrically connected to the fixed electrical conductor and the rotatably mounted electrical conductor.
  • the flat material rests on an intermediate floor.
  • the intermediate floor may be formed electrically insulated.
  • the sheet material may comprise fle ible ⁇ bearing points which reduce the friction between the flat material and the electrically insulated intermediate bottom.
  • the flat material on electrically insulated supports.
  • the flat material for example, by the thickness of the supports have a sufficient distance from the intermediate bottom, so that it does not have to be formed in isolation.
  • the respective ends of the flat material are electrically connected to tubes, to which each because the fixed electrical conductor and the rotatably ge ⁇ mounted electrical conductor are connected.
  • the rotatably mounted electrical conductor and the fixed elec ⁇ rical conductor are arranged in a plane.
  • the axis of rotation of the rotatably mounted electrical conductor may be substantially perpendicular to the plane of the rotatably mounted electrical conductor and the fixed electrical conductor.
  • the rotatably mounted conductor as part of a nacelle of a wind turbine is ⁇ forms and the fixed conductor as part of a tower of a wind turbine.
  • Fig. 1 electrical coupling for power transmission
  • FIG. 1 an electrical coupling 100 for Stromübertra ⁇ tion is shown.
  • the electrical coupling 100 enables the power transmission between a fixed electrical conductor 200 and an electrical conductor 300 rotatably mounted about a rotation axis.
  • the fixed electrical conductor 200 or the rotatably mounted electrical conductor 300 may be formed with a plurality of connection elements corresponding to FIG.
  • the fixed electrical conductor 200 and the rotatably gela ⁇ siege electrical conductor 300 are electrically connected to each other by electrically conductive sheet 400.
  • the electrically conductive flat material 400 has a rectangular cross-section. The first side length is formed we ⁇ sentlich greater than the second side length of the rectangular cross section of the electrically conductive Flachmate- rials 400th
  • the electrically conductive flat material 400 is arranged substantially at the first side length parallel to the axis of rotation of the rotatably mounted electrical conductor 300.
  • the electrically conductive sheet 400 is formed spirally and the respective ends of the sheet 400 are electrically connected to the fixed electrical conductor 200 and the rotatably mounted electrical conductor 300.
  • the spiral-shaped flat material 400 can be wound up or unwound.
  • the flat material 400 rests on an electrically insulated intermediate bottom 500. This makes it possible that a plurality of electrical couplings 100 can be stacked one above the other, for example, for the different phases of a generator of a wind turbine.
  • the flat material 400 may have flexible bearing points which reduce the friction between the sheet 400 and the driven elekt ⁇ insulated intermediate bottom 500th This may for example be spherical rollers, so that the electrically lei ⁇ tend sheet 400's ground on the electrically insulated intermediate rolls 500th
  • the respective ends of the electrically conductive sheet 400 are electrically connected to tubes 250, 350.
  • the tube 250 is, for example, electrically connected to the fixed electrical conductor 200, the tube 350 with the rotatably mounted electrical conductor 300.
  • the rotatable about the rotation axis D gela ⁇ siege electrical conductor 300 is moved.
  • the rotatably mounted electrical Lei ⁇ ter 300 and the fixed electrical conductors 200 are arranged in one plane.
  • the axis of rotation D of the rotatably mounted electrical conductor 300 extends substantially perpendicular to the plane of the rotatably mounted electrical conductor 300 and the fixed electrical conductor 200th
  • electrical contact 100 fixed electrical contact 200 and rotatably mounted electrical conductor 300 are shown in maximum, neutral and minimum positions.
  • the electrically conductive sheet material is shown bezüg ⁇ Lich of the fixed electrical conductor 200 with a maximum radius 400th
  • Further rotation of the rotatably mounted electrical conductor 300 or of the tube 350 about the rotation axis D in the counterclockwise direction is not possible here, at least not without the plastic deformation of the electrically conductive compartment material 400.
  • FIG. 2B For the illustration in FIG. 2B, the rotation of the rotatably mounted electrical conductor 300 or of the tube 350 according to FIG. 2A leads in a clockwise direction. In a middle position according to FIG. 2B, the rotations of the electric coupling 100 in any direction are possible.
  • Position shows. Further rolling up of the electrically conductive sheet material 400 is not possible and further rotation of the electric coupling 100 in a clockwise direction thereby also no longer possible.
  • the fixed electrical conductor 200 can be ⁇ as the rotatably mounted electrical conductor 300th be reversed. It is also inventive to rotate both electrical conductors 200, 300. According to the invention, the relative movement of an electrical conductor to a fixed electrical conductor.
