CH637241A5 - Sliding-contact device for a switch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schiebekontaktvorrichtung für einen Schalter, insbesondere für hohe Ströme, nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.

Eine solche Schiebekontaktvorrichtung ist z.B. in der CH- 45 Patentschrift 410108 beschrieben. Sie hat einen Kranz von starren Kontaktbrücken, die durch zwei Federn einwärts beaufschlagt sind, was aufwendig ist und relativ grosse Radialdimensionen bedingt. Die zahlreichen und grossvolumigen Kontaktbrücken und die Festkontakte müssen aus teurem elek- 50 trisch gut leitendem Kontaktwerkstoff bestehen. Vorteilhaft ist, dass jede Kontaktbrücke die beiden Festkontakte direkt verbindet, wobei jeweils nur zwei Übergangsstellen pro Kontaktbrücke vorhanden sind.

Eine Vorrichtung nach der DE-Offenlegungsschrift 55

2350890 und der AT-Patentschrift 330286 benötigt naturge-mäss ebenfalls Leitermaterial für die voluminösen Festkontakte und Kontaktbrücken. Jeder dieser drei Teile hat zusätzlich Kontaktfinger aus federndem Kontaktmaterial. Daher ergeben sich 6 Übergangsstellen, nämlich je eine zwischen den 60 Kontaktfingern und dem zugehörigen Kontaktteil und dann nochmals je eine zwischen den Kontaktfingern eines Teils und einem anderen Kontaktteil.

Auch diese Konstruktion hat zu grosse Radialabmessungen. Bei einer Vorrichtung nach der DE-Auslegeschrift 65 1191465 sind zwar nur zwei Übergangsstellen vorhanden, die Festkontakte sind aber aufwendig und mit grossen Radialdimensionen federnd ausgebildet, während als Kontaktbrücke ein starrer zylindrischer Körper vorgesehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schiebekontaktvorrichtung zu schaffen, die trotz hoher mechanischer Festigkeit mit kleinen Radialdimensionen auskommt, wirtschaftlich herstellbar ist und für die Führung hoher Ströme von z.B. über 500 A geeignet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Schiebekontaktvorrichtung gemäss Anspruch 1 vorgeschlagen.

Als Festkontakte sind einfache starre zylindrische Körper vorhanden, was sowohl fertigungsmässig als auch material-mässig wirtschaftlich ist.

Der Träger kann wahlweise aus elektrisch leitendem Material, wie Aluminium oder auch aus elektrisch isolierendem Material, wie glasfaserarmiertem Kunststoff, bestehen. Er dient der Übertragung mechanischer Beanspruchung. Als leitende Kontaktbrücke ist die elastisch verformbare Hülse aus elektrisch leitendem Material, wie Federbronze, vorgesehen. Diese Hülse kann aus einem geeignet strukturierten Blech bestehen. Dabei können durch entsprechende Schlitze und Ausnehmungen freigelegte Blechteile zweckentsprechend geformt als Federteile ausgebildet sein, wie dies z.B. durch Prägevorgänge möglich ist. Wegen der geringen Radialabmessungen bei relativ geringen Wandstärken des Trägers und der Hülse, kann man beide ausserhalb oder innerhalb der Festkontakte vorsehen, je nach dem, wie man die übrigen Teile des Schalters, z.B. Gasdruckschalters, konzipieren will.

In der Regel genügt es, wenn die Hülse nur lokal, meist punkteweise mit dem Träger so verbunden ist, dass sie seine Schiebebewegungen mitmachen kann. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn in der Hülse mindestens ein Kranz von torsionsfedernden Elementen vorgesehen ist, wie sie z.B. in den CH-Patentschriften 589948 und 590569 beschrieben sind. Diese federnd auslenkbaren Teile sind dabei mit der Hülse aus einem Stück gefertigt.

Es können aber auch andere federnde Formgebungen in Betracht kommen, z.B. dadurch, dass man die Hülse stellenweise längs schlitzt und die dadurch erhaltenen zusammenhängenden Streifen wellenförmig verformt, wobei benachbarte Streifen ihre Wellen versetzt angeordnet tragen können. Hier bedingt allerdings die federnde Zusammenpressung der Streifen zwischen dem Träger und dem betreffenden Festkontakt eine Längung der Hülse. Dies kann in gewissen Fällen unerwünscht sein. Es gestattet aber im Endbereich die Erzielung kurzer Kontaktwege, z.B. wenn das freie Ende solcher Streifen bogenförmig umgelegt ist.

