專利名稱：兩根平移軸的連接系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在兩根同軸的軸的端部之間的機(jī)械和電連接系統(tǒng)，這兩根軸沿著一個(gè)總體的軸向方向移動(dòng)并且能夠基本地傳遞軸向力。特別是當(dāng)需要將一根軸分成兩部分時(shí)，通常采用這種結(jié)構(gòu)，以保護(hù)它的其中一個(gè)軸端而免受因另一軸端的反抗而產(chǎn)生的高應(yīng)變(溫度、應(yīng)力、橫震、等等)。
本發(fā)明尤其是涉及在電解鋁的生產(chǎn)槽中使用的穿孔(piquage)設(shè)備。這些設(shè)備用來(lái)穿刺固化池的表面殼層。它們通常與用于向電解槽供應(yīng)鋁的計(jì)量器相連接，或者與用于測(cè)量電解槽中電解液的溫度和液面的測(cè)量設(shè)備相連接，以便能夠可調(diào)節(jié)地向電解槽供應(yīng)鋁。
背景技術(shù)：
ALUMINIUM PECHINEY的專利FR2483965記載了這樣一穿孔設(shè)備，其中，穿孔機(jī)－－也可被稱為柱塞被與一軸向位移機(jī)構(gòu)相連接。由于垂直安置，它周期性地下降，以便擊破固化池中供應(yīng)點(diǎn)的殼層，或者使形成于此殼層上的孔保持敞開(kāi)，從而通過(guò)管道輸送來(lái)的鋁能夠滲透到熔化的電解液中。在上述專利FR 2 483 965中闡述了幾個(gè)原因，最重要的是，要在柱塞向下運(yùn)動(dòng)期間探測(cè)柱塞是否與熔化電解液或與固化電解液接觸。對(duì)柱塞端部(稱為鑿子)與熔化電解液之間的接觸探測(cè)，是通過(guò)對(duì)該柱塞與電解槽上的一個(gè)用作參考電位的點(diǎn)之間的電壓進(jìn)行測(cè)量實(shí)現(xiàn)的。典型地，柱塞是與電解槽的上部結(jié)構(gòu)絕緣的，并且當(dāng)鑿子與熔化電解液槽接觸時(shí)，它的電位接近于熔化電解液的電位。此電位的測(cè)量被用作發(fā)送升高柱塞命令的信息。
專利EP-B-0 716 165記載一種穿孔設(shè)備，該穿孔設(shè)備環(huán)繞并保護(hù)一個(gè)測(cè)量設(shè)備，該測(cè)量設(shè)備不僅測(cè)量槽液面而且測(cè)量它的溫度。對(duì)于該設(shè)備，重要的還是探測(cè)柱塞與熔化電解液接觸的時(shí)刻，該穿孔機(jī)還設(shè)有一個(gè)檢測(cè)設(shè)備，該檢測(cè)設(shè)備基于柱塞與電解槽上的一個(gè)用作參考電位的點(diǎn)之間的電壓的測(cè)量進(jìn)行操作。
提出的問(wèn)題
上述柱塞要經(jīng)受鑿子附近的劇烈的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力。隨著鑿子滯留在電解液槽中的時(shí)間的增加，當(dāng)它升起時(shí)，在它的表面形成殼層的危險(xiǎn)就增大，而且在隨后的操作期間，殼層會(huì)變得更厚，從而導(dǎo)致操作上的問(wèn)題以及柱塞的過(guò)早磨損。
柱塞必須不能過(guò)度地變形，并且必須是電可靠的，否則它將不能夠正確地操作；它必須與槽結(jié)構(gòu)一直保持電絕緣，并且它必須總是能夠攜帶電流以探測(cè)與電解液槽的接觸。而且，由于鑿子會(huì)很快磨損并逐漸變形，重要的是要提供一種能夠容易地且有規(guī)律地更換它的方法。最后，柱塞的另一端被連接到一個(gè)軸向運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備上，該控制設(shè)備典型地是作動(dòng)器(vérin)，其僅在接近于環(huán)境溫度的溫度下并且沒(méi)有過(guò)量機(jī)械載荷施加于其上的條件下才能正確操作，因?yàn)樗鼘?duì)側(cè)向沖擊特別敏感。
