DE1119367B

DE1119367B - Gelenkkupplung zum Verbinden stromfuehrender Teile

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.
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.
Andererseits sind mehr oder weniger gelenkige elektrische Kontaktverbindungen bekannt, die aber ausnahmslos zum übertragen nennenswerter mechanischer Kräfte ungeeignet sind.
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.
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.
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.
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.
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. .
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.
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.
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.
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.
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.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Gelenkkupplung zum Verbinden stromführender Teile, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach Art einer an sich bekannten Kreuzgelenkkupplung ausgebildet ist, an derem Gelenkstück (1) zwei die stromführenden Teile aufnehmende Gelenkgabeln (2, 3) angreifen, und daß in die die Gelenkbolzen (4, 5 bzw. 16) aufnehmenden Bohrungen (7, 6 bzw. 66) des Gelenkstücks ein Gewinde (8) eingeschnitten ist, in welches eine dem Gewinde angepaßte leitende Wendel (9) eingefügt ist.
2. Kupplung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel (9) axial unterteilt ist. 3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Wendelteile verschiedene Steigungen haben. 4. Kupplung nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet daß einzelne, Wendelteile eine kleinere und andere Wendelteile eine größere Steigung gegenüber der Gewindesteigung haben. 5. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindetiefe größer ist als die Stärke des Wendel-Profils. 6. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wendel (9) mit vorbestimmtern Druck auf dem zugehörigen Gelenkbolzen (4, 5 bzw. 16) sitzt. 7. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkbolzen entweder durchgehend (Fig. 1 und 2) oder nur auf einem Teil ihrer Länge (Fig. 3) zylindrisch ausgebildet und ihre Lagerenden durch Spannelernente der Gelenkgabeln (2, 3) festgeklemmt sind. 8. Kupplung mit durchgehend zylindrisch ausgebildeten Gelenkbolzen nach Ansprach 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Spannelement aus einem geschlitzten und von einer Klemmschraube (10 bzw. 11) durchsetzten Auge (12 bzw. 13) besteht (Fig. 1 und 2). 9. Kupplung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Gelenkbolzen (4, 5 bzw. 16) Laufringe (14, 15) sitzen, die zwischen dem Gelenkstück (1) und den Spannelementen angeordnet sind (Fig. 1 bis 3). 10. Kupplung mit Gelenkbolzen, die nur auf eineni Teil ihrer Länge zylindrisch ausgebildet sind, nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkbolzen (16) an beiden Enden mit Konen (17, 18) gleicher Neigungsrichtung versehen sind, die in entsprechenden konisehen Bohrungen (19, 20) der Gelenkgabelschenkel axial eingespannt sind (Fig. 3). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 227 059, 499 737, 751929, 850 366; französische Patentschrift Nr. 1031821-9 USA.-Patentschrift Nr. 1631994.