Die Kontakthülse benötigt wenig Raum, erfüllt ihre Federfunktion auch in schmalen Spalten und kann aus recht dünnwandigen Blechen gefertigt sein, weil sie mechanisch fast unbeansprucht ist. Diese ermöglicht die sparsame Verwendung des teuren Kontaktfedermaterials. Trotzdem kann eine solche dünnwandige Hülse hohe Ströme übertragen, wie sie von den entsprechende Durchmesser aufweisenden Festkontaktjen übertragbar sind, weil ja ihr Durchmesser praktisch dem Durchmesser der Festkontakte entsprechen kann und ihre Wandstärke dabei eine eher untergeordnete Rolle spielt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der rein schematischen Zeichnung beispielsweise beschrieben. Es zeigen;

Fig. 1 einen fragmentaren Längsschnitt durch einen Druckgasschalter in Aus-Stellung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Kontaktzone des Druckgasschalters der Fig. 1 in Ein-Stellung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Kontaktzone eines anderen Schalters in Ein-Stellung,

Fig. 4 ein Schaubild eines Hülsenumrisses ohne Details, Fig. 5 einen Ausschnitt einer Hülse gemäss Fig. 4 in Ver-grösserung, und

Fig. 6 einen vergrösserten Ausschnitt einer anderen Hülse. Der Druckgasschalter gemäss Fig. 1 und 2 besitzt statio

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näre starre Festkontakte 1 und 2, die je in nicht gezeigter Weise mit einer Zuleitung verbunden sind. Im Festkontakt 2 ist ein Aluminiumzylinder 3 als Träger einer gemäss Fig. 4 und 5 ausgebildeten Kontakthülse 4 vorgesehen. Der Zylinder 3 ist entlang der Achse 5 des Schalters mit der Hülse 4 verschieb- 5 lieh. Mit dem Zylinder 3 ist ausserdem ein Steckstift 6 leitend und starr verbunden, der in die Buchse 7 passt. Die Buchse 7 ist ihrerseits mit dem Festkontakt 1 leitend und starr verbunden.

Im Zylinder 3 befindet sich ein Kolben 8 mit Ventilen 9, io der starr mit dem Festkontakt 2 verbunden ist.

Im Ringspalt 10 zwischen dem Festkontakt 2 und dem Zylinder 3 ist die Hülse 4 federnd verformt geklemmt. Schiebt man den Zylinder 3 samt Hülse 4 in Richtung des Pfeiles 12 (Fig. 1), so gelangt er in die in Fig. 2 gezeichnete Position, wo 15 nun ein Teil der Hülse 4 auch zwischen dem Zylinder 3 und dem Festkontakt 1 federnd verformt geklemmt ist. Die elektrische Verbindung zwischen den Festkontakten 1 und 2 ist somit durch die Hülse 4 mit nur je einer Übergangsstelle bei jedem der Festkontakte 1 und 2, d.h. mit gesamthaft zwei Übergangs- 20 stellen hergestellt.

Beim Verschieben des Zylinders 3 in Richtung des Pfeiles 12 (Fig. 1) hat sich der Raum 13 (Fig. 2) mit geeignetem Gas durch die Ventile 9 hindurch gefüllt. Wird nun der Zylinder 3 in Richtung des Pfeiles 14 (Fig. 2) zurückgezogen, so kann das 25 Gas durch die geschlossenen Ventile 9 nicht entweichen und gelangt durch die Düse 15 in den Festkontakt 1, wie dies für Druckgasschalter an sich bekannt ist.

Während beim Druckgasschalter der Fig. 1 und 2 die Hülse 4 samt ihrem Träger, nämlich dem Zylinder 3 im Inne- 30 ren der Festkontakte 1 und 2 angeordnet ist, zeigt Fig. 3 einen Schalter, dessen Festkontakte 101 und 102 im Inneren des Trägers 103 angeordnet sind, und die Hülse 104 in den Ringspalten 111 bzw. 110 geklemmt ist. Hier hat der Träger 103 überhaupt keine elektrische Funktion, so dass er beispielsweise aus 35 mit Glasfasern armiertem Kunststoff bestehen kann.