針對(duì)所有這些原因，柱塞已經(jīng)被分離成兩個(gè)基本同軸的部分一根與上述控制作動(dòng)器相連的桿以及一根在其一個(gè)端部安裝有上述鑿子的桿(稱為延長(zhǎng)部)。這兩個(gè)部分通常由一種螺桿-螺母系統(tǒng)相互連接，但是這種機(jī)構(gòu)不是完全令人滿意，因?yàn)樗鼤?huì)傳遞因鑿子反抗而產(chǎn)生的機(jī)械震動(dòng)，卻不會(huì)真正地使震動(dòng)衰減，特別是突然的側(cè)向力，側(cè)向力會(huì)阻礙作動(dòng)器的平滑操作。而且，螺桿-螺母系統(tǒng)的松脫問(wèn)題會(huì)頻繁發(fā)生(比如當(dāng)鑿子不得不更換時(shí))且不能保證可靠的永久的電連接。
為此，申請(qǐng)人已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種用在柱塞的兩部分之間的連接系統(tǒng)，它沒(méi)有這些缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種在兩根同軸的軸的端部之間的機(jī)械和電連接系統(tǒng)，這兩根軸沿著一個(gè)總體的軸向方向移動(dòng)并且能夠傳遞基本的軸向力，其中一根被稱為“主動(dòng)軸”的軸被連接到一個(gè)軸向平移裝置上，典型地是作動(dòng)器，另一根被稱為“從動(dòng)軸”的軸典型地設(shè)有一個(gè)測(cè)量設(shè)備。本發(fā)明所述裝置的特征在于[10]·所述主動(dòng)軸的將與從動(dòng)軸的端部接觸的端部包括一個(gè)環(huán)形凹槽，該環(huán)形凹槽鄰近于一個(gè)軸向高度為H1的軸向端部延長(zhǎng)部，[11]·所述從動(dòng)軸的將與主動(dòng)軸的端部接觸的端部包括一個(gè)環(huán)形凹槽，該環(huán)形凹槽鄰近于一個(gè)軸向高度為H2的軸向延長(zhǎng)部，[12]·所述端部被連接在一個(gè)基本圓柱形的管接頭內(nèi)，所述管接頭設(shè)有[13]-一個(gè)第一環(huán)形軸肩，其形狀與位置鄰近于所述主動(dòng)軸端部的軸向延長(zhǎng)部的所述環(huán)形凹槽的形狀互補(bǔ)，沒(méi)有間隙，[14]-一個(gè)第二環(huán)形軸肩，其形狀與鄰近于所述從動(dòng)軸端部的軸向延長(zhǎng)部的所述環(huán)形凹槽的形狀互補(bǔ)，在所述管接頭的環(huán)形軸肩與所述從動(dòng)軸上的環(huán)形凹槽的互補(bǔ)表面(complementary surface)之間設(shè)有一個(gè)徑向間隙，[15]-一個(gè)空腔，其將容納所述軸的端部軸向延長(zhǎng)部，為此，軸向高度大于所述端部軸向延長(zhǎng)部的軸向高度H1和H2的總和；[16]還在于[17]·所述主動(dòng)軸和從動(dòng)軸的相應(yīng)端部軸向延長(zhǎng)部保持永久的機(jī)械和電接觸，由于采用了一種彈性的導(dǎo)電元件，典型地是金屬制的螺旋彈簧。
根據(jù)本發(fā)明，所述管接頭的第一環(huán)形軸肩具有與主動(dòng)軸的環(huán)形凹槽的形狀互補(bǔ)的形狀，沒(méi)有間隙，而該管接頭的第二環(huán)形軸肩具有與從動(dòng)軸的環(huán)形凹槽的形狀互補(bǔ)的形狀，在所述管接頭的環(huán)形軸肩與所述從動(dòng)軸的環(huán)形凹槽的互補(bǔ)表面之間設(shè)有一個(gè)徑向間隙。
由于在主動(dòng)軸的凹槽與管接頭的軸肩之間沒(méi)有間隙，就有可能使兩者的軸線一致。另一方面，形成于管接頭的環(huán)形軸肩與所述從動(dòng)軸的環(huán)形凹槽的互補(bǔ)表面之間的間隙減小了被施加在鑿子處的從動(dòng)軸上并通過(guò)管接頭被傳遞給主動(dòng)軸的橫震的幅度。
最好是，主動(dòng)軸的環(huán)形凹槽具有U形橫截面，從而它具有兩個(gè)垂直于軸線的壁，這兩個(gè)壁被一個(gè)軸向高度等于H0的距離分隔開(kāi)，以及具有一個(gè)“底部”，其形式是一個(gè)與所述軸線同軸的圓柱面，其直徑為C，而且，所述管接頭的第一環(huán)形軸肩總體上也是U形，具有兩個(gè)垂直于軸線的壁，兩壁間的距離等于一個(gè)稍微小于H0的值，典型地是H0-ε，其中0.05mm≤ε≤0.2mm，以及一個(gè)圓柱形壁，其直徑C稍微大于環(huán)形凹槽的直徑，典型地是C+ε′，其中0.05mm≤ε′≤0.2mm。