  • the spiral arrangement of the electrically conductive sheet 400 a very large angle of rotation can be reali ⁇ Siert. Especially for wind turbines that happens, therefore, that a turning back upon reaching a minimum loading relationship as maximum angle of rotation is less common in ⁇ nor painting operation, and closures for turning back the electrical clutch can be reduced to a minimum.
  • the electrically conductive sheet 400 which is flexible, a very kompak ⁇ te construction of the electrical coupling 100 can be realized.
  • a system with a plurality of couplings 100 used can be constructed very simply. Due to the electrical insulation of the shelves 500, the electrical couplings 100 can be stacked. Likewise, electrical couplings 100 can also be connected to one another in stacks, wherein the electrically conductive flat material 400 of each electrical coupling 100 differs from one another. For example, other cross sections, materials or lengths may be used.
  • the axis position of the system can be chosen freely in space, as Example ⁇ is a vertical, horizontal or diagonal arrangement of conceivable.
  • the electrical clutch 100 can be a Windenergyla ⁇ ge part, wherein the rotatably mounted conductor 300 is formed as part ei ⁇ ner nacelle of a wind turbine and the stationary conductor 200 as part of a tower of a Windener ⁇ giestrom.

Abstract

The invention relates to an electrical coupling (100) for transmitting a current between a stationary electrical conductor (200) and an electrical conductor (300) which is rotatably mounted about an axis of rotation D, wherein the stationary electrical conductor (200) and the rotatably mounted electrical conductor (300) are electrically connected to each other by electrically conductive flat material (400).

Description

Beschreibung description
Elektrische Kupplung Elektrische Verteilsysteme können als Stromschienensysteme ausgebildet sein. Bei diesen sind die Stromschienen in Richtung des Stromflusses als langgestreckte, feste Leiter ausge¬ bildet. Sie werden zum Transport und zur Verteilung elektrischer Energie eingesetzt. Typische Aufgaben eines Stromschie- nensystems sind beispielsweise die Verbindung von einem Electrical coupling Electrical distribution systems can be designed as busbar systems. In these, the busbars are in the direction of current flow as elongated, solid conductor out ¬ forms. They are used for the transport and distribution of electrical energy. Typical tasks of a busbar system are, for example, the connection of one
Transformator über einen Hauptverteiler zum Unterverteiler oder die Versorgung von Großverbrauchern. Ebenfalls werden Stromschienensysteme beispielsweise dazu verwendet, in Wind¬ energieanlagen den im Turmkopf erzeugten Strom eines Genera- tors zum Turmfuß zu leiten oder Strom vom Turmfuß in denTransformer via a main distributor to the sub-distributor or the supply of large consumers. Busbar systems are also used for example to lead in wind turbines ¬ power a generator's generated in the tower head to the base of the tower or power from the base of the tower in the
Turmkopf zu transportieren, um dort die elektrischen Anlagen mit Energie zu versorgen. Tower head to transport there, the electrical systems with energy.
Typischerweise sind die Stromschienen eines Stromschienensys- tems in einem Schienenkasten untergebracht. Der Schienenkas¬ ten dient dem mechanischen Schutz und dem Zusammenhalt der Komponenten des Stromschienensystems. Er verhindert, dass ein unerwünschter elektrischer Kontakt zwischen Stromschienen und Umgebung stattfinden kann. Der Schienenkasten ist dabei so dimensioniert, dass zum Einen die Abstände zur Verhinderung eines unerwünschten elektrischen Kontakts gewahrt sind, und zum Anderen die Stromschienen innerhalb des Schienenkastens durch natürliche oder erzwungene Konvektion gekühlt werden. In elektrotechnischen Anlagen werden bei der Energieversorgung von rotierenden Bauteilen beziehungsweise beim Energietransport durch rotierende Bauteile verschiedenste Stromüber¬ tragungssysteme verwendet. Beispielsweise sind dies Schleif¬ ringe, Kabeltorsions- und Kabelumlenksysteme. Diese Systeme sind durch ihre Bauweise nur für kleine Drehwinkel geeignet oder verschleiß- und korrosionsanfällig. Beispielsweise sind Umlenksysteme für Kabel verschleißanfällig beziehungsweise Schleifringe bei geringen Drehwinkeln und Drehzahlen korrosionsanfällig . Typically, the busbars of a busbar system are accommodated in a busbar trunking. The rail box serves for the mechanical protection and the cohesion of the components of the busbar system. It prevents unwanted electrical contact between busbars and the environment. The rail box is dimensioned so that on the one hand the distances to prevent unwanted electrical contact are maintained, and on the other hand, the busbars are cooled within the rail box by natural or forced convection. In electrical installations various current transfer ¬ transmission systems are used in the power supply of rotating components during or energy transport by means of rotating components. For example, these are grinding rings ¬ , cable torsion and Kabelumlenksysteme. Due to their design, these systems are only suitable for small angles of rotation or are susceptible to wear and corrosion. For example, deflection systems for cables are susceptible to wear, respectively Slip rings susceptible to corrosion at low angles of rotation and speeds.