Bei den Schaltern der Fig. 1 und 2 sowie 3 sind die geringen radialen Abmessungen gut erkennbar. Man sieht, dass die

Festkontakte 1,2 bzw. 101, 102 aus relativ billigem Leitermaterial bestehen können und lediglich für die dünnwandigen Hülsen 4 bzw. 104 teureres Kontaktfedermaterial in bescheidenem Umfang und bei bescheidenem Fertigungsaufwand nötig ist. Die Gesamtkonstruktion derartiger Schalter ist einfach und billig.

Die Hülse 104 kann grundsätzlich gleich wie die Hülse 4 ausgebildet sein, wobei letztere anhand der Fig. 4 und 5 noch etwas näher besprochen werden soll. Man erkennt in Fig. 4 Endbereiche 40 und 41, auf die auch in Fig. 5 hingewiesen wird. In Fig. 5 erkennt man im Endbereich 40 Längsschlitze 401, welche Streifen 402 voneinander trennen, die mit Versatz gewellt ausgebildet sind und daher im Spalt 10 (Fig. 1 und 2) federnd abgeflacht werden können. Der Endbereich 41 ist in Fig. 5 durch Schlitze 411 in Streifen 412 unterteilt, die in der dargestellten Weise umgebogen sind. Der Endbereich 41 würde gemäss Fig. 2 mit dem Festkontakt 1 in Berührung kommen. Der Pfeil 12 in Fig. 5 entspricht der Schieberichtung 12 in Fig. 1.

Anstelle der beschriebenen Hülse 4 könnte auch eine andere Hülse 62 Verwendung finden, wie sie in Fig. 6 fragmentarisch dargestellt ist, wobei auch hier der Pfeil 12 die Schieberichtung 12 aus Fig. 1 wiedergeben soll. Im Bereich 40 oder 41 der Hülse der Fig. 4 wäre bei der Hülse 62 gemäss Fig. 6 je mindestens ein Kranz von Lamellen 60 vorgesehen, die über dünne Stege 61 so mit dem restlichen Material dieser Hülse 62 zusammenhängen, dass sie beim Klemmen der Hülse 62 in einen Ringspalt (z.B. dem Ringspalt 10 der Fig. 1) in Richtung der Pfeile 63 um die Stege 61 federnd ausgelenkt eine Torsionsbewegung ausführen. Die geeignete Ausbildung solcher Teile 60, 61 ist beispielsweise in den CH-Patentschrif-ten 589948 und 590569 beschrieben.

Die Hülsen 4,104 und 62 können zumindest in den Anlagebereichen, d.h. beispielsweise in den Endbereichen 40,41 (Fig. 4) versilbert sein. Sie sind in der Regel nur örtlich, z.B. durch Niete, am Träger 3 bzw. 103 befestigt, was nicht dargestellt wurde.

1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

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1. Schiebekontaktvorrichtung für einen Schalter, mit zwei sich im Abstand koaxial gegenüberliegenden starren zylindrischen Festkontakten, die im eingeschalteten Zustand durch eine Kontaktbrücke elektrisch leitend verbunden sind, welche 5 Kontaktbrücke gegenüber ihrem starren zylindrischen Träger radial federnd mit diesem Träger koaxial zu den Festkontakten verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Kontaktbrücke eine in einem Ringspalt (10; 11) zwischen dem die mechanische Belastung aufnehmenden Träger (3) und dem io betreffenden Festkontakt (1 ; 2) elastisch verformte Hülse (4) aus elektrisch leitendem Material vorgesehen ist.

2. Schiebekontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (104) innerhalb des Trägers (103) und ausserhalb der Festkontakte (101 ; 102) angeordnet 15 ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Schiebekontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (4) ausserhalb des Trägers (3) und innerhalb der Festkontakte (1 ; 2) angeordnet ist.

4. Schiebekontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 20 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (4) durch teilweise Längsschlitze (401 ; 411) voneinander getrennte und in Radialrichtung ausgebogene Streifen (402; 412) aufweist.

5. Schiebekontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (62) mindestens 25 einen Kranz von leitersprossartigen Kontakt-Torsionselemen-ten (60,61) aufweist.

6. Schiebekontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse nur örtlich am Träger befestigt ist. 30

7. Schiebekontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus Aluminium besteht.

8. Schiebekontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus elektrisch 35 isolierendem Material, wie glasfaserarmiertem Kunststoff besteht.