DE1113022B

DE1113022B - Contact device for transmitting electrical currents from a rotatable body to a stationary body or vice versa

Info

Publication number: DE1113022B
Application number: DED29391A
Authority: DE
Inventors: Otto Dunkel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-11-19
Filing date: 1958-11-19
Publication date: 1961-08-24
Also published as: FR1240481A; CH375769A; GB931917A

Description

Kontakteinrichtung zur Übertragung elektrischer Ströme von einem drehbeweglichen Körper auf einen feststehenden Körper oder umgekehrt Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontakteinrichtung zur übertragung elektrischer Ströme von einem drehbeweglichen Körper auf einen feststehenden Körper oder umgekehrt, zwischen denen ein federndes Kontaktelement eingesetzt ist.Contact device for the transmission of electrical currents from a rotatable Body to a fixed body or vice versa. The invention relates on a contact device for the transmission of electrical currents from a rotatable Body on a fixed body or vice versa, between which a resilient one Contact element is used.

Bei einer bekannten Kontakteinrichtung dieser Art werden zur Stromübertragung leitende elastische Wälzringe verwendet, die in mehreren Ringreihen liegen. Die Wälzringe benachbarter' kingreihen. sind hier in für Wälzlager bekannter Weise gegeneinander geneigt. Weiterhin ist es bekannt, leitende rohrförmige Rollen zur Stromübertragung zwischen zwei konzentrischen Ringen zu verwenden. Zur Erzeugung des notwendigen Kontaktdruckes sind diese rohrförmigen Rollen als Schraubenfedem ausgebildet. Schließlich ist es noch bekannt, schraubenförmig gewendelte Rohrelemente, die in einem ringförmigen Kanal zwischen dem feststehenden und dem umlaufenden Teil einer elektrischen Maschine angeordnet sind, zur Stroraübertragung zu benutzen. Sämtliche vorstehend erwähnten bekannten Kontakteinrichtungen haben den großen Nachteil, daß sowohl am beweglichen als auch am feststehenden Kontaktkörper die übertragung des Stromes lediglich an einzelnen punkt- oder linienförmigen Stellen stattfindet. Hierdurch kann aber eine in vielen Fällen unerwünschte, schwankende Stromdichte auftreten.In a known contact device of this type are used for power transmission conductive elastic rolling rings are used, which are in several rows of rings. the Rolling rings of adjacent 'king rows. are here against each other in a manner known for roller bearings inclined. It is also known to use conductive tubular rollers for power transmission to be used between two concentric rings. To generate the necessary Contact pressure, these tubular rollers are designed as helical springs. In the end it is still known, helically coiled tubular elements, which are in an annular Channel between the stationary and the rotating part of an electrical machine are arranged to be used for the transmission of currents. All of the above known contact devices have the major disadvantage that both on the movable as well as on the stationary contact body, the transmission of the current is only possible individual point or line-shaped places takes place. However, this can result in a in many cases undesirable, fluctuating current density occur.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kontakteinrichtung der eingangs genannten Art mit praktisch konstanter Stromdichte zu schaffen.The object of the invention is to provide a contact device of the initially mentioned to create said type with practically constant current density.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß das federnde Kontaktelement eine koaxial zum beweglichen Körper angeordnete wendelförmige Feder oder eine koaxial zur Achse des beweglichen Körpers angeordnete Spiralfeder ist.According to the invention this is achieved in that the resilient contact element a helical spring arranged coaxially with the movable body or a coaxial one is arranged to the axis of the movable body coil spring.