最好是，從動(dòng)軸的環(huán)形凹槽的橫截面具有兩個(gè)垂直于軸線的壁，這兩個(gè)壁被一個(gè)軸向高度等于H3的距離分隔開(kāi)，以及具有一個(gè)直徑為ΦG的圓柱形“底部”，而且，管接頭的第二環(huán)形軸肩總體上也是U形，其具有兩個(gè)垂直于軸線的壁，兩壁間的距離等于一個(gè)小于H3的值H4，以及一個(gè)圓柱形壁，其直徑大于從動(dòng)軸的環(huán)形凹槽的直徑。最后，為了在管接頭的內(nèi)表面與從動(dòng)軸端部的外表面之間形成所述間隙，并減小能通過(guò)管接頭傳遞給主動(dòng)軸的橫震的幅度，在從動(dòng)軸的端部軸向延長(zhǎng)部的外表面與形成于管接頭內(nèi)的空腔的壁之間形成一徑向間隙，以用來(lái)保持兩根軸的端部軸向延長(zhǎng)部。
最好是，主動(dòng)軸的端部軸向延長(zhǎng)部包括一個(gè)突起，該突起的終端具有一個(gè)橫向壁，該壁占據(jù)了相對(duì)于軸的軸線的一個(gè)平面或者一個(gè)旋轉(zhuǎn)面，凸出的并且在其中點(diǎn)的曲率小，而從動(dòng)軸的端部軸向延長(zhǎng)部包括一個(gè)突起，該突起的終端具有一個(gè)橫向壁，該壁具有這樣的輪廓即，當(dāng)兩根軸接觸時(shí)，所述突起與主動(dòng)軸之間的接觸面則位于一個(gè)盡可能靠近主動(dòng)軸的軸線的點(diǎn)上。例如，這類橫向壁可以具有繞從動(dòng)軸的軸線的凸出旋轉(zhuǎn)面，在其中點(diǎn)的曲率大于主動(dòng)軸的突起的橫向壁的曲率。
最好是，每根軸的端部軸向延長(zhǎng)部包括一個(gè)基部，該基部位于環(huán)形凹槽與突起之間。基部和突起被這樣設(shè)置，所述彈性導(dǎo)電元件能夠支承在每一根軸上，從而在兩根軸之間形成連續(xù)的電接觸。每一個(gè)端部軸向延長(zhǎng)部的基部可以是圓柱形的，其直徑大于突起的直徑，從而在所述基部與所述突起之間形成一個(gè)偏移量。假如彈性導(dǎo)電元件是一種金屬螺旋彈簧，則該偏移量的形狀和位置以及螺旋彈簧的形狀被這樣限定，彈簧的端部在軸向方向上被突起導(dǎo)向，而且彈簧的端部與所述偏移量支承接觸。
最好是，為了避免任何側(cè)擾，兩根軸之間都被避免了在任何點(diǎn)上而不只是在突起之間的接觸點(diǎn)的所有接觸，其本身盡可能地接近主動(dòng)軸的軸線。這樣，為了避免通過(guò)管接頭傳遞力，所述管接頭的位于從動(dòng)軸一側(cè)上的端壁被如此設(shè)置，即使在兩根軸間的接觸面損壞或者甚至磨損之后，它也不能與從動(dòng)軸接觸。從而，當(dāng)凹槽和U形軸肩的幾何形狀被改變時(shí)，差值H3-H4，換言之，即從動(dòng)軸上的環(huán)形凹槽的軸向高度H3與管接頭的第二環(huán)形軸肩的軸向高度H4之間的差值，必須保持大于最大間隙，該最大間隙可以存在于主動(dòng)軸和從動(dòng)軸的突起的相應(yīng)端部之間。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，主動(dòng)軸的端部包括一個(gè)環(huán)形凹槽和一個(gè)端部軸向延長(zhǎng)部，它們彼此相鄰，從而，由于該端部軸向延長(zhǎng)部的圓柱形基部的直徑大于環(huán)形凹槽的直徑，形成了一個(gè)橫向壁，該壁將與管接頭的第一軸肩接觸。同樣，從動(dòng)軸的端部包括一個(gè)環(huán)形凹槽和一個(gè)端部軸向延長(zhǎng)部，它們彼此相鄰，從而，由于該端部軸向延長(zhǎng)部的圓柱形基部的直徑大于環(huán)形凹槽的直徑，形成了一個(gè)橫向壁，該壁將與管接頭的第二軸肩接觸。這樣，管接頭的第二軸肩就與第一軸肩分離開(kāi)，從而它們一起在所述管接頭內(nèi)限定所述空腔，該軸的端部軸向延長(zhǎng)部將裝入該空腔中。