Beispielsweise wird ein sogenanntes Azimutsystem zur Wind- nachführung des Maschinenhauses (auch Gondel genannt) einer Windenergieanlage eingesetzt. Das Azimutsystem besteht aus einem Azimutlager, einem Azimutantrieb, einem Azimutgetriebe und einer Azimutsteuerung. Die benötigten Leitungen werden durch eine Öffnung von der Gondel in den Turm geführt. Dabei ist die Gondel drehbar auf dem obersten Turmsegment gelagert, so dass die Leitungen bei der Windnachführung einer Torsion ausgesetzt sind. For example, a so-called azimuth system for wind tracking of the nacelle (also called gondola) of a wind turbine is used. The azimuth system consists of an azimuth bearing, an azimuth drive, an azimuth gear and an azimuth control. The required cables are led through an opening from the nacelle into the tower. In this case, the nacelle is rotatably mounted on the uppermost tower segment, so that the lines are exposed in the wind tracking of a twist.
In Windenergieanlagen werden derzeit typischerweise Schleif- ringe, Kabeltorsionssysteme oder Kabelumlenksysteme bezie¬ hungsweise Kabelschlaufen zur Stromübertragung zwischen beweglichen und starren Bauteilen eingesetzt. Beispielsweise werden die Kabel einer Windenergieanlage in einem runden Ka¬ belbündel (dem so genannten „Loop"), zusammengeführt. Durch die Länge dieses Kabelbündels lässt sich der totale Verdreh¬ winkel einstellen. Bei einer Länge des Kabelbündels von ca. 15 Metern kann ein Verdrehwinkel von ca. +/- 800 Grad reali¬ siert werden. Der Turm muss bei Erreichen des maximalen oder minimalen Verdrehwinkels aus dem Wind genommen werden und wieder in seine Neutralstellung zurückgedreht werden. Da durch einen „Loop" nur ein relativ kleiner Verdrehwinkel realisiert werden kann, geschieht dies relativ häufig. In wind turbines are currently being typically grinding rings, or Kabeltorsionssysteme Kabelumlenksysteme Bezie ¬ hung as cable loops used for power transmission between moving and fixed parts. For example, the cable of a wind turbine in a round Ka ¬ belbündel (the so-called "Loop"), merged. The length of this cable bundle, the total twist ¬ angle can be adjusted. With a length of the cable bundle of about 15 meters, an angle of rotation of about +/- 800 degrees reali ¬ Siert be. the tower has to be taken out of the wind and be rotated back to its neutral position when the maximum or minimum angle of rotation. Since only a relatively small angle of rotation can be realized by a "loop" , this happens relatively frequently.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Kupplung zur Verfügung zu stellen, die die bisherigen Nachteile wie Verschleiß- und Korrosionsanfälligkeit nicht aufweist. It is therefore an object of the invention to provide an electrical coupling that does not have the previous disadvantages such as wear and corrosion susceptibility.
Die Aufgabe wird gelöst gemäß Anspruch 1. Die elektrische Kupplung zur Stromübertragung zwischen einem feststehenden elektrischen Leiter und einem drehbar um eine Drehachse gelagerten elektrischen Leiter ist so ausgebildet, dass der feststehende elektrische Leiter und der drehbar gelagerte elekt- rischen Leiter durch elektrisch leitendes Flachmaterial miteinander elektrisch verbunden sind. The object is achieved according to claim 1. The electrical coupling for power transmission between a fixed electrical conductor and a rotatably mounted about an axis of rotation electrical conductor is formed so that the fixed electrical conductor and the rotatably mounted electrical electrical conductor are electrically connected to each other by electrically conductive sheet.
