DE1119367B

DE1119367B - Articulated coupling for connecting live parts

Info

Publication number: DE1119367B
Application number: DED23910A
Authority: DE
Inventors: Otto Dunkel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-09-27
Filing date: 1956-09-27
Publication date: 1961-12-14

Description

Gelenkkupplung zum Verbinden stromführender Teile Die Erfindung richtet sich auf eine Gelenkkupplung zum Verbinden stromführender Teile.Articulated coupling for connecting live parts The invention is directed relies on an articulated coupling for connecting live parts.

Kreuzgelenkkupplungen sind in den vielfältigsten Formen seit langem bekannt. Sie dienen vorzugsweise zum Übertragen von Drehmomenten, aber auch zur Aufnahme axialer Kräfte. Hingegen eignen sie sich nicht zum übertragen elektrischer Ströme, da ihre verschiedenen, gegeneinander beweglichen Elemente nicht in der Weise formschlüssig miteinander verbunden sind, daß ein ständiger ungehinderter Stromfluß erfolgen kann.Universal joint couplings have long been in a wide variety of forms known. They are preferably used to transmit torques, but also to Absorption of axial forces. On the other hand, they are not suitable for transmitting electrical signals Currents, since their various elements, which can move relative to one another, are not in the same way are positively connected to each other that a constant unimpeded flow of current can be done.

Andererseits sind mehr oder weniger gelenkige elektrische Kontaktverbindungen bekannt, die aber ausnahmslos zum übertragen nennenswerter mechanischer Kräfte ungeeignet sind.On the other hand, there are more or less articulated electrical contact connections known, but they are invariably unsuitable for transmitting significant mechanical forces are.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Gelenkkupplung zum Verbinden stromführender Teile zu schaffen, die einmal eine hohe axiale mechanische Belastbarkeit und zweitens eine große elektrische Belastbarkeit bei zugleich hoher dynamischer Spannungsfestigkeit besitzt.The object of the invention is now to provide an articulated coupling for connecting to create current-carrying parts that once have a high axial mechanical load capacity and secondly, a high electrical load capacity with a high dynamic range at the same time Has dielectric strength.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Gelenkkupplung nach Art einer an sich bekannten Kreuzgelenkkupplung ausgebildet ist, an derein Gelenkstück zwei die stromführenden Teile aufnehmende Gelenkgabeln angreifen und daß in die die Gelenkbolzen aufnehmenden Bohrungen des Gelenkstücks ein Gewinde eingeschnitten ist, in welches eine dem Gewinde angepaßte leitende Wendel eingefügt ist. Mit einer solchen Gelenkkupplung können, wie sich herausgestellt hat, Stromstärken von beispielsweise 3000 Amp. ohne weiteres übertragen werden, wobei Stromspitzen ein Vielfaches dieses Wertes erreichten. Mit einer dynamischen Kurzschlußfestigkeit der Gelenkkupplung von mindestens 100 000 Amp. kann ohne weiteres gerechnet werden. Die Kupplung kann praktisch in der gesamten einschlägigen Technik verwendet werden. Von besonderer Bedeutung ist die Kupplung für Kräne, Rollenpunktschweißmaschinen sowie für die Trommeln galvanischer Bäder.According to the invention, this is achieved in that the articulated coupling is designed in the manner of a known universal joint coupling, on which a joint piece two joint forks holding the current-carrying parts engage and in that a thread is cut into the joint pin receiving holes of the joint piece, in which one is adapted to the thread conductive coil is inserted. With such an articulated coupling, it has been found that currents of, for example, 3000 amps can be transmitted without further ado, with current peaks reaching a multiple of this value. A dynamic short-circuit strength of the articulated coupling of at least 100,000 amps can easily be expected. The coupling can be used in virtually all of the relevant technology. The coupling is of particular importance for cranes, roller spot welding machines and for the drums of galvanic baths.