Wesentliche Merkmale der Erfindung sind noch, daß der feststehende Körper mit einer der wendelförmigen Feder bzw. der Spiralfeder angepaßten und diese aufnehmenden Ausnehmung versehen ist und diese Federn mit Vorspannung in der zugehörigen Ausnehmung sitzen. Bei einer solchen Kontakteinrichtung sind zwischen dem feststehenden und dem drehbeweglichen Körper durch die zwischengesetzte wendelförinige Feder bzw..Spiralfeder flächenförmige Strornübergangsstellen vorhanden, so daß schwankende Stromdichten vermieden Werden. Außerdem wird mit jeder genannten Federart erreicht, daß die gesamte Kontaktoberfläche sowohl des feststehenden als auch des drehbeweglichen Körpers der Reibung ausgesetzt ist und damit beide Kontaktoberflächen gleichzeitig abgenutzt werden. Ein besonderer Vo rteil der erfindungsgemäßen Kontakteinrichtung besteht noch darin, daß sie sich in konstruktiver Hinsicht leicht den jeweils vorhandenen räumlichen Verhältnissen anpassen läßt.Essential features of the invention are that the fixed Body with one of the helical spring or the spiral spring adapted and this receiving recess is provided and these springs with bias in the associated Sit recess. In such a contact device are between the fixed and the rotatable body through the interposed helical spring or spiral spring flat current transition points are available, so that fluctuating current densities be avoided. It is also achieved with each type of spring mentioned that the entire Contact surface of both the fixed and the rotatable body is exposed to friction and thus both contact surfaces are worn out at the same time will. There is a particular advantage of the contact device according to the invention nor in the fact that, from a constructive point of view, they easily adapt to the existing can be adapted to spatial conditions.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung zweier auf der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kontakteinrichtung, und zwar zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch die Kontakteinrichtung mit wendelförmiger Feder (Langbauweise mit kleinem Durchmesser) und Fig. 2 einen Schnitt durch die Kontakteinrichtung mit Spiralfeder (Kurzbauweise mit großem Durchmesser).Further features of the invention emerge from the following description of two exemplary embodiments of the contact device according to the invention shown in the drawing, namely FIG. 1 shows a section through the contact device with a helical spring (long construction with small diameter) and FIG. 2 shows a section through the contact device with Spiral spring (short design with a large diameter).

Bei der Langbauweise nach Fig. 1 ist der zentral sitzende Körper 1 z. B. ein drehbeweglicher Körper, der beispielsweise aus einem schwachwandigen Rohr besteht. Auf dem Körper 1 sitzt ein Verstärkungsrohr 2, das durch Löten oder auf, andere Weise mit dem Körper 1 fest verbunden ist. In den Fällen, in denen es möglich ist, dem Körper 1 eine größere Wandstärke zu geben oder diesen Körper aus Vollmaterial herzustellen, ist das Verstärkungsrohr 2 überflüssig. Das Verstärkungs - rohr 2 ist von einem lagerbuchsenähnlichen Körper 3 umschlossen, der aus einem den mechanischen undelektrischenAnsprüchen genügenden leitenden Werkstoff besteht. Aus ebensolchem Werkstoff bestehen Körper 1 und Verstärkungsrohr 2. Von dem lagerbuchsenähnlichen Körper 3 kann der Strom abgenommen werden. Wie dargestellt, kann der Körper 3 gegebenenfalls auch in ein weiteres Bauelement 4 eingesetzt sein, das dann ebenfalls.zur Stromabnahme herangezogen wird. Als federndes Kontaktelement dient - erfindungsgemäß eine wendelförmige Feder 5, die eine viereckige, dreieckige oder runde Querschnittsform haben kann. Zu ihrer Aufnahme ist der Körper 3 mit einer der wendelförinigen Feder angepaßten Ausnehmung 6 versehen. Die Feder 5 hat im nicht eingesetzten Zustand einen Innendurchmesser, der etwas kleiner ist als der Außendurchmesser des Körpers 2 und ihr Außendurchmesser im eingesetzten Zustand ist etwas kleiner als der Durchmesser der Ausnehmung 6 im Körper 3. In the long construction according to FIG. 1 , the centrally seated body 1 is z. B. a rotatable body, which consists for example of a weak-walled tube. On the body 1 is seated a reinforcing tube 2 which is fixedly connected, by soldering or other means to the body. 1 In those cases in which it is possible to give the body 1 a greater wall thickness or to produce this body from solid material, the reinforcement tube 2 is superfluous. The gain - tube 2 is surrounded by a bush-like body 3, which is the mechanical undelektrischenAnsprüchen sufficient conductive material from a. It is precisely such a material body 1 and 2. reinforcing pipe made by the bearing sleeve-like body 3, the current can be removed. As shown, the body 3 can optionally also be inserted into a further component 4, which is then also used to draw current. As a resilient contact member is used - according to the invention a helical spring 5, which can have a square, triangular or round cross-sectional shape. To accommodate them, the body 3 is provided with a recess 6 adapted to the helical spring. When not inserted, the spring 5 has an inside diameter which is slightly smaller than the outside diameter of the body 2, and its outside diameter in the inserted state is slightly smaller than the diameter of the recess 6 in the body 3.