Vorteilhaft ist hierbei, dass ein sehr großer Verdrehwinkel durch die erfindungsgemäße elektrische Kupplung realisiert werden kann. Des Weiteren weist die erfindungsgemäße elektri¬ sche Kupplung einen geringeren Verschleiß beziehungsweise ei¬ ne geringere Korrosionsanfälligkeit gegenüber herkömmlichen Systemen auf. The advantage here is that a very large angle of rotation can be realized by the electrical coupling according to the invention. Furthermore, has less wear or egg ¬ ne lower susceptibility to corrosion compared to conventional systems on the electrical ¬ specific coupling of the invention.
In einer Ausgestaltung weist das elektrisch leitende Flachmaterial einen rechteckigen Querschnitt auf, bei der die erste Seitenlänge wesentlich größer ausgebildet ist als die zweite Seitenlänge des rechteckigen Querschnitts. Das elektrisch leitende Flachmaterial kann im Wesentlichen mit der ersten Seitenlänge parallel zur Drehachse des drehbar gelagerten elektrischen Leiters angeordnet sein. In one embodiment, the electrically conductive flat material has a rectangular cross section, in which the first side length is formed substantially larger than the second side length of the rectangular cross section. The electrically conductive flat material may be arranged substantially with the first side length parallel to the axis of rotation of the rotatably mounted electrical conductor.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Flachmaterial spiral- förmig ausgebildet und die jeweiligen Enden des Flachmaterials sind mit dem feststehenden elektrischen Leiter und dem drehbar gelagerten elektrischen Leiter elektrisch verbunden. In a further embodiment, the flat material is formed spirally and the respective ends of the flat material are electrically connected to the fixed electrical conductor and the rotatably mounted electrical conductor.
In einer Ausgestaltung der Erfindung liegt das Flachmaterial auf einem Zwischenboden auf. Der Zwischenboden kann elektrisch isoliert ausgebildet sein. Das Flachmaterial kann fle¬ xible Lagerpunkte aufweisen, die die Reibung zwischen dem Flachmaterial und dem elektrisch isolierten Zwischenboden verringern . In one embodiment of the invention, the flat material rests on an intermediate floor. The intermediate floor may be formed electrically insulated. The sheet material may comprise fle ible ¬ bearing points which reduce the friction between the flat material and the electrically insulated intermediate bottom.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung liegt das In a further embodiment of the invention that is
Flachmaterial auf elektrisch isolierten Stützen auf. Das Flachmaterial kann beispielsweise durch die Dicke der Stützen einen ausreichenden Abstand zum Zwischenboden haben, so dass dieser nicht isoliert ausgebildet werden muss. Flat material on electrically insulated supports. The flat material, for example, by the thickness of the supports have a sufficient distance from the intermediate bottom, so that it does not have to be formed in isolation.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die jeweiligen Enden des Flachmaterials elektrisch mit Rohren verbunden, an die je- weils der feststehende elektrische Leiter und der drehbar ge¬ lagerte elektrische Leiter angeschlossen sind. In a further embodiment, the respective ends of the flat material are electrically connected to tubes, to which each because the fixed electrical conductor and the rotatably ge ¬ mounted electrical conductor are connected.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind der dreh- bar gelagerte elektrische Leiter und der feststehende elekt¬ rische Leiter in einer Ebene angeordnet. Die Drehachse des drehbar gelagerten elektrischen Leiters kann im Wesentlichen senkrecht verlaufen zur Ebene des drehbar gelagerten elektrischen Leiters und des feststehenden elektrischen Leiters. In a further embodiment of the invention, the rotatably mounted electrical conductor and the fixed elec ¬ rical conductor are arranged in a plane. The axis of rotation of the rotatably mounted electrical conductor may be substantially perpendicular to the plane of the rotatably mounted electrical conductor and the fixed electrical conductor.
In einer weiteren Ausgestaltung ist der drehbar gelagerte Leiter als Teil einer Gondel einer Windenergieanlage ausge¬ bildet und der feststehende Leiter als Teil eines Turms einer Windenergieanlage . In a further embodiment, the rotatably mounted conductor as part of a nacelle of a wind turbine is ¬ forms and the fixed conductor as part of a tower of a wind turbine.
Die Erfindung wird im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren beschrieben. The invention will be described below with reference to the following figures.
Fig. 1 elektrische Kupplung zur Stromübertragung; Fig. 1 electrical coupling for power transmission;
und  and
Fig. 2A, 2B, 2C elektrische Kupplung zur Stromübertragung in einer maximalen, neutralen und minimalen Stellung . 2A, 2B, 2C electrical coupling for power transmission in a maximum, neutral and minimum position.