在實(shí)踐中，管接頭是由幾個(gè)零件制成的，比如兩個(gè)半圓柱形的殼體，包括在它們內(nèi)表面上的所述第一和第二軸肩。這些殼體被這樣放置，即第一和第二軸肩面對(duì)主動(dòng)軸和從動(dòng)軸上的環(huán)形凹槽，然后借助于一個(gè)圓柱形的套筒而保持相互固定，該套筒滑入其中一根軸的一個(gè)端部，它可以滑動(dòng)以致于覆蓋住先前已組裝的兩個(gè)殼體的組件。然后該套筒被采用傳統(tǒng)的系統(tǒng)諸如穿過(guò)所述套筒和其中一個(gè)殼體的銷子、定位環(huán)、螺母、針形螺釘?shù)鹊裙潭ň臀弧９芙宇^和套筒最好是由金屬制成，典型地由鋼或黃銅制成。
當(dāng)然，幾何形狀可以顛倒；軸可以設(shè)有環(huán)形軸肩，而管接頭可以設(shè)有一個(gè)第一和一個(gè)第二環(huán)形凹槽，它們具有互補(bǔ)的形狀。同樣，突起的端部的相應(yīng)形狀也可以互換。而且，管接頭在主動(dòng)軸上的同軸對(duì)準(zhǔn)(在主動(dòng)軸上的環(huán)形凹槽與管接頭的第一軸肩之間沒(méi)有間隙)與在從動(dòng)軸的環(huán)形凹槽和管接頭的第二軸肩之間形成徑向和軸向間隙的結(jié)合，可以被一個(gè)對(duì)稱的組合替代管接頭在從動(dòng)軸上的同軸對(duì)準(zhǔn)(在從動(dòng)軸的環(huán)形凹槽與管接頭的第二軸肩之間沒(méi)有間隙)與形成于主動(dòng)軸的環(huán)形凹槽和管接頭的第一軸肩之間的徑向和軸向間隙相結(jié)合。


為了更好地理解本發(fā)明，將對(duì)一個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)行描述，該實(shí)施例特別適用于電解槽的穿孔系統(tǒng)。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的沿直徑的截面圖；[30]圖2示出圖1所示系統(tǒng)沿平面I-I的截面圖。
具體實(shí)施例方式圖1所示的系統(tǒng)示出了一個(gè)位于兩根軸1和2之間的連接部件。該連接件被設(shè)計(jì)成使軸1驅(qū)動(dòng)軸2或通過(guò)拉它、或通過(guò)推它在兩個(gè)方向上平移。軸1具有它自己的平移導(dǎo)向系統(tǒng)(未示出)。軸2也具有它自己的平移導(dǎo)向系統(tǒng)(未示出)，軸2上的徑向力必須不導(dǎo)致在軸1上形成任何徑向力(或者盡可能的小)。而且，在兩根軸之間的連接系統(tǒng)必須可被容易地分離而沒(méi)有任何損壞零件的危險(xiǎn)。
為了獲得此效果[33]a)被稱為主動(dòng)軸的直徑為ΦA(chǔ)的軸1具有一個(gè)直徑為ΦB的對(duì)中表面，以用于所述系統(tǒng)。直徑為ΦB的這兩個(gè)接觸面稍微小于直徑ΦA(chǔ)，以致于它們能夠自由地進(jìn)入主動(dòng)軸1的直徑ΦA(chǔ)的導(dǎo)向元件。
主動(dòng)軸1的端部設(shè)有一個(gè)環(huán)槽或環(huán)形凹頸11，其內(nèi)徑為ΦC，寬度或軸向高度為H0，從而，能接合所提出的連接系統(tǒng)的第一軸肩。這樣，該連接系統(tǒng)就被在直徑ΦB上對(duì)中，并被一軸肩13平移連接，該軸肩13適配到凹槽11中，該凹槽的內(nèi)徑為ΦC，寬度為H0。
主動(dòng)軸1的端部設(shè)有一個(gè)高度為H1的端部軸向延長(zhǎng)部，其鄰近于圓槽11。該延長(zhǎng)部包括一個(gè)直徑為ΦE的圓柱形基部17和一個(gè)突起8。主動(dòng)軸1的端部的直徑ΦE可以等于直徑ΦB或者稍微小些(僅僅十分之幾毫米以使該軸肩足夠)。
b)被稱為從動(dòng)軸的直徑為ΦF的軸2具有一個(gè)直徑為ΦG、寬度為H3的凹槽12，以使所述系統(tǒng)的一個(gè)第二軸肩14能夠裝入其中。這樣，當(dāng)該連接系統(tǒng)就位時(shí)，兩根軸被平移連接。
從動(dòng)軸2的端部也設(shè)有一個(gè)高度為H2的端部軸向延長(zhǎng)部，其鄰近于環(huán)形凹槽12。該延長(zhǎng)部包括一直徑為ΦK的圓柱形基部18和一突起9。該突起9的端部的輪廓是這樣，當(dāng)主動(dòng)軸1和從動(dòng)軸2接觸時(shí)，它們的接觸點(diǎn)則離主動(dòng)軸1的軸線具有最小可能的距離。這樣，假如軸1和2的導(dǎo)向件是偏移的，則就使得兩根軸之間的接觸接近于它們的軸線，比如當(dāng)軸1推動(dòng)軸2時(shí)。