Zum Aufsetzen der Feder 5 auf den Körper 2 ge- nügt eine geringe Federdrehung in entgegengesetztem Sinn des Windungslaufs. Bei Verankerung des auslaufenden Endes der Feder 5 und Drehung des Körpers 2 entgegen dem Windungssinn der Feder 5 sinkt der Federdruck, mit dem die Feder 5 auf den Körper 2 drückt. Bei umgekehrtem Drehsinn des Körpers 2 erhöht sich der Federdruck entsprechend. Auf Grund der durch diesen Federdruck bedingten Reibung zwischen der Feder 5 und dem Körper 2 wird ein guter elektrischer Kontakt zwischen diesen beiden Bauteilen erzielt. Um die gleiche sichere Kontaktgabe zwischen der Feder 5 und dem Körper 3 herbeizuführen, weicht die Steigung der Feder 5 von der Steigung der der wendelförmigen Feder angepaßten Ausnehmung 6 im Körper 3 ab. Durch die vorhandene Steigungsdifferenz ergibt sich beim, Einschrauben der auf dem Körper 2 sitzenden Feder 5 in den Körper 3 ein einseitiger Preßdruck zwischen den Schultern der Feder 5 und den Schultern der Ausnehmung 6 im Körper 3. Dieser Preßdruck kann durch entsprechende Wahl der vorerwähnten Steigungsdifferenz und außerdem durch die vorerwähnte Durchmesserdifferenz von Körper 2 und Feder 5 beliebig eingestellt werden. Zur Erzielung der geschilderten Wirkungen ist es noch erforderlich, an beiden Stirnflächen des Körpers 3 je eine Begrenzungsplatte 7, die ein Herausschrauben der Feder aus dem Körper 3 bei der Drehbewegung des Körpers 2 verhindern, vorzusehen. Durch die wendelförmige Form der Feder 5 wird die gesamte Oberfläche des Körpers 2 zur Kontakgabe herangezogen. Das im Körper 3 zwischen den Gewindegängen vorhandene Zahnfleisch 13 dient als Lagerung für den beweglichen Körper 2. Die beschriebene Anordnung ist dort von Vorteil, wo es sich darum handelt, möglichst kleine Durchmesser einzuhalten und die Länge der Anordnung eine untergeordnete Rolle spielt.For mounting of the spring 5 to the body 2 overall nügt a low spring rotation in the opposite sense of the Windungslaufs. When the outgoing end of the spring 5 is anchored and the body 2 rotates against the direction of winding of the spring 5 , the spring pressure with which the spring 5 presses on the body 2 decreases. If the direction of rotation of the body 2 is reversed, the spring pressure increases accordingly. Due to the friction between the spring 5 and the body 2 caused by this spring pressure, a good electrical contact between these two components is achieved. In order to bring about the same reliable contact between the spring 5 and the body 3 , the slope of the spring 5 differs from the slope of the recess 6 in the body 3 , which recess is adapted to the helical spring. The existing pitch difference results when the spring 5 sitting on the body 2 is screwed into the body 3, a one-sided compression pressure between the shoulders of the spring 5 and the shoulders of the recess 6 in the body 3. This compression pressure can be achieved by appropriate choice of the aforementioned pitch difference and can also be set arbitrarily by the aforementioned difference in diameter of body 2 and spring 5. In order to achieve the effects described, it is also necessary to provide a limiting plate 7 on each of the two end faces of the body 3 , which prevent the spring from being unscrewed from the body 3 when the body 2 rotates. Due to the helical shape of the spring 5 , the entire surface of the body 2 is used for making contact. The gum 13 present in the body 3 between the threads serves as a bearing for the movable body 2. The arrangement described is advantageous where it is a question of maintaining the smallest possible diameter and the length of the arrangement being of secondary importance.

Eine Anordnung in kurzer Bauweise, bei der der Durchmesser eine untergeordnete Rolle spielen soll, ist in Fig. 2 dargestellt. Als federndes Kontaktelement dient hier erfindungsgemäß eine Spiralfeder 8 mit dreieckigem Querschnitt. Diese Feder 8 liegt zwischen zwei scheibenförmigen Körpern 9 und 10, und zwar derart, daß sie einerseits mit ihren Spitzen in eine spiralförinige Ausnehmung 12 dreieckigen Querschnitts der Scheibe 9 eingreift und andererseits gegen die Fläche der Scheibe 10 drückt. Eine der beiden Scheiben ist feststehend, die andere drehbeweglich und beispielsweise mit einer sich drehenden Welle 11 verbunden.An arrangement with a short construction, in which the diameter should play a subordinate role, is shown in FIG. According to the invention, a spiral spring 8 with a triangular cross section is used as the resilient contact element. This spring 8 lies between two disk-shaped bodies 9 and 10 in such a way that, on the one hand, it engages with its tips in a spiral-shaped recess 12 of triangular cross-section of the disk 9 and, on the other hand, presses against the surface of the disk 10. One of the two disks is stationary, the other is rotatable and connected, for example, to a rotating shaft 11 .