In Fig. 1 ist eine elektrische Kupplung 100 zur Stromübertra¬ gung dargestellt. Die elektrische Kupplung 100 ermöglicht die Stromübertragung zwischen einem feststehenden elektrischen Leiter 200 und einem drehbar um eine Drehachse gelagerten elektrischen Leiter 300. Zu Anschlusszwecken kann der feststehende elektrische Leiter 200 oder der drehbar gelagerte elektrische Leiter 300 mit mehreren Anschlusselementen entsprechend der Fig. 1 ausgebildet sein. Der feststehende elektrische Leiter 200 und der drehbar gela¬ gerte elektrische Leiter 300 sind durch elektrisch leitendes Flachmaterial 400 miteinander elektrisch verbunden. Das elektrisch leitende Flachmaterial 400 weist einen recht¬ eckigen Querschnitt auf. Die erste Seitenlänge ist dabei we¬ sentlich größer ausgebildet als die zweite Seitenlänge des rechteckigen Querschnitts des elektrisch leitenden Flachmate- rials 400. In Fig. 1, an electrical coupling 100 for Stromübertra ¬ tion is shown. The electrical coupling 100 enables the power transmission between a fixed electrical conductor 200 and an electrical conductor 300 rotatably mounted about a rotation axis. For connection purposes, the fixed electrical conductor 200 or the rotatably mounted electrical conductor 300 may be formed with a plurality of connection elements corresponding to FIG. The fixed electrical conductor 200 and the rotatably gela ¬ siege electrical conductor 300 are electrically connected to each other by electrically conductive sheet 400. The electrically conductive flat material 400 has a rectangular cross-section. The first side length is formed we ¬ sentlich greater than the second side length of the rectangular cross section of the electrically conductive Flachmate- rials 400th
Das elektrisch leitende Flachmaterial 400 ist im Wesentlichen mit der ersten Seitenlänge parallel zur Drehachse des drehbar gelagerten elektrischen Leiters 300 angeordnet. The electrically conductive flat material 400 is arranged substantially at the first side length parallel to the axis of rotation of the rotatably mounted electrical conductor 300.
Das elektrisch leitende Flachmaterial 400 ist spiralförmig ausgebildet und die jeweiligen Enden des Flachmaterials 400 sind mit dem feststehenden elektrischen Leiter 200 und dem drehbar gelagerten elektrischen Leiter 300 elektrisch verbun- den. Dadurch kann bei Drehung des drehbar gelagerten elektrischen Leiters 300 um seine Drehachse D das spiralförmige Flachmaterial 400 auf- beziehungsweise abgewickelt werden. The electrically conductive sheet 400 is formed spirally and the respective ends of the sheet 400 are electrically connected to the fixed electrical conductor 200 and the rotatably mounted electrical conductor 300. As a result, upon rotation of the rotatably mounted electrical conductor 300 about its axis of rotation D, the spiral-shaped flat material 400 can be wound up or unwound.
Das Flachmaterial 400 liegt auf einem elektrisch isolierten Zwischenboden 500 auf. Dadurch wird ermöglicht, dass mehrere elektrische Kupplungen 100 übereinander gestapelt werden können, beispielsweise für die unterschiedlichen Phasen eines Generators einer Windenergieanlage. Das Flachmaterial 400 kann flexible Lagerpunkte aufweisen, die die Reibung zwischen dem Flachmaterial 400 und dem elekt¬ risch isolierten Zwischenboden 500 verringern. Dies können beispielsweise Kugelrollen sein, so dass das elektrisch lei¬ tende Flachmaterial 400 auf dem elektrisch isolierten Zwi- schenboden 500 rollt. The flat material 400 rests on an electrically insulated intermediate bottom 500. This makes it possible that a plurality of electrical couplings 100 can be stacked one above the other, for example, for the different phases of a generator of a wind turbine. The flat material 400 may have flexible bearing points which reduce the friction between the sheet 400 and the driven elekt ¬ insulated intermediate bottom 500th This may for example be spherical rollers, so that the electrically lei ¬ tend sheet 400's ground on the electrically insulated intermediate rolls 500th
