DE102004005993B4

DE102004005993B4 - Anordnung zur Übertragung elektrischer Ströme

Info

Publication number: DE102004005993B4
Application number: DE200410005993
Authority: DE
Inventors: Gerhard Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: SIEMS, BAERBEL, 78476 ALLENSBACH, DE
Priority date: 2004-02-06
Filing date: 2004-02-06
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2024-02-07
Also published as: DE102004005993A1

Abstract

Anordnung zur Übertragung elektrischer Ströme zwischen einer rotierenden Metallwelle (1) und einem stationären Metallrohr (2), das auf die Metallwelle (1) aufgeschoben ist, wobei das Metallrohr (2) elliptisch ausgebildet ist, im runden Zustand einen sehr wenig größeren Innendurchmesser als der. Durchmesser der Metallwelle (1) besitzt, mit zwei Berührungsflächen die Metallwelle (1) berührt und sich der Metallwelle (1) anpasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung elektrischer Ströme zwischen einer rotierenden Metallwelle und einem stationären Metallrohr, das auf die Metallwelle aufgeschoben ist, wobei das Metallrohr elliptisch ausgebildet ist, im runden Zustand einen sehr wenig größeren Innendurchmesser als der Durchmesser der Metallwelle besitzt, mit zwei Berührungsflächen die Metallwelle berührt und sich der Metallwelle anpasst.
Elektromotoren, Schleifring-Übertrager, Signalgeber aller Art, Videosignalübertrager und eine ganze Reihe ähnlicher Geräte oder Geräteteile in Anlagen benötigen den Stromübergang von einem rotierenden Teil auf ein stationäres. Dieser Stromübergang besteht in der Regel aus einem runden Teil und einer federnden Gegenlage. Diese Gegenlage ist so konstruiert, dass sie in der Form einer Blattfeder am runden Teil aufliegt. Da es nicht sehr einfach ist in der Praxis eine gute und gleichbleibende Berührung zu erreichen, werden die verschiedensten Ausführungen benutzt.

Bei der Erfindung wird von der EP 1337015 A2 ausgegangen. Diese Schrift zeigt eine Anordnung zur elektrischen Drehdurchführung eines elektrischen Stromkreises mit zwei gegeneinander drehbaren, hülsenförmigen Anschlußteilen und einem sich dazwischen befindlichen Verbindungselement zur elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Anschlußteilen.

Die DE 1113022 A zeigt eine Kontakteinrichtung zur Übertragung elektrischer Ströme von einem drehbeweglichen Körper (z.B. Welle) auf einen feststehenden Körper (z.B. Lagerbuchse) oder umgekehrt, zwischen denen ein federndes Kontaktelement (z.B. Spiralfeder) eingesetzt ist.

Die US 5501604 A zeigt ein elektrisches Kontaktsystem, bei dem sich elektrische Ströme bzw. Signale von einem rotierenden Zentralelement (z.B. Welle) über Planetenräder auf ein äüßeres Ringelement übertragen lassen.

Unter Zwischenschaltung von Kohlebürsten oder Kontakten, z.T. aus Edelmetallen, wird versucht, gute Ergebnisse zu erzielen. Für starke Ströme werden meistens Kohlebürsten benutzt, die durch Metallzusätze in der Lebensdauer verbessert werden. Bei kleinen Strömen und Signalspaunungen ist es schwer, die richtige Konstruktion und Kombination der Kontaktmaterialien zu finden. Viele Störungen an derartigen Geräten haben hier ihre Ursache.

Für die verschiedensten Anwendungen werden auch verschiedene Konstruktionen benötigt. Maßgebend sind die Tourenzahl, die Höhe der Ströme und Spannungen und die Erschütterungen, denen ein Gerät während des Betriebes ausgesetzt ist. Für alle diese Dinge muss die günstigste Ausführung benutzt werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Übertragung elektrischer Ströme zu finden, die einen großen Teil der auftretenden Störungsmöglichkeiten verkraftet und allgemeiner angewendet werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Anordnung zur Übertragung elektrischer Ströme eine rotierende Metallwelle und ein stationäres Metallrohr umfasst, das auf die Metallwelle aufgeschoben ist, wobei das Metallrohr elliptisch ausgebildet ist, im runden Zustand einen sehr wenig größeren Innendurchmesser als der Durchmesser der Metallwelle besitzt, mit zwei Berührungsflächen die Metallwelle berührt und sich der Metallwelle anpasst.