In weiterer Ausgestaltung der Kupplung ist die Wendel axial unterteilt. Hierdurch wird vor allem der Forderung nach Stromkonstanz Rechnung getragen. Eine noch bessere Stromkonstanz erzielt man, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die einzelnen Wendelteile verschiedene Steigungen aufweisen. Die Steigungsdifferenz und die Unterteilung der Wendel gewährleisten, daß bei jeder Drehbewegung der GeIenkkupplung mindestens die eine Hälfte der Wendel sowohl am Gelenkbolzen als auch am Gewinde des Gelenkstücks satt anliegt. Haben nach einem weiteren Merkmal der Erfindung einzelne Wendelteile eine ' kleinere und andere Wendelteile eine größere Steigung gegenüber der Gewindesteigung, so tragen diese Steigungsdifferenzen zurAufrechterhaltung eines jeweils gewünschtenkonstanten Kontaktdruckes bei, der Voraussetzung für einen zuverlässigen Stromübergang ist.In a further embodiment of the coupling, the helix is divided axially. This primarily takes account of the requirement for constant current. An even better current constancy is achieved if, according to a further feature of the invention, the individual coil parts have different slopes. The difference in pitch and the subdivision of the helix ensure that with each rotary movement of the articulated coupling, at least one half of the helix rests snugly on both the hinge pin and the thread of the joint piece. Have, according to another feature of the invention, individual coil parts a 'smaller and other filament parts is a greater slope with respect to the thread pitch so this slope differences wear zurAufrechterhaltung a respectively desired constant contact pressure at that condition for a reliable ohmic contact.

Weitere Merkmale der Erfindung sind, daß die Gewindetiefe größer ist als die Stärke des Wendelprofils, daß jede Wendel mit vorbestimmten Druck auf dem zugehörigen Gelenkbolzen sitzt, daß die Gelenkbolzen entweder durchgehend oder nur auf einem Teil ihrer Länge zylindrisch ausgebildet und ihre Lagerenden durch Spannelemente der Gelenkgabeln festgeklemmt sind, daß auf den Gelenkbolzen Laufringe sitzen, die zwischen dem Gelenkstück und den Spannelementen angeordnet sind und daß bei durchgehend zylindrisch ausgebildeten Gelenkbolzen jedes Spannelement aus einem geschlitzten und von einer Klemmschraube durchsetzten Auge besteht.Further features of the invention are that the thread depth is greater than the strength of the helix profile that each helix with a predetermined pressure on the associated hinge pin sits that the hinge pin either continuously or only formed cylindrical over part of their length and their bearing ends by clamping elements the joint forks are clamped so that races sit on the joint pins, the are arranged between the joint piece and the clamping elements and that at continuously cylindrically shaped hinge pin each clamping element from a slotted and there is an eye penetrated by a clamping screw.

Endlich sind bei einer Ausführung mit Gelenkbolzen, die nur auf einem Teil ihrer Länge zylindrisch ausgebildet sind, erfindungsgemäß, die Gelenkbolzen an beiden Enden mit Konen gleicher Neigungsrichtung versehen und letztere in entsprechenden konisehen Bohrungen der Gelenkgabelschenkel axial eingespannt. . Finally, according to the invention, in an embodiment with hinge pins that are cylindrical only over part of their length, the hinge pins are provided at both ends with cones of the same inclination direction and the latter are axially clamped in corresponding conical bores of the joint fork legs. .

Weitere Einzelheiten der erfindungsgernaßen Gelenkkapplung ergeben sich aus der Beschreibung der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten, besonders zweckmäßigen Ausführungsfornien, und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Gelenkkupplung nach der Linie 14 in Fig. 2, Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Gelenkkupplung und Fig. 3 die Gelenkkupplung mit einer anderen Verklemmungsart der Gelenkbolzen.Further details of the joint coupling according to the invention result from the description of the particularly expedient embodiments shown in FIGS. 1 to 3 , namely, FIG. 1 shows a longitudinal section through the joint coupling along the line 14 in FIG The articulated coupling shown in FIG. 1 and FIG. 3 shows the articulated coupling with a different type of jamming of the articulated pins.