Die Steigung der Spiralfeder 8 weicht von derjenigen der spiralförrnigen Ausnehmung 12 in der Scheibe 9 ab. Flierdurch wird die Feder 8 einerseits gegen die Schultern der Ausnehmung 12 gedrückt und andererseits die Basisfläche der Feder gegen die Scheibe 10. Ist der Drehsinn der Scheibe 10 gegen den Windungssinn der Feder 8 gerichtet und außerdem die Steigung der Feder größer als die Steigung der Ausnehmung 12 in der Scheibe 9, so wird der Anpreßdruck (Kontaktdruck) zwischen Feder 8 und Scheibe 9 einerseits sowie zwischen der Basisfläche der Feder 8 und der ebenen Fläche der Scheibe 10 andererseits erhöht. Auch bei dieser Anordnung gleitet die Feder 8 auf der gesamten Fläche der Scheibe 10. Erforderlichenfalls kann die drehbewegliche Scheibe 10 noch in Wellenrichtung verschiebbar sein, um den Druck auf die Feder einstellbar zu machen. Bei mit der Welle 11 umlaufender Scheibe 10 wird die Scheibe 9 als Lager für die Welle 11 herangezogen. Für bestimmte Zwecke ist natürlich auch eine Anordnung ohne Welle 11 brauchbar.The pitch of the spiral spring 8 differs from that of the spiral-shaped recess 12 in the disk 9 . Flierdurch the spring 8 on the one hand pressed against the shoulders of the recess 12 and on the other hand, the base surface of the spring against the disc 10. If directed to the sense of rotation of the disc 10 against the winding direction of the spring 8 and also the pitch of the spring is greater than the slope of the recess 12 in disk 9, the contact pressure (contact pressure) between spring 8 and disk 9 on the one hand and between the base surface of spring 8 and the flat surface of disk 10 on the other hand is increased. In this arrangement, too, the spring 8 slides over the entire surface of the disk 10. If necessary, the rotatable disk 10 can still be displaceable in the direction of the shaft in order to make the pressure on the spring adjustable. When the disk 10 rotates with the shaft 11 , the disk 9 is used as a bearing for the shaft 11 . An arrangement without a shaft 11 can of course also be used for certain purposes.

Die erfIndungsgemäße Kontakteinrichtung ist nicht nur zur sicheren Kontaktgabe bei ruhig arbeitenden Maschinen und Geräten brauchbar, sondern auch dort, wo Vibrationen auftreten und höhere Ströme oder Hochfrequenzströme übertragen werden sollen.The contact device according to the invention is not only for safe use Making contact with quietly working machines and devices, but also useful where vibrations occur and transmit higher currents or high-frequency currents should be.

Selbstverständlich sind außer den in den Figuren dargestellten Ausführungsformen noch andere möglich.Of course, in addition to the embodiments shown in the figures still others possible.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Contact device for the transmission of electrical currents from a rotatable body to a stationary body or vice versa between which a resilient contact element is inserted, characterized in that the resilient contact element is a coaxial to the movable body (e.g. 2) arranged helical spring ( 5) or a spiral spring (8) arranged coaxially to the axis of the movable body (e.g. 10) .

2. Device with helical spring according to spoke 1, characterized in that the fixed body (z. B. 3) is provided with one of the helical spring adapted and this receiving recess (6) (Fig. 1). 3. Device with spiral spring according to claim 1, characterized in that the fixed body (z. B. 9) is provided with a spiral spring adapted and receiving recess (12) (Fig. 2). 4. Device according to claim 2 or 3, characterized in that the helical spring or the spiral spring is seated with preload in the associated recess (6 or 12). 5. Device according to claim 2, characterized in that the helical spring (5) in the non-inserted state has an inner diameter which is slightly smaller than the outer diameter of the movable body (z. B. 2). 6. Device according to spoke 2 or 3, characterized in that the spring (5 or 8) is attached with its one end to the body having the recess (6 or 12). 7. Device according to spoke 2, characterized in that the in the recess (6) of the fixed body (z. B. 3) seated spring (5) is secured against Ungsverschiebung by limiting plates (7) attached to this body (Fig. 1 ). 8. A device according to claim 7, characterized indicates overall that the Innenffäche of the fixed body (3) is designed as a shaft bearing. 9. Device according to claims 1, 2 and 4 to 7, characterized in that the helical spring (5) has a rectangular cross-section. 10. Device according to claims 1, 3 and 6, characterized in that the spiral spring (8) has a triangular cross-section. 11. Device with spiral spring according to claim 1, characterized in that both the fixed and the movable body is disc-shaped (Fig. 2). 12. Device according to claim 11, characterized in that the movable disc-shaped body (z. B. 10) is adjustable in the axial direction. Considered publications: German Patent Specifications No. 740 378, 745 63 1, 966 236; French patent specification No. 1 142 542.