c)所述連接系統(tǒng)包括一個(gè)管接頭10，該管接頭由三個(gè)主要零件組成兩個(gè)相同的半圓柱形形式的殼體3和4，每個(gè)殼體具有兩個(gè)互補(bǔ)的軸肩，以便在所述殼體接觸之后形成管接頭的所述環(huán)形軸肩13和14。第一軸肩13裝入主動(dòng)軸1的環(huán)形凹槽11內(nèi)，沒(méi)有間隙。第二軸肩14裝入從動(dòng)軸2的凹槽12內(nèi)，具有間隙。這兩個(gè)殼體具有一個(gè)直徑為ΦB的半孔(demialésage)，以便它們?cè)谥鲃?dòng)軸1的直徑ΦB上對(duì)中。
兩個(gè)殼體3和4是由一個(gè)圓柱形零件制成的，該零件被完全機(jī)械加工以獲得上述功能，然后沿著一個(gè)軸平面被切開(kāi)，以便獲得兩個(gè)相同的零件。它們被一個(gè)套筒5保持就位，該套筒在它們的外徑上對(duì)中，以便使它們相對(duì)于主動(dòng)軸1很好地就位。該套筒5通過(guò)一個(gè)軸肩15和兩個(gè)銷子6被相對(duì)于半殼體3和4平移固定，兩個(gè)銷子6在兩個(gè)殼體3和4的每一個(gè)上對(duì)中并被裝配到沿直徑方向相對(duì)于套筒5鉆的兩個(gè)孔中。描述該套筒定位系統(tǒng)以便引導(dǎo)知道可以使用其它系統(tǒng)，諸如定位環(huán)、螺母、或者針形螺釘。
為了能使軸2相對(duì)于軸1移動(dòng)，所述連接系統(tǒng)被這樣設(shè)計(jì)[41]-在所述連接件(管接頭10)與從動(dòng)軸2的軸向延長(zhǎng)部的基部之間設(shè)有-個(gè)徑向間隙J1。形成于管接頭10上以便保持主動(dòng)軸1的軸向端部延長(zhǎng)部和從動(dòng)軸2的軸向端部延長(zhǎng)部的空腔16是-個(gè)孔，該孔的直徑是被如此限定的，在此孔與從動(dòng)軸2的端部軸向延長(zhǎng)部的圓柱形基部18的直徑ΦK之間具有-個(gè)徑向間隙J1。
-在軸1和2的兩個(gè)端部之間具有-個(gè)軸向間隙J2。第二軸肩14與第-軸肩13相分離，從而它們-起在管接頭10內(nèi)限定所述空腔16，該空腔接納所述端部，該空腔的軸向高度大于所述軸的端部軸向延長(zhǎng)部的軸向高度H1和H2的總和。
-在從動(dòng)軸2上的凹槽12的底部與所述連接系統(tǒng)的第二軸肩14之間具有-徑向間隙J3。
-在所述連接系統(tǒng)的端部L與從動(dòng)軸2上的凹槽12的側(cè)面M之間具有-個(gè)軸向間隙J4，從而在此區(qū)域內(nèi)沒(méi)有接觸，即使在兩根軸的端部被損壞后。這樣，為了避免通過(guò)管接頭10傳遞力，所述管接頭的位于從動(dòng)軸2-側(cè)上的端壁L被如此設(shè)置，即使在兩根軸間的接觸面損壞或者甚至磨損之后，它也不能與從動(dòng)軸接觸。從而，從動(dòng)軸2的環(huán)形凹槽12的軸向高度H3與管接頭10的環(huán)形軸肩14的軸向高度H4之間的差值，總是保持大于最大間隙J2，該最大間隙可以存在于主動(dòng)軸1的突起8與從動(dòng)軸2的突起9的相應(yīng)端部之間。
該系統(tǒng)使兩根平移的軸1和2固定，其首先可以應(yīng)用于穿孔系統(tǒng)和鋁電解槽的鋁供應(yīng)系統(tǒng)上。這樣就實(shí)現(xiàn)了氣動(dòng)穿孔作動(dòng)器的桿與支承鑿子的延長(zhǎng)桿之間的連接，其中延長(zhǎng)桿支承著鑿子。
實(shí)際上，主動(dòng)軸1是氣動(dòng)作動(dòng)器的桿，而從動(dòng)軸2是用于支承鑿子的延長(zhǎng)桿。該系統(tǒng)能夠在軸1和2之間形成機(jī)械連接，而且由于這種可被完全控制的連接，接觸彈簧7能被安裝在兩根桿之間，從而電信號(hào)能夠從-根桿傳遞到另-根桿上，因而能夠?qū)﹁徸佣瞬颗c電解槽上-個(gè)作為參考的點(diǎn)之間的電位進(jìn)行測(cè)量。