Die jeweiligen Enden des elektrisch leitenden Flachmaterials 400 sind elektrisch mit Rohren 250, 350 verbunden. Das Rohr 250 ist beispielsweise elektrisch mit dem feststehenden elektrischen Leiter 200 verbunden, das Rohr 350 mit dem drehbar gelagerten elektrischen Leiter 300. Durch die Drehung der Rohre gegeneinander wird der drehbar um die Drehachse D gela¬ gerte elektrische Leiter 300 bewegt. Gemäß der Fig. 1 sind der drehbar gelagerte elektrische Lei¬ ter 300 und der feststehende elektrische Leiter 200 in einer Ebene angeordnet. Die Drehachse D des drehbar gelagerten elektrischen Leiters 300 verläuft im Wesentlichen senkrecht zur Ebene des drehbar gelagerten elektrischen Leiters 300 und des feststehenden elektrischen Leiters 200. The respective ends of the electrically conductive sheet 400 are electrically connected to tubes 250, 350. The tube 250 is, for example, electrically connected to the fixed electrical conductor 200, the tube 350 with the rotatably mounted electrical conductor 300. By the rotation of the tubes against each other, the rotatable about the rotation axis D gela ¬ siege electrical conductor 300 is moved. According to FIG. 1 the rotatably mounted electrical Lei ¬ ter 300 and the fixed electrical conductors 200 are arranged in one plane. The axis of rotation D of the rotatably mounted electrical conductor 300 extends substantially perpendicular to the plane of the rotatably mounted electrical conductor 300 and the fixed electrical conductor 200th
In den Fig. 2A, 2B, 2C ist die elektrische Kupplung 100 mit feststehendem elektrischen Kontakt 200 und drehbar gelagertem elektrischen Leiter 300 in einer maximalen, neutralen und minimalen Stellung dargestellt. In der Fig. 2A ist das elektrisch leitende Flachmaterial 400 mit maximalem Radius bezüg¬ lich des feststehenden elektrischen Leiters 200 dargestellt. Eine weitere Drehung des drehbar gelagerten elektrischen Leiters 300 beziehungsweise des Rohres 350 um die Drehachse D gegen den Uhrzeigersinn ist hier nicht möglich, zumindest nicht ohne die plastische Verformung des elektrisch leitenden Fachmaterials 400. Referring now to FIGS. 2A, 2B, 2C, electrical contact 100 fixed electrical contact 200 and rotatably mounted electrical conductor 300 are shown in maximum, neutral and minimum positions. In FIG. 2A, the electrically conductive sheet material is shown bezüg ¬ Lich of the fixed electrical conductor 200 with a maximum radius 400th Further rotation of the rotatably mounted electrical conductor 300 or of the tube 350 about the rotation axis D in the counterclockwise direction is not possible here, at least not without the plastic deformation of the electrically conductive compartment material 400.
Zur Darstellung in der Fig. 2B gelangt man durch das Drehen des drehbar gelagerten elektrischen Leiters 300 beziehungsweise des Rohres 350 gemäß Fig. 2A im Uhrzeigersinn. In einer mittleren Stellung entsprechend der Fig. 2B sind die Drehun- gen der elektrischen Kupplung 100 in jedwede Richtung möglich. For the illustration in FIG. 2B, the rotation of the rotatably mounted electrical conductor 300 or of the tube 350 according to FIG. 2A leads in a clockwise direction. In a middle position according to FIG. 2B, the rotations of the electric coupling 100 in any direction are possible.
Wird der drehbar gelagerte elektrische Leiter 300 beziehungs¬ weise das Rohr 350 weiter in Uhrzeigerrichtung gedreht, so gelangt man zur Darstellung der Fig. 2C, die eine minimaleIf the rotatably mounted electrical conductor 300 relationship ¬ the tube 350 further rotated in the clockwise direction, one arrives at the representation of FIG. 2C, the minimum
Stellung zeigt. Ein weiteres Aufrollen des elektrisch leitenden Flachmaterials 400 ist nicht möglich und eine weiteres Drehen der elektrischen Kupplung 100 im Uhrzeigersinn dadurch ebenfalls nicht mehr. Position shows. Further rolling up of the electrically conductive sheet material 400 is not possible and further rotation of the electric coupling 100 in a clockwise direction thereby also no longer possible.
Entsprechend den Darstellungen in den Fig. 1 beziehungsweise 2A, 2B, 2C können der feststehende elektrische Leiter 200 be¬ ziehungsweise der drehbar gelagerte elektrische Leiter 300 vertauscht werden. Ebenfalls ist es erfinderisch, beide elektrische Leiter 200, 300 zu drehen. Erfindungsgemäß ist die Relativbewegung eines elektrischen Leiters zu einem feststehenden elektrischen Leiter. According to the illustrations in FIGS. 1 and 2A, 2B, 2C, the fixed electrical conductor 200 can be ¬ as the rotatably mounted electrical conductor 300th be reversed. It is also inventive to rotate both electrical conductors 200, 300. According to the invention, the relative movement of an electrical conductor to a fixed electrical conductor.