Eine weitere Ausführungsform umfasst eine Anordnung zur Übertragung elektrischer Ströme mit einer rotierenden Metallwelle und einem stationären, nicht leitenden Rohr, das auf die Metallwelle aufgeschoben ist, wobei das Rohr elliptisch ausgebildet ist, wesentlich größer als die Metallwelle ist und sich der Metallwelle anpasst, wobei in dem Zwischenraum zwei oder mehr Kontaktstücke an dem Rohr angebracht sind.

In den Figuren sind Anordnungen zur Stromübertragung dargestellt, die nachfolgend beschrieben werden.
In der 1 ist eine Metallwelle 1 dargestellt, die rotieren kann. Das die Metallwelle 1 umgebende Metallrohr 2 ist in rundem Zustand nur sehr wenig im Innendurchmesser größer als der Durchmesser der Metallwelle 1. Das Metallrohr 2 hat eine dünne Wandung und ist aus Federmaterial, also einer Metallfederlegierung, z.B. aus Federbronze, hergestellt. Die Herstellung erfolgt z.B. durch einen Ziehprozess derart, dass das Metallrohr 2 einen leicht elliptischen Querschnitt erhält. Schiebt man dieses Metallrohr 2 über die Metallwelle 1, dann federt es leicht auf und berührt die Metallwelle 1 an zwei gegenüberliegenden Seiten. Jetzt kann ein elektrischer Strom von der rotierenden Metallwelle 1 auf das Metallrohr 2 übertragen werden. Das federnde Metallrohr 2 hat eine sehr flache Charakteristik, die nur im unteren Teil benutzt wird. Aus diesem Grunde verändert sich die Kontaktgabe nicht. Die beiden gegenüberliegenden, Kontakt gebenden Flächen des Metallrohres 2 ergeben einen Flächenkontakt und damit kleine Übergangswiderstände, da sich das Metallrohr 2 der Metallwelle 1 anpasst. Es kommt hinzu, daß bei Unrundheiten des Aufbaus unterschiedliche Drücke an den beiden Berührungsflächen sich gegenseitig ausgleichen, um so einen störungsfreien Stromübergang zu gewährleisten. Der elektrische Übergangswiderstand der beiden Berührungsflächen wird z.T. dadurch ausgeglichen.
Es ist selbstverständlich, dass die Oberflächen der sich berührenden Teile, Metallwelle 1 und Metallrohr 2, sehr gut bearbeitet werden müssen. Um Korrosion zu verhindern ist auch ein Oberflächenschutz z.B. Edelmetall vorgesehen.
In der 2 ist für besondere Betriebsbedingungen eine andere Ausführungsart dargestellt. Hier ist ein federndes, elliptisches Rohr 3 wesentlich größer als die Metallwelle 1. In dem Rohr 3 sind z.B. zwei Kontaktstücke 4 angebracht, die die Stromabnahme herstellen. Das Rohr 3 ist aus Isoliermaterial. In diesem Falle ist es notwendig die Kontaktstücke 4 mit Litzen untereinander und und der Zuleitung nach außen zu verbinden.
Die Funktion dieses Aufbaues ist die gleiche wie die der 1.
Mit dieser Ausführung lassen sich auch Anwendungen mit höheren Umdrehungen fertigen. Erfindungsgemäß kann das federnde Rohr auch anders geformt sein und aus nichtleitendem Material bestehen. In diesem Falle wird nur die federnde und anpassende Art dieses Aufbaues benutzt. Der Anschluss der beiden Berührungsflächen wird dann durch bewegliche Litzen hergestellt:

Claims

Anordnung zur Übertragung elektrischer Ströme zwischen einer rotierenden Metallwelle (1) und einem stationären Metallrohr (2), das auf die Metallwelle (1) aufgeschoben ist, wobei das Metallrohr (2) elliptisch ausgebildet ist, im runden Zustand einen sehr wenig größeren Innendurchmesser als der. Durchmesser der Metallwelle (1) besitzt, mit zwei Berührungsflächen die Metallwelle (1) berührt und sich der Metallwelle (1) anpasst.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Metallwelle (1) und dem Metallrohr (2) eine elektrische Verbindung besteht.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallrohr (2) sehr dünnwandig ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Berührungsflächen eine mechanische Ausgleichsverbindung besteht, die Unrundheiten ausgleicht durch Verlagerung der Andrücke.