和每一根桿上的彈簧7的支承和導(dǎo)向相關(guān)的結(jié)構(gòu)性設(shè)備是這樣的，無(wú)論與施加到每一根桿上的力或運(yùn)動(dòng)，電流傳輸?shù)倪B續(xù)性可以得到保證。彈簧7是一種金屬螺旋彈簧。其在作動(dòng)器的桿(主動(dòng)軸1)和支承鑿子的延長(zhǎng)桿(從動(dòng)軸2)的每一端部上被對(duì)中。作動(dòng)器桿1的基部17和突起8的形狀和位置，延長(zhǎng)桿2的基部18和突起9的形狀和位置，以及彈簧7本身的形狀被這樣限定，以致彈簧7總是被很好地支承在每一根桿上，從而該彈簧能永久地與這些端部接觸。
使彈簧7在桿1上對(duì)中以及使彈簧7在桿2上對(duì)中被設(shè)計(jì)成這樣，彈簧7能夠隨兩根桿1和2的相對(duì)軸向和徑向位移而移動(dòng)卻不被損壞。
權(quán)利要求
1.在兩根基本同軸的軸(1、2)的端部之間的機(jī)械和電連接系統(tǒng)，這兩根軸沿著一總體的軸向方向(100)移動(dòng)，并且適于傳遞基本軸向的力，且其中一被稱為“主動(dòng)軸”(1)的軸被連接到一軸向平移裝置上——該平移裝置典型地是作動(dòng)器，而另一根軸被稱為“從動(dòng)軸”(2)，其特征在于·用于與所述從動(dòng)軸(2)端部接觸的所述主動(dòng)軸(1)的端部包括一環(huán)形凹槽(11)，該環(huán)形凹槽鄰近于一軸向高度為H1的軸向端部的延長(zhǎng)部(17和8)，·用于與所述主動(dòng)軸(1)端部接觸的所述從動(dòng)軸(2)的端部包括一環(huán)形凹槽(12)，該環(huán)形凹槽鄰近于一軸向高度為H2的軸向延長(zhǎng)部(18和9)，·所述端部被聯(lián)接在一基本圓柱形的管接頭(10)內(nèi)，所述管接頭設(shè)有-一第一環(huán)形軸肩(13)，其形狀與所述環(huán)形凹槽(11)的形狀互補(bǔ)且沒(méi)有間隙，所述環(huán)形凹槽(11)位于所述主動(dòng)軸(1)的端部軸向延長(zhǎng)部(17和8)附近，-一第二環(huán)形軸肩(14)，其形狀與所述環(huán)形凹槽(12)的形狀互補(bǔ)——所述環(huán)形凹槽(12)位于所述從動(dòng)軸(2)的端部軸向延長(zhǎng)部(18和9)附近，一徑向間隙(J3)配設(shè)在所述管接頭(10)的環(huán)形軸肩(14)與所述從動(dòng)軸(2)的環(huán)形凹槽(12)的互補(bǔ)表面之間；-一空腔(16)，其用于容納所述軸的端部軸向延長(zhǎng)部(17，8；18，9)，所述空腔(16)的軸向高度嚴(yán)格大于所述端部軸向延長(zhǎng)部的軸向高度H1和H2的總和；并且由于采用一彈性導(dǎo)電部件(7)——典型地是一金屬螺旋彈簧，所述主動(dòng)軸(1)的端部軸向延長(zhǎng)部(17，8)與所述從動(dòng)軸(2)的軸的端部軸向延長(zhǎng)部(18，9)保持永久的機(jī)械和電接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在兩根基本同軸的軸(1，2)的端部之間的機(jī)械和電連接系統(tǒng)，其特征在于所述主動(dòng)軸(1)的環(huán)形凹槽(11)具有兩垂直于軸線(100)的壁，所述兩壁被一軸向高度等于H0的距離分隔開(kāi)；以及一底部，該底部為一與所述軸線(100)同軸的圓柱面的形式，該圓柱的直徑為C；并且所述環(huán)形軸肩(13)的截面形狀與所述管接頭(10)的形狀互補(bǔ)，并且也具有兩垂直于所述軸線的壁，該兩壁被一數(shù)值稍微小于H0的距離分開(kāi)，該距離典型地是H0-ε，其中0.05mm≤ε≤0.2mm；以及一圓柱形壁，其直徑稍微大于C，典型地是C+ε′，其中0.05mm≤ε′≤0.2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于連接兩根平移軸的連接系統(tǒng)，其特征在于所述從動(dòng)軸(2)的環(huán)形凹槽(12)具有兩垂直于所述從動(dòng)軸(2)的軸線的壁，