Durch die spiralförmige Anordnung des elektrisch leitenden Flachmaterials 400 kann ein sehr großer Verdrehwinkel reali¬ siert werden. Speziell für Windenergieanlagen kommt es daher dazu, dass ein Zurückdrehen bei Erreichen eines minimalen be- ziehungsweise maximalen Drehwinkels seltener vorkommt im nor¬ malen Betrieb, und damit Betriebsstilllegungen zum Zurückdrehen der elektrischen Kupplung auf ein Minimum reduziert werden . Durch die Verwendung des elektrisch leitenden Flachmaterials 400, welches flexibel ausgebildet ist, kann eine sehr kompak¬ te Bauweise der elektrischen Kupplung 100 realisiert werden. The spiral arrangement of the electrically conductive sheet 400, a very large angle of rotation can be reali ¬ Siert. Especially for wind turbines that happens, therefore, that a turning back upon reaching a minimum loading relationship as maximum angle of rotation is less common in ¬ nor painting operation, and closures for turning back the electrical clutch can be reduced to a minimum. By using the electrically conductive sheet 400, which is flexible, a very kompak ¬ te construction of the electrical coupling 100 can be realized.
Aus den erfindungsgemäßen elektrischen Kupplungen 100 kann sehr einfach ein System mit mehreren verwendeten Kupplungen 100 gebaut werden. Durch die elektrische Isolation der Zwischenböden 500 können die elektrischen Kupplungen 100 gestapelt werden. Ebenfalls können elektrische Kupplungen 100 auch in Stapeln miteinander verbunden werden, wobei das elektrisch leitende Flachmaterial 400 jeder elektrischen Kupplung 100 sich voneinander unterscheidet. Beispielsweise können andere Querschnitte, Materialien oder Längen verwendet werden. Die Achsenlage des Systems ist frei im Raum wählbar, beispiels¬ weise ist eine vertikale, horizontale oder diagonale Anord- nung denkbar. From the electrical couplings 100 according to the invention, a system with a plurality of couplings 100 used can be constructed very simply. Due to the electrical insulation of the shelves 500, the electrical couplings 100 can be stacked. Likewise, electrical couplings 100 can also be connected to one another in stacks, wherein the electrically conductive flat material 400 of each electrical coupling 100 differs from one another. For example, other cross sections, materials or lengths may be used. The axis position of the system can be chosen freely in space, as Example ¬ is a vertical, horizontal or diagonal arrangement of conceivable.
Die elektrische Kupplung 100 kann Teil einer Windenergieanla¬ ge sein, wobei der drehbar gelagerte Leiter 300 als Teil ei¬ ner Gondel einer Windenergieanlage ausgebildet ist und der feststehende Leiter 200 als Teil eines Turms einer Windener¬ gieanlage . The electrical clutch 100 can be a Windenergieanla ¬ ge part, wherein the rotatably mounted conductor 300 is formed as part ei ¬ ner nacelle of a wind turbine and the stationary conductor 200 as part of a tower of a Windener ¬ gieanlage.

Claims

Patentansprüche Patent claims
Elektrische Kupplung (100) zur Stromübertragung zwischen einem feststehenden elektrischen Leiter (200) und einem drehbar um eine Drehachse (D) gelagerten elektrischen Leiter (300), Electrical coupling (100) for power transmission between a fixed electrical conductor (200) and an electrical conductor (300) mounted rotatably about an axis of rotation (D),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der feststehende elektrische Leiter (200) und der dreh¬ bar gelagerte elektrische Leiter (300) durch elektrisch leitendes Flachmaterial (400) miteinander elektrisch verbunden sind. characterized in that the fixed electrical conductor (200) and the rotatably mounted electrical conductor (300) are electrically connected to one another by electrically conductive flat material (400).
Elektrische Kupplung (100) gemäß Anspruch 1, bei der das elektrisch leitende Flachmaterial (400) einen rechteckigen Querschnitt aufweist, bei der die erste Seitenlänge wesentlich größer ausgebildet ist als die zweite Seitenlänge des rechteckigen Querschnitts. Electrical coupling (100) according to claim 1, wherein the electrically conductive sheet material (400) has a rectangular cross section, in which the first side length is made significantly larger than the second side length of the rectangular cross section.