Die beiden Gelenkgabeln 2 und 3, die in bekannter und daher nicht besonders dargestellter Weise mit den anschließenden Wellenteilen od. dgl. verbunden sind, stehen in den Fig. 1 bis 3 senkrecht aufeinander. Sie sind durch das Gelenkstück 1 miteinander verbunden. Dieses Gelenkstück besitzt in den Fig. 1 und 2 zwei von Gelenkbolzen 4 bzw. 5 durchsetzte Bohrungen 7 bzw. 6, deren Achsen in senkrecht aufeinanderstehenden Ebenen verlaufen, ohne sich hierbei zu schneiden. In jede dieser Bohrungen ist, wie beispielsweise bei der Bohrung 6 zur Aufnahme des Gelenkbolzens 5 in Fig. 1 gezeiA ein Innengewinde 8 eingeschnitten, dessen Profil im dargestellten Falle annähernd rechteckig ist. Es kann jedoch auch ein Trapez-, Flach- oder anderes Gewinde mit normaler Steigung verwendet werden. Dieses Gewinde 8 dient zur Aufnahme einer in ihrer Querschnittsforrn der des Gewindes 8 angepaßten leitenden Wendel 9, die eine von der Gewindesteigung abweichende Steigung aufweist, so daß die Wendel 9 beim Einschrauben in das Gewinde entweder axial zusammengedrückt oder aber axial auseinandergezogen wird. Da die Wendel 9 somit entweder als Druck- oder aber als Zugfeder wirkt, liegt sie in jedem Fall an den Gewindeschultern fest an. Die axiale Unterteilung der Wendel ist in Fig. 1 nicht besonders dargestellt. Beiderseits jeder Bohrung 6 bzw. 7 in dem Gelenkstück 1 sind zwischen dieses und die Gabelschenkel der Teile 2 und 3 Laufringe 14 bzw. 15 eingesetzt, die eine bessere Beweglichkeit der Teile gegeneinander ermöglichen und außerdem ein Herausschrauben der Wendel 9 aus dem Gewinde 8 verhindern.The two joint forks 2 and 3, which are connected to the adjoining shaft parts or the like in a known and therefore not particularly shown manner, are perpendicular to one another in FIGS. 1 to 3. They are connected to one another by the joint piece 1. In FIGS. 1 and 2, this joint piece has two bores 7 and 6 penetrated by joint bolts 4 and 5 , the axes of which run in planes perpendicular to one another without intersecting. An internal thread 8 is cut into each of these bores, for example in the case of the bore 6 for receiving the hinge pin 5 in FIG. 1 , the profile of which is approximately rectangular in the illustrated case. However, a trapezoidal, flat or other thread with a normal pitch can also be used. This thread 8 is used to receive a conductive helix 9, which is adapted in its cross-sectional shape to that of the thread 8 and which has a pitch deviating from the thread pitch, so that the helix 9 is either axially compressed or axially pulled apart when it is screwed into the thread. Since the coil 9 thus acts either as a compression spring or as a tension spring, it always rests firmly on the threaded shoulders. The axial subdivision of the helix is not particularly shown in FIG. 1. On both sides of each bore 6 or 7 in the joint piece 1 , between this and the fork legs of the parts 2 and 3, races 14 and 15 are used, which allow better mobility of the parts against each other and also prevent the helix 9 from screwing out of the thread 8.

Die Enden der zylindrischen Gelenkbolzen 4, 5 sind im Bereich der an jeder Gelenkgabel 2 bzw. 3 vorhandenen beiden Gabelschenkel durch Spannelemente undrehbar verklemmt. Diese Spannelemente bestehen aus geschlitzten Augen 12 und 13, die von Klemmschrauben 10 bzw. 11 durchsetzt sind. Nach Einsetzen der Gelenkbolzen 4, 5 in die entsprechenden Bohrungen 7, 6 des Gelenkstücks 1 werden die Klemmschrauben 10 und 11 fest angezogen.The ends of the cylindrical joint pins 4, 5 are clamped non-rotatably in the area of the two fork legs present on each joint fork 2 and 3 by clamping elements. These clamping elements consist of slotted eyes 12 and 13, which are penetrated by clamping screws 10 and 11, respectively. After the hinge pins 4, 5 have been inserted into the corresponding bores 7, 6 of the hinge piece 1 , the clamping screws 10 and 11 are tightened firmly.