這兩壁被一等于軸向高度H3的距離分隔開(kāi)；以及一直徑為ΦG的圓柱表面形式的底部；而且，其形狀與所述管接頭(10)互補(bǔ)的所述環(huán)形軸肩(14)也具有兩壁，該兩壁垂直于所述管接頭軸線，并且被一數(shù)值為嚴(yán)格小于H3的H4的距離分開(kāi)；以及一圓柱形壁，其直徑嚴(yán)格地大于所述從動(dòng)軸(2)的環(huán)形凹槽(12)的直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在兩根基本同軸的軸(1、2)的端部之間的機(jī)械和電連接系統(tǒng)，其特征在于一徑向間隙J1形成在所述從動(dòng)軸(2)的端部軸向延長(zhǎng)部(18、9)的外表面與所述空腔(16)的壁之間，所述空腔(16)設(shè)置在所述管接頭(10)內(nèi)，并用來(lái)接納所述兩根軸(1、2)的端部軸向延長(zhǎng)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在兩根基本同軸的軸(1、2)的端部之間的機(jī)械和電連接系統(tǒng)，其特征在于所述空腔(16)的軸向高度與軸向高度H1和H2的總和之間的差值對(duì)應(yīng)于所述軸的端部之間的一最大間隙J2，而且，所述從動(dòng)軸(2)的環(huán)形凹槽(12)的軸向高度H3與所述管接頭(10)的第二環(huán)形軸肩(14)的軸向高度H4之間的差值對(duì)應(yīng)于一最大間隙J4，該最大間隙J4大于所述軸的端部之間的最大間隙J2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中5任一項(xiàng)所述的在兩根基本同軸的軸(1、2)的端部之間的機(jī)械和電連接系統(tǒng)，其特征在于所述主動(dòng)軸(1)的端部軸向延長(zhǎng)部(17、8)包括一突起(8)，該突起的終端具有一橫向壁，該壁占據(jù)一相對(duì)于所述主動(dòng)軸(1)的軸線的回轉(zhuǎn)凸面，而所述從動(dòng)軸(2)的端部軸向延長(zhǎng)部(18、9)包括一突起(9)，該突起的終端具有一橫向壁，該壁具有這樣的輪廓當(dāng)兩根軸接觸時(shí)，所述突起(9)與所述主動(dòng)軸(1)的突起(8)之間的接觸區(qū)則位于一盡可能靠近所述主動(dòng)軸(1)的軸線(100)的位置上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在兩根基本同軸的軸(1、2)的端部之間的機(jī)械和電連接系統(tǒng)，其特征在于所述從動(dòng)軸(2)的端部軸向延長(zhǎng)部(18、9)包括一突起(9)，該突起的終端具有一橫向壁，該橫向壁占據(jù)繞一相對(duì)于所述從動(dòng)軸(2)的軸線的回轉(zhuǎn)凸面，在其中點(diǎn)的曲率大于主動(dòng)軸(1)的突起(8)的橫向壁的曲率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的在兩根基本同軸的軸(1、2)的端部之間的機(jī)械和電連接系統(tǒng)，其特征在于每根軸(分別為1和2)的端部軸向延長(zhǎng)部包括一基部(分別為17和18)，該基部位于所述環(huán)形凹槽(分別為13和14)與所述突起(分別為7和8)之間，所述基部(分別為17和18)和所述突起(分別為7和8)被這樣設(shè)置所述彈性導(dǎo)電元件(7)能夠支承在每一根軸上，從而在兩根軸之間確保永久的電接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的在兩根基本同軸的軸(1、2)的端部之間的機(jī)械和電連接系統(tǒng)，其特征在于所述主動(dòng)軸(1)的端部包括一環(huán)形凹槽(11)和一端部軸向延長(zhǎng)部(17、8)，它們彼此相鄰，從而，由于該端部軸向延長(zhǎng)部的圓柱形基部(17)的直徑大于所述環(huán)形凹槽(11)的直徑，所述端部軸向延長(zhǎng)部形成一橫向壁，該壁將與所述管接頭的第一軸肩(13)接觸；而且，所述從動(dòng)軸(2)包括一環(huán)形凹槽(12)和一端部軸向延長(zhǎng)部(18、9)，它們彼此相鄰，從而，由于該端部軸向延長(zhǎng)部的圓柱形基部(18)的直徑大于所述環(huán)形凹槽(12)的直徑，所述端部軸向延長(zhǎng)部形成一橫向壁，該橫向壁將與所述管接頭的第二軸肩(14)接觸，所述第二軸肩與第一軸肩分離開(kāi)，從而它們一起在所述管接頭內(nèi)限定所述空腔(16)，該空腔(16)用于接納該軸的端部軸向延長(zhǎng)部。