3. Elektrische Kupplung (100) gemäß Anspruch 2, bei der das elektrisch leitende Flachmaterial (400) im Wesent¬ lichen mit der ersten Seitenlänge parallel zur Drehachse (D) des drehbar gelagerten elektrischen Leiters (300) angeordnet ist. 3. Electrical coupling (100) according to claim 2, in which the electrically conductive flat material (400) is arranged essentially with the first side length parallel to the axis of rotation (D) of the rotatably mounted electrical conductor (300).
4. Elektrische Kupplung (100) gemäß einem der vorherigen4. Electric clutch (100) according to one of the previous ones
Ansprüche, bei der das Flachmaterial (400) spiralförmig ausgebildet ist und die jeweiligen Enden des Flachmate¬ rials (400) mit dem feststehenden elektrischen Leiter (200) und dem drehbar gelagerten elektrischen Leiter (300) elektrisch verbunden sind. Claims, in which the flat material (400) is spiral-shaped and the respective ends of the flat material (400) are electrically connected to the fixed electrical conductor (200) and the rotatably mounted electrical conductor (300).
5. Elektrische Kupplung (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei der das Flachmaterial (400) auf einem Zwischenboden (500) aufliegt. 5. Electrical clutch (100) according to one of the preceding claims, in which the flat material (400) rests on an intermediate floor (500).
Elektrische Kupplung (100) gemäß Anspruch 5, bei dem der Zwischenboden (500) elektrisch isoliert ausgebildet ist . Electrical clutch (100) according to claim 5, in which the intermediate floor (500) is designed to be electrically insulated is .
7. Elektrische Kupplung (100) gemäß Anspruch 6, bei der das Flachmaterial (400) flexible Lagerpunkte aufweist, die die Reibung zwischen dem Flachmaterial (400) und dem elektrisch isolierten Zwischenboden (500) verringern . 7. Electrical clutch (100) according to claim 6, in which the flat material (400) has flexible bearing points which reduce the friction between the flat material (400) and the electrically insulated intermediate floor (500).
8. Elektrische Kupplung (100) gemäß Anspruch 5, bei dem das Flachmaterial (400) auf elektrisch isolierten Stüt¬ zen auf dem Zwischenboden (500) aufliegt. 8. Electrical clutch (100) according to claim 5, in which the flat material (400) rests on electrically insulated supports on the intermediate floor (500).
9. Elektrische Kupplung (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei der die jeweiligen Enden des Flachmate¬ rials (400) elektrisch mit Rohren (250; 350) verbunden sind, an die jeweils der feststehende elektrische Lei¬ ter (200) und der drehbar gelagerte elektrische Leiter (300) angeschlossen sind. 9. Electrical coupling (100) according to one of the preceding claims, in which the respective ends of the flat material (400) are electrically connected to tubes (250; 350), to which the fixed electrical conductor (200) and the rotatably mounted electrical conductors (300) are connected.
10. Elektrische Kupplung (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der drehbar gelagerte elektrische Lei¬ ter (300) und der feststehende elektrische Leiter (200) in einer Ebene angeordnet sind. 10. Electrical clutch (100) according to one of the preceding claims, wherein the rotatably mounted electrical conductor (300) and the fixed electrical conductor (200) are arranged in one plane.
11. Elektrische Kupplung (100) gemäß Anspruch 10, wobei die Drehachse (D) des drehbar gelagerten elektrischen Leiters (300) im Wesentlichen senkrecht verläuft zur Ebene des drehbar gelagerten elektrischen Leiters (300) und des feststehenden elektrischen Leiters (200). 11. Electrical clutch (100) according to claim 10, wherein the axis of rotation (D) of the rotatably mounted electrical conductor (300) runs substantially perpendicular to the plane of the rotatably mounted electrical conductor (300) and the fixed electrical conductor (200).
12. Elektrische Kupplung (100) gemäß Anspruch 10 oder 11, bei dem der drehbar gelagerte Leiter (300) als Teil ei¬ ner Gondel einer Windenergieanlage ausgebildet ist und der feststehende Leiter (200) als Teil eines Turms ei¬ ner Windenergieanlage. 12. Electrical coupling (100) according to claim 10 or 11, in which the rotatably mounted conductor (300) is designed as part of a nacelle of a wind turbine and the fixed conductor (200) is designed as part of a tower of a wind turbine.
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