Fig. 3 zeigt eine andere Verklemmungsart der Gelenkbolzen in den Gelenkgabelschenkeln, die an Hand des die Gabelschenkel der unteren Gelenkgabel durchsetzenden Gelenkbolzens 16 erläutert werden soll. Der Gelenkbolzen 16 besitzt hier an seinen Enden zwei Konen 17 und 18 gleicher Neigungsrichtung, von denen der linke Komis 18 kleiner ist als der Konus 17 am anderen Ende des Gelenkbolzens 16. Außerdem läuft das Bolzenende hinter dem Konus 18 in einen Gewindeansatz 21 aus, auf dem Doppelmuttem 22 sitzen. Durch Anziehen der Muttern 22 pressen sich die Konen 17, 18 in entsprechende konische Bohrungen 19, 20 der Gelenkgabelschenkel ein. Auf diese Weise wird also nach erfolgter Verspannung ein fester Sitz des Bolzens 16 in den GelenkgabeIschenkeln erreicht. Die Bohrung ün Gelenkstück für den Gelenkbolzen 16 ist hier mit 66 bezeichnet. Unter Bezugnahine auf Fig. 1 ergibt sich folgender Stromweg: Gelenkgabel 2, Gelenkbolzen 4, zugehörige eine Wendel 9, Gelenkstück 1, zweite Wendel 9, Gelenkbolzen 5, Gelenkgabel 3. Die satte Anlage sämtlicher in diesem Stromweg liegender Kupphingsteile gewährleistet in jeder Drehrichtung der Gelenkelemente gegeneinander sowie bei jeder Belastung einen einwandfreien Stroradurchgang. 3 shows another type of jamming of the joint bolts in the joint fork legs, which is to be explained with reference to the joint bolt 16 penetrating the fork legs of the lower joint fork. The hinge pin 16 has here at its ends two cones 17 and 18 of the same inclination direction, of which the left Komis 18 is smaller than the cone 17 at the other end of the hinge pin 16. In addition, the end of the pin ends behind the cone 18 in a threaded projection 21 the double mother 22 sit. By tightening the nuts 22, the cones 17, 18 press into corresponding conical bores 19, 20 of the joint fork legs. In this way, after the bracing has taken place, the bolt 16 is firmly seated in the joint joint legs. The bore in the joint piece for the joint pin 16 is denoted here by 66. . Under Bezugnahine to Figure 1 results in the following current path: joint yoke 2, pivot pin 4, associated a spiral 9, joint piece 1, the second coil 9, hinge pin 5, joint yoke 3. The close fit of all lying in the current path Kupphingsteile ensured in each direction of rotation of the joint elements a perfect passage of electricity against each other as well as with every load.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt, vielmehr können diese auch abgeändert werden, ohne daß hierdurch vom Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird.Of course, the invention is not limited to those described and Embodiments shown in the drawings are limited, but they can can also be modified without deviating from the basic concept of the invention will.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Articulated coupling for connecting current-carrying parts, characterized in that it is designed in the manner of a known universal joint coupling, on whose joint piece (1) two joint forks (2, 3) which receive the current-carrying parts engage, and in which the joint pins (4, 5 or 16) receiving bores (7, 6 or 66) of the joint piece, a thread (8) is cut into which a conductive helix (9) adapted to the thread is inserted.

2. Coupling according spoke 1, characterized in that the helix (9) is divided axially. 3. Coupling according to claim 2, characterized in that the individual helical parts have different slopes. 4. Coupling according to spoke 3, characterized in that individual, helical parts have a smaller and other helical parts have a greater pitch compared to the thread pitch. 5. Coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the thread depth is greater than the thickness of the helical profile. 6. Coupling according to one of the preceding claims, characterized in that each helix (9 ) sits with a predetermined pressure on the associated hinge pin (4, 5 or 16). 7. Coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the hinge pins either continuously (Fig. 1 and 2) or only over part of their length (Fig. 3) are cylindrical and their bearing ends by clamping elements of the joint forks (2, 3) are clamped. 8. Coupling with a continuously cylindrical joint pin according to spoke 7, characterized in that each clamping element consists of a slotted eye (12 or 13) penetrated by a clamping screw (10 or 11) (FIGS. 1 and 2). 9. Coupling according to claim 7 or 8, characterized in that on the hinge pin (4, 5 or 16) running rings (14, 15) sit, which are arranged between the joint piece (1) and the clamping elements (Fig. 1 to 3 ). 10. Coupling with hinge pins, which are cylindrical only on a part of their length, according to claim 7 or 9, characterized in that the hinge pins (16) are provided at both ends with cones (17, 18) of the same direction of inclination, which in corresponding conical bores (19, 20) of the joint fork legs are axially clamped (Fig. 3). Considered publications: German Patent Nos. 227 059, 499 737, 751929, 850 366; French Patent No. 1031821-9 USA. -Patent No. 1631 994.