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的在兩根基本同軸的軸(1、2)的端部之間的機(jī)械和電連接系統(tǒng)，其特征在于所述管接頭(10)包括兩個(gè)半圓柱形的殼體(3、4)，并在它們的內(nèi)表面上具有所述的第一軸肩(13)和第二軸肩(14)，所述殼體被這樣放置所述第一軸肩(13)和第二軸肩(14)面對(duì)所述主動(dòng)軸(1)和從動(dòng)軸(2)上的環(huán)形凹槽(分別為11和12)，并借助于一圓柱形套筒(5)而保持相互固定，該套筒由所述軸之一(1)的一端部裝合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的在兩根基本同軸的軸(1、2)的端部之間的機(jī)械和電連接系統(tǒng)，其特征在于所述套筒(5)在其一端借助于起止擋在所述殼體(3和4)上的作用的軸肩(15)保持不動(dòng)，而在其另一端借助于一固定部件保持不動(dòng)，所述固定部件將每一殼體與所述套筒(5)相連，其典型地是穿過(guò)所述套筒的銷子(6)。
12.電解鋁生產(chǎn)槽設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的在基本同軸的一主動(dòng)軸(1)與一從動(dòng)軸(2)的端部之間的機(jī)械和電連接系統(tǒng)。
13.穿孔和測(cè)量設(shè)備，用于在固化池的表面殼層穿孔之后，測(cè)量在一生產(chǎn)鋁的槽中的電解液的溫度和液面，其中，所述槽用于通過(guò)對(duì)熔解于上述電解液中的氧化鋁進(jìn)行干法電解而生產(chǎn)鋁，所述設(shè)備的特征在于，它包括根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的在基本同軸的一主動(dòng)軸(1)與一從動(dòng)軸(2)的端部之間的機(jī)械和電連接系統(tǒng)，其中，所述主動(dòng)軸(1)是氣動(dòng)穿孔作動(dòng)器的桿，而所述從動(dòng)軸(2)是所述延長(zhǎng)桿，用于支承要插入電解液中的部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在兩根基本同軸的軸(1和2)的端部之間形成機(jī)械和電連接的系統(tǒng)，其中，每根軸的軸端包括一個(gè)鄰近于一個(gè)軸向端部延長(zhǎng)部(17和8；18和9)的凹槽(11，12)。而且，上述端部被連接在一個(gè)管接頭(10)中，該管接頭包括一個(gè)第一環(huán)形軸肩(13)，其形狀與第一軸的凹槽的形狀互補(bǔ)，從而在兩者之間沒(méi)有間隙；一個(gè)第二環(huán)形軸肩(14)，其形狀與第二軸的凹槽(12)的形狀互補(bǔ)，但在兩者之間有間隙；以及一個(gè)空腔(16)，其將容納所述軸端部，所述空腔的軸向高度大于軸向端部延長(zhǎng)部(17和8；18和9)的軸向高度的總和。本發(fā)明的特征在于，兩根軸的軸向端部延長(zhǎng)部(17和8；18和9)通過(guò)一個(gè)彈性導(dǎo)電元件(7)達(dá)到永久的機(jī)械和電連接。
文檔編號(hào)F16L21/06GK1882785SQ200480034034
公開(kāi)日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2004年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月18日
發(fā)明者B·布爾熱 申請(qǐng)人:E.C.L.公司